影响电穿孔技术应用的多种因素有哪些？

电穿孔，也叫电转染，是通过高强度的电场作用，瞬时提高细胞膜的通透性，从而吸收周围介质中的外源分子。这种技术可以将核苷酸、DNA 与RNA、蛋白、糖类、染料及病毒颗粒等导入原核和真核细胞内。电转化相对其它物理和化学转化方法，是一种有价值和有效的替代方法。

 

影响电穿孔技术应用的多种因素有哪些？

 

1、电脉冲幅度对电穿孔的影响

 

有研究表明，细胞电穿孔的z低电磁脉冲强度在450～600V／cm，低于这个强度，细胞不能被电穿孔。随着电磁脉冲强度的增加，电穿孔的效率提高，但并不成正比例，当场强达到一定值时，细胞的穿孔率不在增加。同时，当电磁脉冲强度达到一定值以后，随着电磁脉冲强度的增加，细胞的死亡率增加，当达到1000～1300V／cm以上时，细胞的死亡率显著增加。

 

2、电脉冲宽度对电穿孔的影响

 

一般说来有以下规律认识：脉冲宽度的下限必须比细胞膜充电的时间和膜的弹性恢复时间长，才能保持孔洞的开放。脉冲宽度和幅度之间存在互补关系，降低脉冲幅度，则需要加宽脉冲宽度来弥补，穿孔的效率往往和脉冲幅度与宽度的乘积成正比。

 

3、电脉冲个数对电穿孔的影响

 

脉冲次数一般在3～11个之间，增加脉冲个数能提高细胞电穿孔的效率。但是，当达到一定的脉冲个数时，穿孔几率不再增加。

 

4、电脉冲波形对电穿孔的影响

 

不同波形对细胞电穿孔也有重要的影响，目前用的最多的是直流方波脉冲和指数衰减的RC脉冲。研究表明，如果电穿孔脉冲在峰值电压击穿细胞膜后，能以较低的电压维持细胞膜孔洞开放一段时间，则有利于提高细胞电穿孔的效率，RC脉冲往往比相同幅度的直流脉冲更有效。RC脉冲更容易制造，效果较好，所以用得非常广。

 

5、胶体渗透压和细胞膨胀对电穿孔的影响

 

细胞被电脉冲击穿之后，水与一些离子可以自由进入，但大分子却不容易通过击穿的小孔。由于渗透压的不平衡，水和部分离子及小分子会进入细胞，导致细胞继续膨胀而破裂，除非细胞膜在破裂前就复原。如果要避免细胞破裂，往往需要在细胞外的缓冲液中加入大分子(如糖类)以维持渗透压平衡。

 

在很多情况下，允许细胞稍微膨胀，会有助于引导药物和分子进入细胞，当水或缓冲液进入细胞时，会把孔道扩大，同时溶在缓冲液中的成分会随水流被带进细胞。所以一般在穿孔之前，把细胞放入稍低渗透压的缓冲液中，让细胞略微膨胀，细胞膜的张力也因而增高，横向张力可以帮助电压力穿破细胞膜。