细胞电转效率受哪些因素影响，效率低的原因及改进建议

生物科研实验室

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电穿孔效率受到多个关键因素的影响



外加电场的强度是影响电穿孔效率的重要因素。如果电压过低，细胞的质膜改变不足以让DNA通过；反之，电压过高则会对细胞造成不可逆的损伤。研究发现，对于大多数哺乳动物细胞系，当电压在250~500V/cm范围内时，可以观察到最高的瞬时表达水平。然而，即便在这样的电压条件下，电穿孔后通常也只有20%到50%的细胞能够存活。

电脉冲时间的长短也是一个关键参数。电脉冲的持续时间、电场形状和强度受到电源容量和电穿孔杯尺寸的限制。大多数电穿孔装置允许研究者根据需要调整脉冲参数。在电脉冲形状的选择上，电穿孔仪通常提供指数衰减波和方形波两种选项。



温度也是一个需要考虑的因素。有些研究表明，在电穿孔过程中将细胞维持在室温可以获得最高的瞬时表达水平；而另一些研究则发现在0C条件下可以获得更好的结果。这种差异可能是由于不同细胞类型或电穿孔过程中产生的热量不同所致。特别是在使用高电压和长时间电脉冲时，产生的热量可能会更多。



DNA的构象和浓度也对电穿孔效率产生显著影响。虽然线性和环状DNA都可以通过电穿孔进行转染，但线性DNA通常能够实现更高的瞬时表达和稳定转化水平。



同时，DNA的浓度也需要控制在一定范围内，通常在1~40μg/mL之间可以获得高效的转染。此外，质粒的纯度也是影响电穿孔效率的关键因素。



培养基的离子成分同样不能忽视。研究表明，使用缓冲盐溶液（如HEPES盐缓冲液）悬浮细胞进行电穿孔，其转染效率要高于使用含有非离子物质（如甘露糖或蔗糖）的缓冲液。



细胞的生理状态也对电穿孔效率有着重要影响。生长活跃、状态健康、无污染且低代次的细胞通常能够获得最佳的转染效果。



要想提高电穿孔效率，需要综合考虑电场强度、电脉冲时间、温度、DNA构象和浓度、培养基离子成分以及细胞生理状态等多个因素，并进行合理的控制和调整。

细胞电转染实验效率低的原因可能涉及多个方面，具体如下：



首先，细胞的状态是影响转染效率的关键因素。如果细胞密度过低或过高，都可能对转染效率产生负面影响。细胞密度过低时，细胞过于稀疏，转染试剂难以充分接触细胞；而细胞密度过高时，转染试剂与细胞的接触和吸收可能受阻。此外，如果细胞处于应激状态或非常规生长状态，如细胞凋亡或细胞周期静止期，它们的转染效率也可能会受到影响。



其次，转染试剂的选择和适配性也至关重要。不同类型的细胞需要使用不同的转染试剂，选择不合适的转染试剂可能导至效率低下。同时，转染试剂与细胞的适配性不佳也可能影响转染效率，试剂无法很好地与细胞结合，从而影响转染效果。



再者，转染的DNA或RNA的质量和浓度也会影响转染效率。如果质粒DNA的纯度不够高，其中可能含有杂质或其他DNA，这些杂质可能干扰转染试剂的作用或对细胞产生毒性，导至转染效率降低。同样，如果质粒DNA的量不足，转染试剂与细胞的接触可能不充分，从而影响转染效率。



此外，实验条件和操作方法的合规性也是影响转染效率的重要因素。如果实验条件不符合标准，或者操作方法不规范，都可能导至转染效率下降。



综上所述，细胞电转染实验效率低的原因多种多样，可能涉及细胞状态、转染试剂的选择和适配性、转染的DNA或RNA的质量和浓度，以及实验条件和操作方法的合规性等多个方面。为了提高转染效率，需要综合考虑这些因素，并采取相应的措施进行优化。


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改进建议

1. 场强要合适

适当的场地强度对于电转染试验非常重要。场地强度不宜过高，过高会增加细胞死亡率；不能太低。太低不能增加膜的渗透性或在膜上形成小孔。不同的细胞系有不同的最佳场强值，所转染细胞系的最佳场强值应在试验前确定。

2. 细胞状态要好

在大多数生长期(15代以内，传代后2d)，一般选择用于电转的细胞。由于大多数生长期细胞分裂旺盛，表面结构致密性比稳定期细胞差。电转后，细胞膜恢复力强，有丝分裂期细胞更容易接受外源DNA.

3. 质粒质量要好

首先要选择纯度高的质粒，DNA／RNA应该是超纯的(A260／A280>1．第二，不应含有内毒素，质粒应溶于双蒸水而非TE缓冲溶液。另外，DNA浓度不宜过高。

4. 选择合适的电转染试剂

电击会对细胞造成一定程度的伤害。应注意转染试剂的选择。应选择威尼德生物科技等具有细胞膜修复成分的电转染试剂。-E，可以最大限度地减少电击对细胞的伤害。