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基因導入儀的工作原理及使用步驟

基因導入儀,也叫電穿孔儀,廣泛應用于各種動物、植物細胞和微生物的電穿孔,也可作細胞雜交、融合、基因導入的研究。

 

基因導入儀

基因導入儀工作原理

細胞電轉染(電轉),也叫細胞電穿孔 (electroporation),是把外源大分子物質DNA、RNA、siRNA、蛋白質等以及一些小分子導入細胞膜內部的重要方法。

在瞬間強大電場的作用下,溶液中細胞的細胞膜具有了一定的通透性,帶電的外源物質以類似電泳的方式進入細胞膜。由于細胞膜磷脂雙分子層的電阻很大,細胞外部電流場產生的細胞兩極電壓都被細胞膜承受,細胞質內分到的電壓可以忽略不計,細胞質內部幾乎沒有電流,因此也決定了正常范圍內的電轉過程中細胞毒性很小。電場使DNA等物質進入細胞膜后只能停止在細胞膜附近,隨后細胞本身的機制可以允許這些物質到細胞核等處。

由于電轉技術依靠的是物理方法,細胞表面的分子特性對電轉影響比較小。相比化學轉染方法和病毒載體轉染方法,電轉可以用在所有的細胞種類上,而且容易定量控制。

 細胞電轉電場圖

 基因導入儀和電轉儀

基因導入儀是一個更廣義的概念,它指的是用于將外源基因導入目標生物體中的任何工具或方法。這些工具和方法可以包括不同種類的轉染技術,如電轉染、化學轉染、微粒轟擊等。

 電轉儀是一種特定類型的基因導入儀,它使用電脈沖來增加細胞膜的通透性,從而促使外源DNA進入細胞。電轉儀通常涉及一個電脈沖發生器和電極,通過施加適當的電場條件,使得細胞膜暫時變得滲透性增加,從而讓外源DNA進入細胞質。

需要根據實際需求和實驗要求選擇合適的基因導入儀和方法。在選擇和使用時,應考慮到目標生物體的特性、實驗的目的和條件以及安全和倫理要求。

 

基因導入儀的基本使用步驟

1. 準備工作:確保使用前進行必要的消毒和清潔操作。檢查導入儀的所有部件和配件是否完好無損。

2. 準備目標細胞:根據實驗要求,準備目標細胞的培養物。確保細胞處于最佳生長狀態,適合進行基因導入。

3. 準備外源基因:準備需要導入的外源基因片段。這可以是通過PCR擴增得到的DNA片段、合成的基因序列、質粒等。

4. 設置導入條件:根據實驗需求,調整導入儀的參數,如電壓、電極間距、脈沖數量和脈沖寬度等。這些參數會根據目標細胞的特性和基因導入范圍的不同而有所變化。

5. 轉染操作:將目標細胞與外源基因混合或處理,確保外源基因充分與目標細胞接觸。根據導入儀的類型,可以選擇合適的轉染方法,如電轉染、化學轉染或微粒轟擊。

6. 應用導入條件:根據設置好的導入條件,施加電場、化學誘導劑或微粒轟擊等。確保導入過程以及轉染條件的控制時間恰當。

7. 恢復細胞:根據轉染后的細胞類型,選擇適當的培養基和條件,進行培養和恢復期,以使細胞適應導入后的變化。

8. 檢測和分析:根據實驗目的,可以使用合適的方法,如PCR、Western blot、流式細胞術等進行外源基因的表達和分析。

需要注意的是,使用基因導入儀時應嚴格遵守實驗操作指南和相關的生物安全規定。不同類型的基因導入儀可能有不同的使用步驟和注意事項,請根據具體的設備說明書和實驗要求進行操作。

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