Các nghiên cứu in vitro cho phép phân tích chi tiết cụ thể, đơn giản hơn, thuận tiện hơn và chi tiết hơn so với việc thực hiện với toàn bộ cơ thể. Cũng giống như các nghiên cứu trong toàn bộ động vật ngày càng thay thế thử nghiệm trên người, như vậy là nghiên cứu in vitro thay thế nghiên cứu trên toàn bộ động vật.

Sự đơn giản

Sinh vật sống là các hệ thống chức năng cực kỳ phức tạp, gồm ít nhất là hàng chục ngàn gen, các phân tử protein, các phân tử RNA, các hợp chất hữu cơ nhỏ, các ion vô cơ và phức hợp trong một môi trường không gian được tổ chức bởi các màng, và trong trường hợp của sinh vật đa bào, hệ thống cơ quan.[7] Các thành phần này tương tác với nhau và với môi trường của chúng theo cách thức tiêu hóa thức ăn, loại bỏ chất thải, chuyển hóa các chất đến nơi cần thiết rất chính xác và phản ứng với các phân tử báo hiệu, các sinh vật khác, ánh sáng, âm thanh, nhiệt, hương vị, cảm nhận và cân bằng.

Nhìn từ trên xuống của một module tiếp xúc với động vật có vú Vitrocell "robot hút thuốc", (tháo nắp) xem bốn giếng tách ra để nuôi cấy tế bào chèn để được tiếp xúc với khói thuốc lá hoặc một aerosol cho một nghiên cứu in vitro về các ảnh hưởng.

Sụ phức tạp này gây ra khó khăn trong xác định những tương tác giữa các thành phần riêng biệt và việc tìm hiểu các chức năng sinh học cơ bản của chúng. Phương thức nghiên cứu in vitro giúp đơn giản hóa hệ thống đang được nghiên cứu, vì vậy điều tra viên có thể tập trung vào một số lượng nhỏ các thành phần.[8][9]

Ví dụ, việc nhận dạng các protein của hệ miễn dịch (ví dụ kháng thể), và cơ chế nhận biết và liên kết với các kháng nguyên bên ngoài sẽ vẫn còn rất mơ hồ nếu không sử dụng rộng rãi công trình in vitro để cô lập các protein, xác định các tế bào và gen sản xuất chúng, nghiên cứu các tính chất vật lý của sự tương tác của chúng với kháng nguyên, và xác định cách thức những tương tác dẫn đến tín hiệu của tế bào, kích hoạt các thành phần khác của hệ thống miễn dịch.

Đặc trưng chủng loài

Một ưu điểm khác của 'phương pháp in vitro là tế bào của con người có thể được nghiên cứu mà không có "ngoại suy" từ phản ứng tế bào của bào động vật thí nghiệm.[10]

Thuận tiện, tự động hóa

Các phương pháp in vitro có thể được thu nhỏ và tự động, mang lại các phương pháp sàng lọc cao để kiểm tra các phân tử trong dược lý học hoặc độc tính.[11]