基因导入仪是生物领域研究中的一种常用的仪器。下面从基因导入仪的基本原理,系统组成和性能应用等几个方面来介绍一下基因导入仪。
一.基因导入仪的基本原理外众多学者对适当的脉冲电磁场作用下,细胞膜发生电穿孔的现象展开研究。细胞电穿孔技术利用高压电脉冲使细胞膜发生瞬间的可逆穿孔,对受体细胞产生的扰动很小,强度适当的电脉冲会使细胞的外壁产生许多“小孔”,此时,溶液中的基因就会通过这些小孔进入细胞,经过一段时间后,细胞壁将会自动修复,这样就实现了电脉冲的基因导人。由于细胞电穿孔技术的高效性、低毒性、普适性和可控性,电穿孔技术已广泛用于遗传工程、细胞工程和基因工程等领域。目前外又将电穿孔技术应用于基因**、**增敏、临床等诸多方面,必将给予人类深远的影响。外加电场之所以能够击穿细胞膜,主要是因为细胞膜基本上是一个绝缘体,两面浸在含离子的电解质溶液中,当外加电场时,引起膜两边的电解质离子极化,而形成了外加的膜电位。若细胞为球形,悬浮在溶液里并处于电场中,因此可以得到外电场诱导的膜电位表示为Vm=: 1.5a E0cosθ 式中.a为细胞半径,E0 为外电场强度,θ为给定膜位置与电场方向间夹角。此公式是细胞电穿孔的理论基础。不同脉冲波形对细胞电穿孔有重要影响。目前用得多的直流脉冲是方波和指数衰减的RE波形。指数衰减波形的脉冲易制造,效果较好,所以用途也广。
二.基因导入仪的系统组成随着细胞电穿孔技术应用的发展,外已有十多种仪器出售,国外产品每台售价数千美元以至数万美元。虽有数种产品,但这些产品存在两类问题: (1)输出电压低,输出电流小,根本带不动含盐溶液的细胞电极系统,在此情况下,往往由于电流过小,而不能产生电穿孔的应有效果。 (2)适用性有限,许多产品往往是针对某一特定的细胞对象设计的脉冲电源。由于种种限制往往不能在佳电场条件进行细胞电穿孔操作,从而达不到应有的融合率和转化率。该仪器主要功能是产生一个高电压、大电流RC尖脉冲。主要组成包括高压脉冲产生器,单片机和电极(形状由需要而定)。
三.基因导入仪的性能及应用基因导入仪可应用于高校、医院、科研所,在农业、生物工程、制药、教学、医学等领域使用表明,操作简单,使用方便,**可靠,工作性能稳定,重复性好。
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