介绍下低温电转仪的工作原理

 

1.核心机制：电穿孔效应

 

这是电转仪的基础工作原理，分为三个关键步骤：

 

电场施加：仪器向含有细胞和外源核酸的电转杯施加短时、高压的脉冲电场。电场强度通常在1-30kV/cm，脉冲时间从微秒到毫秒级不等，具体参数需根据细胞类型调整。

 

细胞膜穿孔：高压电场会破坏细胞膜的磷脂双分子层结构，使其产生瞬时、可逆的微孔（即“电穿孔”）。这些微孔的直径约为1-10nm，足以让外源核酸分子通过。

 

核酸进入与膜修复：微孔形成后，外源核酸会在电场力、渗透压梯度等作用下进入细胞内部。脉冲结束后，细胞膜的磷脂双分子层会通过自身流动性逐渐修复，微孔闭合，细胞恢复正常生理功能，且不会因穿孔而死亡。

 

2.低温环境的作用：保护细胞，提升存活率

 

低温（通常为0-4℃，部分型号可低至-20℃）是低温电转仪与常规电转仪的核心区别，主要作用有两点：

 

减少细胞损伤：低温能降低细胞的代谢速率，减缓细胞膜在高压电场下的氧化应激和热损伤，避免细胞膜因过度破坏而无法修复，从而降低细胞死亡率。

 

提高转化效率：低温可延长细胞膜微孔的开放时间，给外源核酸更多时间进入细胞；同时能减少核酸酶的活性，降低外源核酸在进入细胞前被降解的概率，间接提升转化效率。

 

3.关键组件与协同作用

 

仪器的核心组件通过协同工作实现上述原理，主要包括三部分：

 

低温控制系统：通过半导体制冷或液氮冷却模块，将电转杯区域的温度稳定在设定的低温范围，确保整个电转过程在低温环境中进行。

 

脉冲发生系统：根据预设参数（如电场强度、脉冲宽度、脉冲次数）生成精准的高压脉冲，避免因脉冲不稳定导致细胞损伤或穿孔不足。

 

电转杯：专用的一次性电转杯（通常为聚丙烯材质），内壁为导电电极，可将脉冲电场均匀作用于杯内的细胞悬液，保证电场分布一致，提升转化重复性。

 

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