詳細介紹
膜電位改變:短時高壓電場(通常500–4000 V/cm)使細胞膜磷脂雙層發生極化,形成親水性臨時孔隙(直徑≈10 nm),持續時間毫秒級。
分子遞送機制:帶負電的DNA/RNA在電場驅動下以電泳方式穿過孔隙進入胞質,后續依賴細胞自身機制擴散至核內(核膜無有效電場作用,故“核電轉"為偽概念)。
可逆性與安全性:
可逆電穿孔:低強度脈沖后膜修復完整,細胞存活率>90%。
不可逆電穿孔:高強度脈沖致膜結構yong久破壞,用于腫瘤消融(非基因操作)。
參數 | 作用 | 典型值 |
---|---|---|
電場強度 | 決定孔徑大小與細胞存活率 | 哺乳細胞:100–500 V/cm |
脈沖時長 | 影響分子滲透深度 | 1–10 ms |
脈沖波形 | 方波(均一滲透)vs 指數衰減波(能量漸變) | 方波為主 |
緩沖液離子濃度 | 高導電性介質增強電流效率,但需避免電解損傷 | 低鹽溶液(如Opti-MEM) |
注:物種差異性顯著,如小鼠受精卵需30V脈沖(3ms時長+97ms間隔,7循環)。
樣本制備:
收集受精卵(體內/體外受精),用低鹽緩沖液(如Opti-MEM)清洗3次,去除血清干擾。
電轉體系構建:
將受精卵與目標分子(如CRISPR/Cas9核糖核蛋白)混合,置于電轉杯或定制電極槽(如LF501PT1-10鉑金電極)。
脈沖施加:
優化參數(如小鼠:30V,3ms脈沖×7循環),脈沖間隔97ms避免過熱。
復蘇培養:
電轉后立即用M2培養基清洗,轉入KSOM培養液恢復,37℃/5% CO?孵育至囊胚期。
原理:跳過體外操作,直接對孕鼠輸卵管壺腹部施加電場,轉染體內受精卵。
流程:
孕鼠麻醉后暴露輸卵管。
注入外源DNA溶液至壺腹部。
定制電極夾住輸卵管施放電脈沖(參數同體外)。
優勢:
避免體外培養損傷,胚胎存活率提升20%。
已成功應用于小鼠、大鼠,潛力擴展至豬、猴。
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