電穿孔儀工作時,會在含有細胞的介質(zhì)中施加一個短時的、高強度的電場。這個電場通常由電極產(chǎn)生,電極間的距離和電場強度都是可以調(diào)節(jié)的參數(shù)。在電場作用下,細胞膜上的磷脂分子頭部朝向電場的負極,而疏水的尾部則朝向正極,這種重新排列導致膜的穩(wěn)定性下降,從而形成孔洞。這些孔洞是動態(tài)的,它們在電場作用后不久就會自行封閉??锥吹拇嬖跁r間通常很短,從幾毫秒到幾秒不等,具體時間取決于電場的強度、持續(xù)時間以及細胞類型。
電穿孔儀有多種類型,包括批量電穿孔和單細胞電穿孔,開放式電穿孔器和封閉式電穿孔器,以及指數(shù)衰減電穿孔器和方波電穿孔器。其基本組件包括電源、脈沖發(fā)生器、比色皿和電極。電源提供電能以產(chǎn)生電場,脈沖發(fā)生器控制脈沖的幅度、持續(xù)時間和頻率,比色皿用于容納細胞和分子,電極用于向細胞傳遞電脈沖。
電穿孔儀在基因轉(zhuǎn)染、細胞融合、藥物遞送等多個實驗情境中有廣泛應(yīng)用。例如,在基因轉(zhuǎn)染中,電穿孔技術(shù)能夠在短時間內(nèi)使細胞膜形成大量的孔隙,提高了基因?qū)氲男?;在細胞融合中,電穿孔技術(shù)可以促進不同細胞之間的融合,為研究細胞間的相互作用和跨物種基因交流提供了新的途徑;在藥物遞送中,電穿孔技術(shù)可以提高藥物的遞送效率,尤其是對于一些難透膜的藥物。
電穿孔技術(shù)具有靈活、適用范圍廣等優(yōu)點,但也存在需要仔細優(yōu)化參數(shù)、可能對細胞造成損傷等缺點。因此,在使用電穿孔儀時,需要根據(jù)具體的實驗需求和細胞類型選擇合適的電場參數(shù),并嚴格控制操作條件以減少對細胞的損傷。