[发明专利]一种电穿孔系统

说明书

本申请是申请日为2005年06月13日、申请号为200580018428.8、发明名称为“具有长中空件的电穿孔装置”的中国专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及具有长中空件的电穿孔装置以及电穿孔方法，由此将一个电脉冲或多个电脉冲施加到包括细胞的样本，将细胞膜电打孔，从而使外来物质可以进入细胞。

背景技术

一般地，电穿孔是一种通过电脉冲使不能穿透细胞膜的大分子进入细胞的技术。电穿孔是直接应用于细胞试验和基因治疗的广泛使用并且强烈推荐的方法。如果施加强的电场，则细胞膜暂时变成多孔的，对外来物质表现出渗透性。

所述的电通透作用（electropermeabilization）取决于多种因素，例如脉冲宽度、脉冲持续时间、脉冲数量和其它试验条件。为了理解电穿孔的机理并加强转染效果，很多研究者对于上述参数进行了多方面的研究。据报导，电场强度对于穿透细胞膜并控制传染发生的细胞区域的范围，是起到决定性参数的作用。当然，对其它参数的研究也取得进步。但是，对细胞相对电脉冲的响应以及转染的机理知道很少。由于对电穿孔理论的缺乏和不足，清楚地看见电穿孔已经成为一项重要事情。

参看图1，为了将电场作用于细胞悬浮液和基因的混合物，通常使用装有两个平行电极板200的试管。如果对电极板200施加强电场，可以使基因进入细胞。一次性试管使用铝电极。

但是，据报导，从铝电极溶解的Al³⁺离子对细胞有不利影响。此外，如果使用铝电极，由于电极氧化层之间的电压下降会使电场强度改变。因此，优选地使用铂电极或金电极。但是，这些材料的电极很贵，因此实际上难以使用这些材料的电极作为一次或几次使用后丢弃的试管的电极。图2是代表传统电穿孔装置的方波电穿孔装置（ECM830，BTX，USA）的照片。

但是，所示的电穿孔装置具有以下缺点，首先，试管太贵，因为使用铝块作为电极。电穿孔装置的制造商推荐试管使用一次，但是，很多用户反复多次进行试验，因此出现试验误差的几率高。其次，因为电极材料（Al）在溶液中是反应的，并且相对产生氢的超电势（overpotential）低，因此由于水在电极表面分解所述电极容易生成气泡。第三，产生的离子（Al³⁺）对细胞具有不利作用。第四，由于生成氧化层（Al₂O₃），表面电阻明显增大。第五，电场不均匀。这是因为大量电流流过电极的角，从而形成电场扭曲。第六，样本体积变大，使其不适合分析少量细胞。第七，样本装入和倒出试管需要多个步骤的样品处理。第八，因为不容易将试管处理过程集成到自动化系统中，所以不可能进行高通量的电穿孔。第九，水在电极表面的分解引起严重的pH值变化，这对细胞有害。因此，对开发克服上述不足的新电穿孔装置的需求上升。

为了解决上述问题，本发明的发明人已经使用了具有不导电材料的长中空样本填充件的电穿孔装置，其中对样本填充件的两个末端施加电脉冲，从而电流流过填充在样本填充件中的样本。本发明的发明人已经使用这种电穿孔仪并进行电穿孔，并将其生物学结果与传统电穿孔法对比，以完成本发明。

发明内容

本发明的目的是提供一种使用长中空样本填充件的电穿孔法。

本发明的另一个目的是提供一种电穿孔装置。

本发明的再一个目的是提供一种电穿孔系统。

本发明涉及一种电穿孔法，其中通过对样本施加电场使细胞膜电穿孔而使外来物质进入细胞。更具体地，本发明涉及一种电穿孔法、一种电穿孔装置和一种电穿孔系统，其中使用不导电材料的长中空样本填充件执行电穿孔，并通过从电极两个末端由电极施加电脉冲，使样本填充件内有效地实现电穿孔。

在本发明一个优选实施例中，提供一种电穿孔装置，包括中空样本填充件、贮存器和压力保持装置，压力保持装置连接到样本填充件的一个末端，与该末端流体连通，并提供适当的压力使样本保持在样本填充件中，从而将样本供应到样本填充件。根据本发明的电穿孔装置的构成方式为样本填充件末端和压力保持装置可以直接连接或通过接头（例如，T形接头或Y形接头）连接。