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影響電穿孔技術(shù)應(yīng)用的多種因素有哪些？
閱讀：475 發(fā)布時間：2024-2-28
電穿孔，也叫電轉(zhuǎn)染，是通過高強(qiáng)度的電場作用，瞬時提高細(xì)胞膜的通透性，從而吸收周圍介質(zhì)中的外源分子。這種技術(shù)可以將核苷酸、DNA 與RNA、蛋白、糖類、染料及病毒顆粒等導(dǎo)入原核和真核細(xì)胞內(nèi)。電轉(zhuǎn)化相對其它物理和化學(xué)轉(zhuǎn)化方法，是一種有價值和有效的替代方法。
影響電穿孔技術(shù)應(yīng)用的多種因素有哪些？
1、電脈沖幅度對電穿孔的影響
有研究表明，細(xì)胞電穿孔的z低電磁脈沖強(qiáng)度在450～600V／cm，低于這個強(qiáng)度，細(xì)胞不能被電穿孔。隨著電磁脈沖強(qiáng)度的增加，電穿孔的效率提高，但并不成正比例，當(dāng)場強(qiáng)達(dá)到一定值時，細(xì)胞的穿孔率不在增加。同時，當(dāng)電磁脈沖強(qiáng)度達(dá)到一定值以后，隨著電磁脈沖強(qiáng)度的增加，細(xì)胞的死亡率增加，當(dāng)達(dá)到1000～1300V／cm以上時，細(xì)胞的死亡率顯著增加。
2、電脈沖寬度對電穿孔的影響
一般說來有以下規(guī)律認(rèn)識：脈沖寬度的下限必須比細(xì)胞膜充電的時間和膜的彈性恢復(fù)時間長，才能保持孔洞的開放。脈沖寬度和幅度之間存在互補(bǔ)關(guān)系，降低脈沖幅度，則需要加寬脈沖寬度來彌補(bǔ)，穿孔的效率往往和脈沖幅度與寬度的乘積成正比。
3、電脈沖個數(shù)對電穿孔的影響
脈沖次數(shù)一般在3～11個之間，增加脈沖個數(shù)能提高細(xì)胞電穿孔的效率。但是，當(dāng)達(dá)到一定的脈沖個數(shù)時，穿孔幾率不再增加。
4、電脈沖波形對電穿孔的影響
不同波形對細(xì)胞電穿孔也有重要的影響，目前用的最多的是直流方波脈沖和指數(shù)衰減的RC脈沖。研究表明，如果電穿孔脈沖在峰值電壓擊穿細(xì)胞膜后，能以較低的電壓維持細(xì)胞膜孔洞開放一段時間，則有利于提高細(xì)胞電穿孔的效率，RC脈沖往往比相同幅度的直流脈沖更有效。RC脈沖更容易制造，效果較好，所以用得非常廣。
5、膠體滲透壓和細(xì)胞膨脹對電穿孔的影響
細(xì)胞被電脈沖擊穿之后，水與一些離子可以自由進(jìn)入，但大分子卻不容易通過擊穿的小孔。由于滲透壓的不平衡，水和部分離子及小分子會進(jìn)入細(xì)胞，導(dǎo)致細(xì)胞繼續(xù)膨脹而破裂，除非細(xì)胞膜在破裂前就復(fù)原。如果要避免細(xì)胞破裂，往往需要在細(xì)胞外的緩沖液中加入大分子(如糖類)以維持滲透壓平衡。
在很多情況下，允許細(xì)胞稍微膨脹，會有助于引導(dǎo)藥物和分子進(jìn)入細(xì)胞，當(dāng)水或緩沖液進(jìn)入細(xì)胞時，會把孔道擴(kuò)大，同時溶在緩沖液中的成分會隨水流被帶進(jìn)細(xì)胞。所以一般在穿孔之前，把細(xì)胞放入稍低滲透壓的緩沖液中，讓細(xì)胞略微膨脹，細(xì)胞膜的張力也因而增高，橫向張力可以幫助電壓力穿破細(xì)胞膜。