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其原理是根据细胞因子特定的生物学活性，应用相应的指示系统，如各种依赖性细胞株或靶细胞，同时与标准品对比测定，从而得知样品中细胞因子的活性水平，一般以活性单位（U／mL）表示。生物学活性检测法所用的靶细胞可直接从组织中分离，如细胞的集落形成试验和胸腺细胞（脾细胞）的增殖试验，或用体外培养的依赖细胞因子才能生长的细胞因子依赖株及对细胞因子杀伤敏感的细胞作为靶细胞。其测定方法可分为促进细胞增殖和增殖YZ法、抗病毒活性测定法、集落形成法、趋化作用测定法及细胞因子诱导产物测定法等。
（1）促进细胞增殖和增殖YZ法：目前已建立的应用依赖细胞株检测各种细胞因子的方法，其操作过程基本相同。检测细胞因子促生长活性或YZ生长活性是将不同稀释度的待测样品或细胞因子标准品与培养的细胞株共同培养一定时间，然后检测增殖的细胞数。前者的增殖细胞数与细胞因子的含量成正比，而后者的增殖细胞数与细胞因子的含量成反比。常用的检测细胞增殖的方法有3H-TdR掺人法、比色法、染色法和直接计数法等。其中测定细胞代谢酶活性反映细胞增殖数量的比色法包括MTY、XTF、MTS和NAG等方法，可在酶标仪上自动化检测，且不接触核素，较为常用。此外，测定代谢产物荧光强度的方法也可检测增殖细胞数，如ATP法和cAMP法。细胞因子还能诱导靶细胞表达某些表面分子或分泌一些蛋白质，可以用荧光素标记抗体检测表达相应分子的细胞数，或用特定方法测定细胞分泌的蛋白质，间接了解细胞因子的活性。
各种集落刺激因子（CSF）作用于造血系统的不同细胞，可促进其增殖及在半固体琼脂凝胶系统中克隆培养细胞的集落形成，故可采用集落形成试验研究CSF的水平。
（2）细胞毒活性测定法：许多细胞因子针对转化的细胞及病毒感染的细胞具有溶细胞或YZ细胞生长的活性。检测细胞因子溶细胞八田胞毒活性或YZ生长活性是将不同稀释度的待测样品或细胞因子标准品与培养的细胞株共同培养一定时间，然后检测存活的靶细胞数，并与对照比较求得溶细胞或YZ细胞生长的百分率，或以OD值对样品稀释度作图，绘制标准品的剂量反应曲线，从曲线上求得相应的待测样品的含量。检测活靶细胞数的方法同促细胞增殖法。
（3）抗病毒活性测定法：检测样品中干扰素（1FN）的含量Z常用的方法是检测其抗病毒活性，其检测原理是用细胞因子样品处理易感细胞，使细胞建立抗病毒状态，然后用适量病毒攻击细胞，评价病毒的复制量或病毒引起细胞病变被YZ的程度，即可判断样品中细胞因子的生物活性。常用于检测IFN抗病毒活性的细胞株有WISH，Hep2/c，L929，A549，Ratec和MDBK等。其中WISH和Hep2/c细胞株用以检测人干扰素，L929细胞株用于检测小鼠干扰素，Ratec细胞株用于检测大鼠于扰素，而MDBK细胞株则可用于检测多种属的IFN-a和IFN-Yo常用于攻击细胞的病毒有滤泡性口炎病毒（VSV）、鼠脑心肌炎病毒（EMCV）以及Sindbisvirus等病毒。检测抗病毒活性的具体方法包括测定细胞因子YZ病毒的致细胞病变效应（CPE）、YZ病毒蚀斑形成或YZ病毒的产量等。IFN的抗病毒活性通常以每毫升样品中所含的单位数（U／mL）表示，IFN的纯度则以每毫克蛋白质中所含的单位数（U/mg）或IFN的量（ug/mg）表示。IFN抗病毒活性单位的定义是指能YZ50％细胞病变或50％病毒空斑形成效应的IFNZgao稀释度的倒数。
（4）趋化活性测定法：多种细胞因子具有趋化活性，分别能诱导中性粒细胞、单核巨噬细胞等定向迁移。趋化因子诱导细胞移动的方式包括趋化性和化学增活现象。趋化性（chemotaxis）是指诱导细胞向趋化因子化学浓度高的方向作定向移动，可采用琼脂糖和微孔小室趋化试验测定细胞因子的趋化活性；化学增活现象（chemokinesis）是指增强细胞的随机运动，可采用琼脂糖小滴化学动力学试验检测。
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