El tratamiento de las células con un compuesto citotóxico puede provocar necrosis, en la que las células pierden la integridad de su membrana. La muerte celular o la citotoxicidad suelen evaluarse cuantificando las lesiones de la membrana plasmática.
La adenilato quinasa (AK) es una proteína que se encuentra en todas las células eucariotas y procariotas y se libera rápidamente al medio de cultivo tras dañar la membrana plasmática.
Los kits de ensayo de citotoxicidad por bioluminiscencia se basan en la medición de AK en un sencillo procedimiento de un solo paso que implica dos reacciones químicas. La primera reacción convierte ADP en ATP por la adenilato quinasa liberada por las células dañadas. La segunda reacción utiliza luciferasa para catalizar la formación de luz a partir de ATP y luciferina. Esta luz se mide con un luminómetro o un contador beta. La prueba es muy sensible y puede automatizarse completamente para aplicaciones de alto rendimiento.