基因电转化技术的创新介绍

更新时间：2021-01-15

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常规的转染包括脂质体，电转化和病毒法。普通的293、Hela等细胞系，脂质体转染也能达到70-80%。而对于其他一些极难转染的细胞，如原代神经元，原代神经干细胞，免疫细胞等来说，脂质体转染不仅转化效率很低（约10%），而且细胞死亡率*。因此有些研究人员不得不转用更加昂贵而且毒性更大的病毒包被法。病毒法可以提高转化效率，但是在后续培养中，细胞死亡率很高，细胞自然的生理生化特性遭到破坏，无法后续实验。而电穿孔技术的发展及所具备的强大优势则越来越受到科研人员的重视。

从上个世纪80年代一台电转化仪诞生至今，大部分电转化仪的波形仍是单向高压方波（如下图），细胞死亡率*。如小鼠精原干细胞这种脆弱的细胞就会全部死亡。

为了解决单向高压方波的问题，出现了需要配备特殊试剂的电转化仪。它延续了传统的方波，并设定了固定的参数。为了提高转化效率，每换一种或几种细胞，就必须重新购买不同的转染试剂，导*高的试剂使用成本，多数用户表示难以接受。而且由于“黑匣子”设计模式，用户只能知道转染程序序列号，无法了解具体的转化参数，更无法优化设定参数！

因此，无需特殊转染试剂辅助，又能显著提高转化效率和存活率的电转化技术的研发就成为细胞转染的发展方向。

随着电传孔技术质的飞跃，日本BEX公司2012年发布了创新的瞬时穿孔高压+动态衰减/静态衰减/恒流+反向方波脉冲组合模式，完*了上述问题。脉冲波形图如下：

瞬时高压可快速在细胞膜表面打孔并减少细胞死亡；随后切换成几十伏的低压来驱动DNA高效进入细胞，反向脉冲可以显著增加DNA进入细胞的几率，大幅提高转化效率。在一年时间内，用CUY21 EDIT II 转化过的细胞超过百种，其中多数都是极难转染的细胞，包括大鼠胚胎原代神经元细胞、NIH/3T3、NG108-15、raw264.7、SSC、HepG-2、N2a、PC3、LCL、NIT1、小鼠胚胎原代干细胞以及细胞系，和原代小鼠β胰岛细胞团、人B细胞系、人淋巴细胞等等，带给用户非常惊喜的转化效果。

如下图：原代神经元的转化效果图

针对一些非常脆弱的组织或细胞（如成年鼠脑），需要采用恒定的电流进行穿孔。组合脉冲的恒流转化模式，是一种可以满足这种转化要求的技术。

请见下图，分别用动态衰减脉冲模式，静态衰减脉冲模式和脂质体转染方法平行对小鼠胰岛瘤β细胞系进行转染：

由上可见，针对很多细胞，动态衰减脉冲模式可以比静态衰减脉冲模式提供更高的转染效率，同时保证了细胞的存活率，为极难转染细胞的研究开辟了新的一页。

关于上述组合脉冲技术发明厂家的介绍：

BEX公司诞生于1990年，是专业研发，生产电转化仪和细胞融合仪的厂家。1998年推出CUY21EDIT活体基因电转化仪，开创了活体基因转化的新时代，并树立了CUY21在活体领域的，已有超过2000台专业的CUY21系列转化仪服务于科研工作者，并延续着的优势，发表在Nature,Cell等杂志的文献超过了数百篇。

2012年10月，回顾经典，BEX再次发布具有历程碑意义的超级多脉冲活体/细胞电转化仪CUY21 EDIT II。除了传统的活体转化优势，CUY21EDIT II更是在细胞转染技术上达到了的高度。无需任何特殊试剂即可得到*的转染效率，尤其是极难转的细胞系，如原代神经元的转染效率可达60%甚至更高。这一突破解决了长久以来原代细胞转染存活率低、转化效率低下，价格昂贵的问题。因此，许多受益的学者也*改变了他们对电转化仪的认识。

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