[发明专利]一种将外源性物质导入细胞的装置和方法

说明书

本发明提供一种将外源性物质导入细胞的装置和方法。本发明第一方面提供一种将外源性物质导入细胞的装置，包括反应模块和控制模块；所述反应模块包括第一存放单元、第二存放单元和电极，所述第一存放单元包括设置有若干个贯通孔的基底，所述基底用于放置细胞，所述第二存放单元与所述贯通孔连通，用于放置所述外源性物质，所述电极分别与所述第一存放单元和第二存放单元连接；所述控制模块与所述电极连接，用于控制所述电极产生脉冲信号。本发明提供的装置有利于提高细胞的存活率及外源性物质的导入效率。

技术领域

本发明涉及电穿孔技术领域，涉及一种将外源性物质导入细胞的装置和方法。

背景技术

转染是真核细胞在一定条件下主动或被动导入外源性物质而获得新的表型的过程。随着基因工程技术的发展，如何高效率的将外源性物质导入细胞内成为新的研究热点。常用的转染方法包括化学手段和物理手段，化学手段包括磷酸钙沉淀法、脂质体法(Lipofectamine 2000等)、阳离子高聚物法(PEI等)，化学手段对于吞噬能力弱的细胞(例如原代细胞、悬浮细胞等)，和溶酶体能力强的细胞(例如巨噬细胞等)，其转染效率较低，因此，对于类似这样的难转细胞，需要用到病毒感染的方法。病毒感染方法的原理是改变基因组，具有较大的风险，并且由于病毒的选择和制备周期长、操作繁琐、成本高、对插入片段的大小也有限制，一定程度上限制了病毒感染的应用。而电穿孔方法作为一种物理手段，通过外加电场在细胞膜两侧形成电势差，扰乱磷脂双分子层的排列，产生连通细胞内外的膜孔的技术，在膜孔持续的时间内，外源性物质，例如质粒，RNA，蛋白，或者多糖等，有一定几率进入细胞中。电穿孔转染可以有效地转染难转细胞，对质粒大小没有限制，而且是瞬时转染，嵌入基因组的几率很低，常常作为化学和病毒方法的补充手段，因此，电穿孔技术在基因编辑、胚胎改造、细胞机理研究、蛋白生产、细胞治疗等领域有着广泛的用途。

目前常见的电穿孔装置有Bio-Rad的Gene Pulser Xcell、Thermo Fisher的Neon系统、Lonza的Nucleofector等，其中，Gene Pulser Xcell采用比色皿式的电转杯，通过采用电转缓冲液和输出简单的方波或者指数衰减波，减少细胞的死亡率；Neon系统通过将电转杯变成电转吸头，减小了电极间的距离，使电场更加均匀，从而提高细胞的存活率；Nucleofector则在电转缓冲液中加入了促进质粒进入细胞核的试剂，即核转试剂，用以提高转染效率。然而现有的电穿孔装置均存在转染随机性强、细胞死亡率高、实验成本高等问题，如何对电穿孔装置进行改进以解决上述问题受到了越来越多的关注。

发明内容

本发明提供一种将外源性物质导入细胞的装置，用于解决常规电穿孔装置转染随机性强、细胞死亡率高、实验成本高等问题。

本发明还提供一种将外源性物质导入细胞的方法，使用上述装置对细胞进行转染，可有效解决转染随机性强的问题，提高细胞的转染成功率和细胞存活率。

本发明第一方面提供一种将外源性物质导入细胞的装置，包括反应模块和控制模块；

所述反应模块包括第一存放单元、第二存放单元和电极，所述第一存放单元包括设置有若干个贯通孔的基底，所述基底用于放置细胞，所述第二存放单元与所述贯通孔连通，用于放置所述外源性物质，所述电极分别与所述第一存放单元和第二存放单元连接；

所述控制模块与所述电极连接，用于控制所述电极产生脉冲信号。

如上述装置，所述贯通孔的孔径为50nm-8μm，高度为5μm-50μm，所述贯通孔在基底上的密度为1*10⁴个/cm²-4*10⁸个/cm²。

如上述装置，所述基底包括含硅无机物或聚合物，其中，所述含硅无机物选自硅单质、氧化硅、氮化硅中的一种或多种，所述聚合物选自聚碳酸酯、聚乙烯对苯二甲酸酯、聚酰亚胺中的一种或多种。