電穿孔系統是***種利用高壓電脈沖在細胞膜上形成瞬時微孔,從而促進外源分子(如DNA、RNA、蛋白質或藥物)進入細胞的生物技術設備。廣泛應用于基因轉染、細胞融合、疫苗開發、癌癥治療等領域。
1. 工作原理
電脈沖作用:高壓電場(通常100-3000?。郑悖恚┦辜毎ち字p分子層暫時不穩定,形成納米***孔隙。
分子導入:外源物質通過電滲流或擴散進入細胞。
膜修復:撤去電場后,細胞膜在數分鐘內自然修復。
2. 系統組成
組件功能
脈沖發生器產生可控的高壓方波/指數衰減波(脈沖寬度通常0.1-100?。恚螅?/span>
電穿孔腔(Cuvette)容納細胞與樣品的電極槽(常用鋁/鉑電極,間距1-4 mm)
溫度控制模塊部分系統配備冷卻功能,防止過熱損傷細胞
軟件控制界面設置電壓、脈沖次數、間隔時間等參數
3. 主要應用
基因轉染:
將質粒DNA導入哺乳動物細胞(如HEK293、CHO細胞)。
CRISPR-Cas9基因編輯中的gRNA遞送。
細胞融合:
制備雜交瘤細胞(單克隆抗體生產)。
臨床治療:
電穿孔遞送化療藥物(如皮膚癌的電化學療法)。
DNA疫苗開發(如新冠疫苗的肌肉電穿孔遞送)。
4. 關鍵參數優化
參數影響典型范圍
電場強度決定穿孔效率與細胞存活率哺乳動物細胞:200-500 V/cm
脈沖寬度短脈沖(μs)用于小分子,長脈沖(ms)用于大分子0.1-10?。恚?/span>
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