细胞转化是细胞发生遗传性改变而导致细胞永生化的转变方式，直接涉及细胞DNA或基因发生改变，这种变化可稳定地遗传下去，代代相传，致使细胞的一系列生物学特性、生长特点都随之发生改变。细胞在体外培养的环境中，常因化学、物理和生物等各种致癌因素的影响，而使细胞发生转化，使遗传特性、生长特性、生物学形状均发生了改变。根据细胞转化的原理，使用体外培养的细胞进行药物毒性检测在短时间内就可获得明确的实验结果，远比动物诱变实验周期短，而且无外界其他因素和体内免疫因素的干扰，这对检测药物中可疑致癌因素、致癌作用等提供了实验依据，有很大的实用价值。

体外细胞转化实验是检测受试物对体外培养的哺乳动物细胞转化的遗传毒理试验。常用的体外转化实验包括锚定非依赖性生长实验以及诱变实验等。诱变实验可以用姐妹染色单体交换来测定。接触或服用某些有致变作用的药物或化学物质，以及某些病毒感染和短波射线辐射后，可致姐妹染色单体交换（sisterchromatidexchange,SCE)频率升高（与正常对照比较），在研究一种新药的致变可能性时，SCE为一有益的指标且优于对染色体畸变的观察。

染色体复制过程中同一条染色体中的两条染色单体间发生遗传物质的互换称为姐妹染色单体交换SCE,SCE是与DNA的损伤修复和DNA复制紧密相连的自然过程。如果在DNA复制过程中进行DNA损伤的修复，就有可能发生SCE，它的发生的频率可反映细胞在S期的受损程度。如果一个个体的SCE率明显增高，可表明染色体受到环境中的一定因素的影响，或是受到遗传缺陷的内在制约因素所致。与染色体断裂相比，SCE是一个更敏感的诱变活性指标，能灵敏地检测染色体的变化，表现出剂量一效应关系。因此，目前已把SCE列为检测致突变物、致癌物的常规指标之一。

SCE的原理是：在含有5-溴脱氧尿嘧啶核苷(5-bromodeoxyuridine,BrdU）的培养基中，BrdU能取代胸腺嘧啶脱氧核糖核苷(TdR）而掺入到新复制的DNA子链中，经过两次复制后形成的同一染色体的两条姐妹染色单体一条是由单股含BrdU的DNA所组成，另一条是由双股含BrdU的DNA链所组成，而这种双股含有BrdU的DNA链具有螺旋化程度较低的特性，可降低其对某些染色剂的亲和力，当用Giemsa染色时，这种由双股都含有BrdU的DNA链所组成的单体着色较浅，而由单股含BrdU的DNA链所组成的单体着色较深。当姊妹染色体间存在同源片段交换时，可根据每条单体夹杂着深浅不一的着色片段加以区分。由于姐妹染色单体的DNA序列相同，SCE并不改变遗传物质组成，但SCE是由于染色体发生断裂和重接而产生的，因此，SCE显示方法通常用来检测染色体断裂频率，用来研究药物和环境因素的致畸效应。