電轉(zhuǎn)染小課堂之如何選擇波形

歡迎大家訂閱電轉(zhuǎn)染小課堂，本期我們來分享如何選擇電穿孔的波形，各波形需要設(shè)置的參數(shù)有哪些？以及兩種波形之間的轉(zhuǎn)換

Part 1 方波

方波脈沖是指電壓瞬間升至預(yù)設(shè)電壓，保持電壓放電，然后瞬間終止放電。一般哺乳動物細(xì)胞電轉(zhuǎn)染時選擇方波脈沖，有較高的轉(zhuǎn)染效率和細(xì)胞存活率。選擇方波時，有以下參數(shù)要進(jìn)行考慮：場強(qiáng)、脈沖長度、脈沖個數(shù)以及脈沖間隔。

方波-主要用于電轉(zhuǎn)哺乳動物細(xì)胞和組織，也可用于細(xì)胞融合

場強(qiáng)：兩電極間的電壓大小，用Kv/cm表示，場強(qiáng)改變一般通過調(diào)整脈沖電壓或電極間距來實現(xiàn)。

    脈沖長度：單個脈沖持續(xù)的時間，脈沖長度與細(xì)胞膜穿孔保持開放的時間緊密相關(guān)，如時間太長則導(dǎo)致孔徑無法恢復(fù)；如時間太短則外源物質(zhì)無法通過細(xì)胞膜。 

脈沖個數(shù)和間隔：是指脈沖的個數(shù)以及每兩個脈沖之間的間隔。有時為達(dá)到優(yōu)化的分子傳遞效果，我們可以采用多脈沖。

Part 2 指數(shù)衰減波

指數(shù)遞減波脈沖是先對電容充電，然后讓電容完全放電，其電壓變化呈指數(shù)遞減。一般這種波形的脈沖電轉(zhuǎn)染適用于細(xì)菌、酵母菌、昆蟲細(xì)胞。選擇指數(shù)衰減波時，有以下參數(shù)要進(jìn)行考慮：場強(qiáng)、電容、電阻、時間常數(shù)。

指數(shù)衰減波-主要用于電轉(zhuǎn)細(xì)菌，酵母，植物（有細(xì)胞壁的細(xì)胞），有時候?qū)σ恍┎溉閯游锛?xì)胞也適用

場強(qiáng)：同方波。

電容：容納電場的能力，用uF表示，釋放能量的大小可通過調(diào)節(jié)電阻來實現(xiàn)。一般我們采用高電壓，低電容或低電壓，高電容。

時間常數(shù)：指數(shù)衰減波的脈沖長度，用RC表示，為電阻與電容的乘積。指數(shù)衰減波時間常數(shù)越大，衰減的越慢，反之則越快。

電阻：阻礙電流的能力，有時又內(nèi)部電阻和外部電阻之分，如BTX電路則是內(nèi)部樣品電阻與外部設(shè)置電阻進(jìn)行并聯(lián)，通過調(diào)整外部電阻進(jìn)而來調(diào)節(jié)總電阻，進(jìn)而調(diào)節(jié)脈沖時間。

Part 3 方波與指數(shù)衰減波之間如何轉(zhuǎn)換？

如果你查閱文獻(xiàn)，只發(fā)現(xiàn)有指數(shù)衰減波的參數(shù)，而你想嘗試方波，那怎么辦呢？接下來讓我們看看這兩種波形如何轉(zhuǎn)換吧。

從指數(shù)衰減波轉(zhuǎn)換為方波：保持電壓/電極間隙/脈沖時間/脈沖間隔不變；

無需設(shè)置電容和電阻參數(shù)

脈沖長度為指數(shù)衰減波時間常數(shù)的一半

從方波轉(zhuǎn)換為指數(shù)衰減波：保持電壓/電極間隙不變

通過調(diào)整電阻和電容使時間常數(shù)為方波脈沖長度的2倍，

注意：這些轉(zhuǎn)換都是理論上的，通常方波對哺乳動物細(xì)胞更有效，指數(shù)衰減波對細(xì)菌/酵母更有效。

下期預(yù)告：電轉(zhuǎn)染小課堂之如何選擇緩沖液？

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