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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(xì)胞電轉(zhuǎn)染（電轉(zhuǎn)），也叫細(xì)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(xì)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(xì)胞的細(xì)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(jìn)入細(xì)胞膜。由于細(xì)胞膜磷脂雙分子層的電阻很大，細(xì)胞外部電流場產(chǎn)生的細(xì)胞兩極電壓都被細(xì)胞膜承受，細(xì)胞質(zhì)內(nèi)分到的電壓可以忽略不計，細(xì)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(xì)胞毒性很小。電場使DNA等物質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞膜后只能停止在細(xì)胞膜附近，隨后細(xì)胞本身的機制可以允許這些物質(zhì)到細(xì)胞核等處。
普通電轉(zhuǎn)能量過高可導(dǎo)致部分細(xì)胞因膜破壞而死亡，其中能存活下來的細(xì)胞內(nèi)部都不會受到電流影響，因為細(xì)胞膜完整是細(xì)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(xì)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(xì)胞種類上，而且容易定量控制。
2. 細(xì)胞電轉(zhuǎn)電場圖
細(xì)胞膜近似絕緣體，細(xì)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(xì)胞兩端電壓基本都落在兩端細(xì)胞膜上。 只有一個細(xì)胞端面電轉(zhuǎn)有效。 細(xì)胞質(zhì)內(nèi)分到電壓很小，DNA電轉(zhuǎn)進(jìn)入細(xì)胞膜后馬上停止，后續(xù)靠細(xì)胞本身機制慢速擴散。 細(xì)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(xì)胞：幾乎所有的真核細(xì)胞，包括所有細(xì)胞系，原代細(xì)胞，干細(xì)胞，血液和免疫類細(xì)胞，神經(jīng)細(xì)胞，植物細(xì)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(dá)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(xì)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(jìn)入細(xì)胞核是錯誤的
細(xì)胞膜近似絕緣體，細(xì)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(xì)胞兩端電壓基本都落在兩端細(xì)胞膜上。只有一個細(xì)胞端面電轉(zhuǎn)有效。細(xì)胞質(zhì)內(nèi)分到電壓很小，DNA電轉(zhuǎn)進(jìn)入細(xì)胞膜后馬上停止，后續(xù)靠細(xì)胞本身機制慢速擴散。細(xì)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(xiàn)中已經(jīng)報導(dǎo)電轉(zhuǎn)后DNA僅在細(xì)胞膜附近（Golzio et al.）。
3.細(xì)胞核轉(zhuǎn)染沒有實驗證據(jù)。
4.細(xì)胞本身可以讓DNA進(jìn)入細(xì)胞核。比如Celetrix電轉(zhuǎn)后30分鐘就可以看到GFP熒光表達(dá)。