Le traitement des cellules avec un composé cytotoxique peut entrainer une nécrose, dans laquelle les cellules perdent leur intégrité membranaire. La mort cellulaire ou la cytotoxicité est classiquement évaluée par la quantification des lésions de la membrane plasmique.

L'adénylate kinase (AK) est une protéine présente dans toutes les cellules eucaryotes et procaryotes et est rapidement libérée dans le milieu de culture après un endommagement de la membrane plasmique. 

Les kits de dosage de cytotoxicité par bioluminescence sont basés sur la mesure de l'AK dans une procédure simple en une étape impliquant deux réactions chimiques. La première réaction convertit l'ADP en ATP par l'adénylate kinase libérée par les cellules endommagées. La seconde réaction utilise la luciférase pour catalyser la formation de lumière à partir d'ATP et de luciférine. Cette lumière est ensuite mesurée à l'aide d'un luminomètre ou d'un compteur bêta. Le test est très sensible et peut être entièrement automatisé pour les applications à haut débit.