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威尼德方波與指數(shù)波電穿孔儀:電穿孔實(shí)驗(yàn)優(yōu)化指南(二)

閱讀:23發(fā)布時(shí)間:2026-5-23

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 脈沖長(zhǎng)度

脈沖長(zhǎng)度是樣品暴露于脈沖的持續(xù)時(shí)間。這是以微秒到毫秒范圍內(nèi)的時(shí)間來(lái)度量的。調(diào)整此參數(shù)取決于脈沖波形。方波系統(tǒng)中的脈沖長(zhǎng)度可以直接輸入。指數(shù)衰減波系統(tǒng)中的脈沖長(zhǎng)度稱(chēng)為“時(shí)間常數(shù)",其特征為脈沖能量(e)或電壓衰減至原始設(shè)定電壓三分之一的速率。該時(shí)間常數(shù)通過(guò)調(diào)整指數(shù)衰減波形中的電阻和電容(RC)值進(jìn)行修改。時(shí)間常數(shù)計(jì)算T=RC,其中T為時(shí)間,R為電阻,C為電容。脈沖長(zhǎng)度與場(chǎng)強(qiáng)間接作用,以增加孔隙形成,從而增加目標(biāo)分子的吸收。通常,在參數(shù)優(yōu)化過(guò)程中,電壓增加后,脈沖長(zhǎng)度應(yīng)逐漸減小。降低電壓時(shí),情況正好相反。脈沖長(zhǎng)度是一個(gè)與電壓密切相關(guān)的關(guān)鍵變量,在優(yōu)化電氣參數(shù)以使給定電池類(lèi)型的結(jié)果大化時(shí),需要考慮脈沖長(zhǎng)度。威尼德生物科技(北京)有限公司(),研發(fā)生產(chǎn)的雙波型電穿孔儀Gene Pulser X2通過(guò)高強(qiáng)度的電場(chǎng)作用,瞬時(shí)提高細(xì)胞膜的通透性,從而吸收周?chē)橘|(zhì)中的外源分子。這種技術(shù)將核苷酸、DNA與RNA、蛋白、糖類(lèi)、染料以及病毒顆粒等導(dǎo)入原核和真核細(xì)胞內(nèi)。電轉(zhuǎn)化相對(duì)于其它物理和化學(xué)轉(zhuǎn)化方法,是一種有價(jià)值和有效的替代方法。廣泛用于植物、動(dòng)物和微生物的各類(lèi)細(xì)胞電穿孔。

電穿孔儀

脈沖數(shù)

對(duì)于大多數(shù)細(xì)胞類(lèi)型而言,電穿孔通常作為單個(gè)脈沖進(jìn)行。然而,其他細(xì)胞系可能需要多次脈沖才能達(dá)到大轉(zhuǎn)染效率。當(dāng)施加多個(gè)脈沖以逐漸滲透細(xì)胞膜時(shí),通常使用較低的電壓。這允許分子轉(zhuǎn)移,同時(shí)避免損壞精細(xì)或整個(gè)組織樣本。這種多次脈沖的方法對(duì)于大限度地傳遞基因而不會(huì)對(duì)體內(nèi)、子宮和外植體組織環(huán)境造成組織損傷至關(guān)重要。使用多脈沖需要優(yōu)化關(guān)鍵電氣參數(shù),包括電壓和脈沖長(zhǎng)度。通常,對(duì)于體內(nèi)應(yīng)用在10-100伏之間的較低電壓和30-50毫秒范圍內(nèi)的脈沖長(zhǎng)度提供了有效的轉(zhuǎn)染。電壓、脈沖長(zhǎng)度和脈沖數(shù)將根據(jù)轉(zhuǎn)染的細(xì)胞類(lèi)型和分子(DNA或RNA)而變化。

電穿孔緩沖液

用于電穿孔的緩沖液可能因細(xì)胞類(lèi)型而異。許多應(yīng)用使用高傳導(dǎo)性緩沖液,如PBS(磷酸鹽緩沖鹽水<30歐姆)和HBSS(Hepes緩沖液<30歐姆)或可能含有血清的標(biāo)準(zhǔn)培養(yǎng)基。其他推薦的緩沖液是低滲透緩沖液,其中細(xì)胞在脈沖前不久吸收水分。這種腫脹這些電池可降低滲透電壓,同時(shí)確保膜對(duì)許多電池更容易滲透,但可能對(duì)其他電池造成損害。細(xì)菌等原核細(xì)胞需要使用高電阻緩沖液(>3000歐姆)。因此,細(xì)胞的適當(dāng)制備和清洗至關(guān)重要去除多余的鹽離子以減少電弧發(fā)生的機(jī)會(huì)。電穿孔緩沖液的離子強(qiáng)度直接影響樣品的電阻,進(jìn)而影響脈沖長(zhǎng)度或脈沖時(shí)間常數(shù)。反應(yīng)杯中液體的體積對(duì)離子溶液的樣品電阻有顯著影響;這個(gè)樣品的電阻與溶液體積和pH值成反比。隨著體積的增加,電阻減小,這增加了電弧發(fā)生的可能性,降低了溫度

體積會(huì)增加電阻并降低電弧電位。

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DNA/RNA濃度

電穿孔通常被認(rèn)為是一種將核酸(DNA、mRNA、siRNA和miRNA)轉(zhuǎn)移到原核細(xì)胞和真核細(xì)胞的方法。電穿孔不只限于核酸傳遞,它還可以引入蛋白質(zhì)、抗體、小分子和熒光染料。對(duì)于大多數(shù)細(xì)胞類(lèi)型,用于轉(zhuǎn)染的DNA標(biāo)準(zhǔn)范圍為5–20µg/ml;然而,在某些情況下,將DNA濃度提高至50µg/ml可在不改變其他參數(shù)的情況下提高轉(zhuǎn)染效率。通過(guò)DNA滴定確定DNA濃度可能是有益的。分子的大小將對(duì)用于轉(zhuǎn)染細(xì)胞的電參數(shù)產(chǎn)生影響。小分子(siRNA或miRNA)可能需要更高的電壓,脈沖長(zhǎng)度為微秒,并且大分子(DNA)可能需要更低的電壓和更長(zhǎng)的脈沖長(zhǎng)度。EDTA或Tris等緩沖液可顯著降低轉(zhuǎn)染效率。因此,我們建議在蒸餾水中提取DNA。將連接混合物電穿孔到大腸桿菌中會(huì)導(dǎo)致電弧和轉(zhuǎn)化減少。用diH2O、透析或稀釋至少1:5的連接混合物乙醇沉淀可以顯著提高轉(zhuǎn)化率效率并降低電弧放電的可能性。

電穿孔儀


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