详细介绍
膜电位改变:短时高压电场(通常500–4000 V/cm)使细胞膜磷脂双层发生极化,形成亲水性临时孔隙(直径≈10 nm),持续时间毫秒级。
分子递送机制:带负电的DNA/RNA在电场驱动下以电泳方式穿过孔隙进入胞质,后续依赖细胞自身机制扩散至核内(核膜无有效电场作用,故“核电转"为伪概念)。
可逆性与安全性:
可逆电穿孔:低强度脉冲后膜修复完整,细胞存活率>90%。
不可逆电穿孔:高强度脉冲致膜结构yong久破坏,用于肿瘤消融(非基因操作)。
参数 | 作用 | 典型值 |
---|---|---|
电场强度 | 决定孔径大小与细胞存活率 | 哺乳细胞:100–500 V/cm |
脉冲时长 | 影响分子渗透深度 | 1–10 ms |
脉冲波形 | 方波(均一渗透)vs 指数衰减波(能量渐变) | 方波为主 |
缓冲液离子浓度 | 高导电性介质增强电流效率,但需避免电解损伤 | 低盐溶液(如Opti-MEM) |
注:物种差异性显著,如小鼠受精卵需30V脉冲(3ms时长+97ms间隔,7循环)。
样本制备:
收集受精卵(体内/体外受精),用低盐缓冲液(如Opti-MEM)清洗3次,去除血清干扰。
电转体系构建:
将受精卵与目标分子(如CRISPR/Cas9核糖核蛋白)混合,置于电转杯或定制电极槽(如LF501PT1-10铂金电极)。
脉冲施加:
优化参数(如小鼠:30V,3ms脉冲×7循环),脉冲间隔97ms避免过热。
复苏培养:
电转后立即用M2培养基清洗,转入KSOM培养液恢复,37℃/5% CO₂孵育至囊胚期。
原理:跳过体外操作,直接对孕鼠输卵管壶腹部施加电场,转染体内受精卵。
流程:
孕鼠麻醉后暴露输卵管。
注入外源DNA溶液至壶腹部。
定制电极夹住输卵管施放电脉冲(参数同体外)。
优势:
避免体外培养损伤,胚胎存活率提升20%。
已成功应用于小鼠、大鼠,潜力扩展至猪、猴。
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