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原代细胞和干细胞转染效率不稳定?问题可能不只出在实验操作

更新时间:2026-08-01      点击次数:9

在进行细胞转染实验的时候,普通的细胞系已经存在比较成熟的操作方法了,但是换成原来的细胞、干细胞或者其他的不容易被转染的样品之后,就有很多问题出现了。

同一种参数,在不同情况下阳性率高或者没有作用;加大电压之后转染效率可以得到一定的提升,但是细胞存活率却大大降低;不断调整缓冲液、细胞密度以及操作流程,依然不能得到稳定的实验结果。


对于上述问题,研究人员一般会先考虑细胞的状态或者是操作的过程,但是从整个实验系统的角度来看,电穿孔装置所发出的脉冲控制能力、参数调节范围以及输出稳定性的高低都会对实验的结果产生影响。


难转染的细胞为什么更不好处理

各种细胞的膜结构、大小、生长状况以及抗性都有很大的差别。

普通的细胞株一般生长状况比较稳定,所用的实验参数范围也比较广。但是原代细胞来源多样,在不同的批次中可能会出现差别;干细胞对外界的刺激更为敏感;植物原生质体没有细胞壁来提供保护,因此对于渗透压、电场等外界因素的要求就更高了。

这就说明了难转染的样本一般要使用更精确的参数来控制。

电压、脉冲宽度、脉冲次数以及脉冲间隔稍有改变就会对细胞膜通透性以及之后的恢复产生影响,在这种情况下,仪器只能够给出固定的程序,而不能够根据不同的样品来设置合适的参数。


方波脉冲为什么会引起人们的注意呢?

相比于传统的转染方式而言,方波电穿孔可以长时间保持一个比较稳定的状态,在此期间内实验者可以直接操控脉冲的大小以及时长。

在适当的研究环境下,短暂的电场可以造成细胞膜出现可逆性的孔洞,让DNA、RNA、蛋白等大分子物质进入到细胞内。当脉冲停止之后,细胞膜又会慢慢恢复正常状态,并且完成了对外来物质的传输工作。

V-leader开云网页版登录入口Gene Pulser 830方波电穿孔机可以调节电压值、脉冲持续的时间长短、重复次数多少以及正负极切换等功能。

对于原代细胞、干细胞等易受损伤的样品,在确定好基本条件之后就可以根据实际情况来调节各种参数,并且要对转染效率、细胞存活率以及后期的表现做出相应的判断,在此基础上再去设定出适合自己的实验范围。

除了要提高电压之外,还要找出转染效率和细胞损伤之间的一个合适的比例。


极性的改变给参数优化留下了更多的余地

有些难以转染的细胞,在单向脉冲的作用之下可能会出现膜通透性分布不均匀或者递送效果不佳的问题。

Gene Pulser 830具有极性切换的功能,在不同的实验条件下可以改变脉冲的方向,从而给细胞或者分子传递实验带来更多的可能性。

极性转换并不是所有的样品都需要用到的,在是否启用、用几次以及怎样和电压、脉冲宽度配合起来的问题上还需要做进一步的研究。

从科研工作者的角度看,如果设备可以提供这样的参数的话,那么就表示它给研究人员提供了更多的实验设计自由度。


事先测好样品的电阻值,避免盲目试错

电穿孔实验中产生电弧或者结果不正常,并不是由于仪器出了问题,而是因为样品系统本身有问题。

比如缓冲液的电导率过大、样品里含有过多的盐类物质、电转杯里面有空气泡或者细胞悬浮液量不对等都会对脉冲产生影响。

Gene Pulser 830可以进行预先脉冲样品电阻的检测,在正式通电之前就可以知道样品的基本电气特性,并且对于有明显问题的样品做进一步的检验与修正。

该功能不能替代正确的操作方法,但是可以起到一定的预防作用,在正式脉冲之前就发现了不符合要求的样品,并且不会等到正式脉冲之后才被发现。

还可以显示出实时波形以及经过电穿孔之后的相关数据,使研究人员可以知道真实的脉冲状况,在进行多次不同条件下参数优化试验时会有很大的帮助。


除了可以对核酸进行分析之外,还要考虑到以后的研究需要

现阶段实验室主要是用质粒DNA做转染实验,但是随着研究工作的不断深入,在以后的工作中还会涉及到mRNA、siRNA、蛋白、抗体、染料等其他分子的传递问题。

如果设备的应用领域太窄,研究方向改变之后就有可能要再买新的仪器了。

Gene Pulser 830可以用来给DNA、RNA、核苷酸、蛋白质、抗体、糖分子、染料以及病毒颗粒等各种不同的递送要求服务,也可以用在哺乳动物细胞、植物原生质体、细菌、酵母和真菌等各种样品的研究上。

对于高校公共平台、生物医药研发企业以及多个课题组共享实验室而言,这样的兼容性能够提升设备利用率,并且给以后的研究留下发展的余地。


参数预设可以借鉴但是不可以直接套用

Gene Pulser 830 内置了一些常用的细胞相关的程序,可以用来帮助新手很快地掌握设备的操作方法,并且也可以用作预先实验时的一个参照标准。

但是要说明的是,即使是一样的细胞,在不同的实验室里所用的细胞来源、培养代数、状态、缓冲系统以及外来物质的含量也各不相同。

所以预设程序更适合做为起始点,而不能成为所有的实验都必须遵循的标准答案。

研究者应该在大规模实验之前设定好合适的参数范围,并且要对转染效率、细胞存活率以及培养恢复情况进行记录,在做小规模预实验来确定参数区间要比直接对待所有的稀有样本更为安全。


结语

对于原代细胞、干细胞以及植物原生质体这样的难以进行转染的样品而言,该仪器需要有更高的操控水平,并且在实验操作上也必须更加严谨。

在转染效率和细胞存活率不能同时满足的情况下,除了要对细胞的状态、培养基以及操作方法进行检验之外,还要考虑电穿孔仪所使用的脉冲方式、参数范围、输出稳定性和安全性防护情况。

V-Leader开云网页版登录入口Gene Pulser 830方波电穿孔仪具有开放式的参数设定、可变极性、对样品电阻进行检测以及在电弧发生时自动停止的功能,在难于转化的细胞的研究中可以起到更好的作用。

对于正在进行原代细胞、干细胞、植物转基因或者微生物工程等研究工作的用户来说,可以针对具体的样品以及传递物来设计出相应的电穿孔实验方案。