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Celetrix電轉(zhuǎn)基本原理
電轉(zhuǎn)基本原理
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(dǎo)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(dǎo)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(xué)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
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*沒有電壓，電轉(zhuǎn)沒有基因毒性。
3. 電轉(zhuǎn)技術(shù)應(yīng)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(xué)、免疫學(xué)、血液學(xué)、神經(jīng)學(xué)、癌癥研究、新藥開發(fā)等。
4. 為什么電轉(zhuǎn)直接進入細胞核是錯誤的
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*沒有電壓，電轉(zhuǎn)沒有基因毒性。
2.文獻中已經(jīng)報導(dǎo)電轉(zhuǎn)后DNA僅在細胞膜附近（Golzio et al.）。
3.細胞核轉(zhuǎn)染沒有實驗證據(jù)。
4.細胞本身可以讓DNA進入細胞核。比如Celetrix電轉(zhuǎn)后30分鐘就可以看到GFP熒光表達。