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什么是電穿孔儀，它是如何工作的？
閱讀：1211 發布時間：2024-9-2
電穿孔儀是一種利用高電壓電脈沖在細胞膜上形成暫時性納米孔，從而增加細胞膜的滲透性，使得平時不能或很難穿過細胞膜的分子能夠進入細胞內的技術。這項技術在生物技術和醫學領域有廣泛的應用，如基因轉染、藥物傳遞等。
電穿孔儀的工作原理：
1、電場應用：工作時，首先會在含有細胞的介質中施加一個短時的、高強度的電場。這個電場通常由電極產生，電極間的距離和電場強度都是可以調節的參數。
2、細胞膜的改變：在電場作用下，細胞膜上會形成納米級的孔洞。這些孔洞的形成機制主要與電場對細胞膜上脂質分子的重新排列有關。電場使得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定性下降，從而形成孔洞。
3、孔洞的動態：這些孔洞是動態的，它們在電場作用后不久就會自行封閉。孔洞的存在時間通常很短，從幾毫秒到幾秒不等，具體時間取決于電場的強度、持續時間以及細胞類型。
4、物質傳遞：在孔洞開放的時間里，平時難以穿透細胞膜的大分子(如DNA、RNA、蛋白質及某些藥物)得以進入細胞內部。這一特性被廣泛應用于將外源基因導入細胞(轉基因)以及提高某些藥物的療效。
5、細胞的恢復與應用：一旦電場被移除，細胞膜上的孔洞會逐漸閉合，細胞恢復正常狀態。這期間，被轉入的物質可以在細胞內發揮作用。例如，在基因治療中，轉入的DNA可以被細胞的核讀取并轉錄成蛋白質。
總的來說，電穿孔儀是一個強大的工具，它通過物理方式暫時改變細胞膜的通透性，使得細胞吸收或內部整合那些通常無法直接通過細胞膜的大分子成為可能。