活细胞Caspase-3活性与线粒体膜电位检测试剂盒(Caspase-3 Activity and Mitochondrial Membrane Potential Detection Kit for Live Cell)，是基于线粒体膜电位依赖性的深红荧光探针Mito-Tracker Deep Red 633联合Caspase-3酶的荧光底物Caspase-3 Substrate来检测细胞球或类器官线粒体膜电位以及细胞内Caspase-3酶活性的试剂盒。本试剂盒可快速、便捷地检测3D培养的细胞球或类器官线粒体膜电位变化和细胞内Caspase-3酶活性。仅需染色15分钟，就可在荧光显微镜下观察到非常明亮的凋亡细胞和正常细胞的线粒体膜电位红色荧光差异和凋亡细胞细胞核绿色荧光染色。本试剂盒适用于荧光显微镜、荧光酶标仪及其它荧光检测系统。

本试剂盒基于荧光底物Caspase-3 Substrate检测Caspase-3酶活性的原理如下。底物Caspase-3 Substrate为偶联DNA绿色荧光染料的多肽DEVD，该底物中的DEVD是caspase 3/7的识别序列，并带有大量负电荷。这些负电荷和DNA带有的负电荷相互排斥，使底物中的DNA绿色荧光染料不能结合DNA，也就不能被激发产生绿色荧光。最初没有荧光的底物穿过细胞膜进入细胞质，在凋亡细胞中被Caspase-3/7识别并剪切，释放出活化的DNA绿色荧光染料分子。活化的DNA绿色荧光染料分子迁移进入细胞核，与DNA结合后，形成DNA复合物，就可以被激发而产生明亮的绿色荧光。

本试剂盒中Mito-Tracker Deep Red 633，也称Deep Red FM检测线粒体膜电位的原理如下。Mito-Tracker Deep Red 633是一种线粒体深红荧光探针，其在线粒体内的积累依赖于线粒体膜电位(与JC-1、TMRE和Rhodamine 123相同)。正常细胞中，Mito-Tracker Deep Red 633对线粒体进行特异性染色，呈明亮的深红荧光；细胞发生凋亡时，线粒体膜电位下降，染料在线粒体内的积累减少，荧光减弱或消失。

本试剂盒通过检测DNA复合物的绿色荧光(Ex/Em=500/530nm)和依赖于线粒体膜电位的Mito-Tracker Deep Red 633的深红荧光(Ex/Em=622/648nm)，显示细胞的Caspase-3酶活性以及线粒体膜电位，从而判定细胞凋亡的发生。

本试剂盒可以实时监测凋亡情况。传统的Caspase活性检测试剂盒，通常需要裂解细胞或组织样品后进行显色或荧光检测；通过Western检测Caspase本身的和剪切后的蛋白表达情况，也只能检测Caspase的表达情况，从一定程度上反映酶活性。基于荧光标记的Caspase抑制剂的检测技术(Fluorochrome-Labeled Inhibitors of Caspases, FLICA)可以进入活细胞检测Caspase活性，但其荧光探针本身就是不可逆的Caspase抑制剂，所以无法在活细胞中实时监测Caspase的活力。而本试剂盒中提供的荧光底物Caspase-3 Substrate对细胞活性没有明显的抑制作用，不影响Caspase的表达，不抑制细胞的凋亡过程，能实时监测细胞凋亡。

本试剂盒功能强大。使用本试剂盒检测Caspase-3活性的同时，还能够实时监测细胞内线粒膜电位的变化。

本试剂盒适用范围广。本试剂盒可用于常规方法培养出的3D细胞球或类器官，包括超低吸附细胞培养板、基质胶或Matrigel包被的平板、琼脂糖包被的平板、细胞悬滴培养板等。

本试剂盒使用便捷，整个检测过程仅需约15-30分钟即可完成。3D细胞球经凋亡、坏死等诱导处理后，将本试剂盒中的Caspase-3 Substrate (100X)和Mito-Tracker Deep Red 633 (100X)按照相应比例用检测缓冲液配制成Caspase-3 Substrate/Mito-Tracker Deep Red 633检测工作液，避光孵育15分钟，就可进行后续的荧光显微镜拍照等荧光检测和分析。

Caspase (cysteine-dependent aspartate-specific proteases)的全称为天冬氨酸特异性的半胱氨酸蛋白水解酶，存在于细胞质中，主要利用半胱氨酸(Cysteine)侧链选择性地高效切割含有天冬氨酸(Aspartate)的多肽底物，在介导细胞凋亡(Apoptosis)过程中起重要作用，并参与细胞的炎症、生长和分化等过程。Caspase-3也称CPP32、Yama或apopain，属于caspase家族的CED-3亚家族(CED-3 subfamily)，是哺乳动物细胞中研究最多的一个caspase。Caspase-3是细胞凋亡过程中的一个关键酶，可以直接特异性切割多种底物，包括PARP (Poly ADP-Ribose Polymerase)、ICAD (Inhibitor of Caspase-Activated Deoxyribonuclease)、proCaspase-6、7和9、gelsolin和fodrin等。这些由Caspase-3介导的蛋白剪切是细胞凋亡分子机制的重要组成部分。同时Caspase-3还参与细胞核凋亡过程，如染色质固缩(Chromatin condensation)，DNA片段化(DNA fragmentation)等。另外，Caspase-3对凋亡过程中的细胞起泡(Cell blebbing)也起到了关键作用。

传统的细胞培养大多以二维(Two-dimensional, 2D)的形式展开，但2D培养的细胞在生长方式、生长形态、分化和功能等方面都与体内生理条件下细胞的真实形态和结构存在明显差异，可能会因为细胞结构和组织形态的缺失，使实验结果的可信度降低。三维(Three-dimensional, 3D)细胞培养能够更好地模拟体内细胞生存的微环境，更能代表体内组织，也能更真实地反映细胞与细胞间、细胞与基质间的相互作用，细胞对外源性和内源性刺激的应答也更接近于它们在体内的反应，3D细胞培养从而成为更有价值并更为可信的体外实验模型，能够获得与体内实验更加一致的实验结果。

3D肿瘤细胞模型越来越多地被用于了解疾病机制和药物研发。2D培养的肿瘤细胞，其单侧细胞膜可以均匀地获得营养和氧气，而3D培养的肿瘤细胞团的内部细胞获得营养和氧气的机会更少，形成自然的营养和氧气梯度，能更好地模拟体内微环境条件，因此3D培养的肿瘤球状体(Spheroid)或肿瘤类器官(Organoid)等能更好地模拟体内肿瘤，更利于小分子药物筛选或者肿瘤相关分子机制的研究，也更能准确地预测药物治疗的体内反应、疗效或毒性。同时，2D肿瘤细胞模型体外扩增有一定局限性，在传代后容易丧失原肿瘤的遗传异质性，出现优势克隆选择性，从而降低临床相关性。相比于2D细胞模型，3D细胞球或者类器官很多情况下能提供更可信的研究结果，简化并加速药物评价流程。自2009年小肠类器官首次建立至今，3D细胞和类器官研究已经扩展到很多组织系统，并成为生命科学最热门的领域之一。

按照96孔板每孔需要100μl Caspase-3 Substrate/Mito-Tracker Deep Red 633检测工作液，本试剂盒小包装可以进行20个样品的检测，中包装可以进行50个样品的检测。