1、電轉(zhuǎn)技術(shù)原理
細胞電轉(zhuǎn)染(電轉(zhuǎn)),也叫細胞電穿孔 (electroporation),是把外源大分子物質(zhì)DNA、RNA、siRNA、蛋白質(zhì)等以及一些小分子導入細胞膜內(nèi)部的重要方法。
在瞬間強大電場的作用下,溶液中細胞的細胞膜具有了一定的通透性,帶電的外源物質(zhì)以類似電泳的方式進入細胞膜。由于細胞膜磷脂雙分子層的電阻很大,細胞外部電流場產(chǎn)生的細胞兩極電壓都被細胞膜承受,細胞質(zhì)內(nèi)分到的電壓可以忽略不計,細胞質(zhì)內(nèi)部幾乎沒有電流,因此也決定了正常范圍內(nèi)的電轉(zhuǎn)過程中細胞毒性很小。電場使DNA等物質(zhì)進入細胞膜后只能停止在細胞膜附近,隨后細胞本身的機制可以允許這些物質(zhì)到細胞核等處。
普通電轉(zhuǎn)能量過高可導致部分細胞因膜破壞而死亡,其中能存活下來的細胞內(nèi)部都不會受到電流影響,因為細胞膜完整是細胞存活的必要條件。
由于電轉(zhuǎn)技術(shù)依靠的是物理方法,細胞表面的分子特性對電轉(zhuǎn)影響比較小。相比化學轉(zhuǎn)染方法和病毒載體轉(zhuǎn)染方法,電轉(zhuǎn)可以用在所有的細胞種類上,而且容易定量控制。
2、細胞電轉(zhuǎn)電場圖
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細胞膜近似絕緣體,細胞附近電轉(zhuǎn)液中電流扭曲。
在串聯(lián)電路中電阻越大分到電壓越大,細胞兩端電壓基本都落在兩端細胞膜上。
只有一個細胞端面電轉(zhuǎn)有效。
細胞質(zhì)內(nèi)分到電壓很小,DNA電轉(zhuǎn)進入細胞膜后馬上停止,后續(xù)靠細胞本身機制慢速擴散。
細胞核兩端電壓及其微小,微小的電壓又落在核膜上,核內(nèi)部完全沒有電壓,電轉(zhuǎn)沒有基因毒性。
3、電轉(zhuǎn)技術(shù)應用
有效的細胞:幾乎所有的真核細胞,包括所有細胞系,原代細胞,干細胞,血液和免疫類細胞,神經(jīng)細胞,植物細胞和胚胎。
可以電轉(zhuǎn)的物質(zhì)包括DNA、RNA、siRNA、蛋白質(zhì)等。
適用實驗:瞬時或穩(wěn)定表達蛋白質(zhì)、基因敲除與敲入、siRNA和其他分子機制研究。
科研領(lǐng)域:細胞分子生物學、免疫學、血液學、神經(jīng)學、癌癥研究、新藥開發(fā)等。