[发明专利]电穿孔方法与设备

说明书

本发明公开了电穿孔方法与设备。根据一种实施方式，生物细胞电穿孔装置包括：样品容器，具有用于容纳细胞的绝缘室体，所述样品容器具有第一电极和第二电极以提供电连接以实现电穿孔；以及第一导电介质层，含有具有溶质离子的溶液，所述第一导电介质层一端与所述第一电极接触，另一端形成界面，其中，所述第一导电介质层隔开细胞与所述第一电极的接触，所述第一导电介质层通过所述溶质离子将电脉冲传导至细胞样品。

本申请是申请号为201380073426.3，申请日为2013年2月20日，发明名称为“电穿孔方法与设备”的专利申请的分案申请。

技术领域

本发明主要是与细胞电刺激相关的方法与设备，特别是细胞电穿孔的方法与设备。

背景技术

电穿孔是广泛使用的以电刺激来暂时性产生细胞膜穿孔的让细胞膜具有通透性的方法。电穿孔的应用包括把DNA(脱氧核糖核酸)、RNA(核糖核酸)、siRNA(小干涉RNA)、多肽、蛋白质、抗体、药物或者其他物质传送到多种细胞，比如哺乳动物细胞、植物细胞、酵母、其他真核细胞、细菌、其他微生物和人类细胞。电刺激也可以用于细胞融合来获得杂种瘤细胞或者其他融合细胞。细胞电融合可以看做是一种特殊的细胞电穿孔。

一般在电穿孔过程中，细胞悬浮在一种有利于细胞存活的缓冲液或者介质中。细菌的电穿孔一般使用低电导率的液体，比如水，来降低瞬间大电流产生的热量。细胞悬浮液接着加进一个具有两个平电极的矩形电极杯中来放电。例如位于加州赫苦斯的伯乐(Bio-Rad)公司生产了Gene Pulser系列产品来进行电极杯中的细胞电穿孔。传统上细胞电穿孔需要很高的电场强度。

电穿孔过程通常对细胞具有毒性。首先，当电场强度太高的时候细胞膜可能会被不可逆地破坏。其次，当电场作用产生的细胞膜穿孔可以允许目标物质进入细胞的时候，这些穿孔可能也会允许细胞内部物质外流或者外部其他物质的不受控内流导致对细胞活性的负面影响。第三，电流产生的热量可能破坏细胞。最后，电极附近电化学反应产生的毒性物质比如自由基、气体和金属离子可能会破坏细胞。

细胞性状的不同，也就是细胞差异性是成功取得高效率、低细胞毒性的电穿孔结果的最大障碍。细胞大小是一个已知的细胞差异性因素。大细胞的电穿孔相对比较容易。在一个具有不同大小细胞的混合液中，当较大细胞在某个电压下得到有效电穿孔时，这个电压往往不足以将较小细胞有效电穿孔。在提高电场强度使较小细胞有效电穿孔时，较大细胞通常被过高电压不可逆地损伤以致不能存活。其他因素比如细胞膜成分的区别或者细胞成熟状态的区别也可能增加细胞差异性。

虽然以前有改善电穿孔效率的多种努力，细胞差异性这个关键问题一直没有得到解决。电穿孔的效率、细胞存活率与经济性有待提高。本文所公开的设备和方法旨在解决一个或者多个前述的问题。

发明内容

本发明公开了一种生物细胞电穿孔装置。所述装置包括：样品容器，具有用于容纳细胞的绝缘室体，所述样品容器具有第一电极和第二电极以提供电连接以实现电穿孔；以及第一导电介质层，含有具有溶质离子的溶液，所述第一导电介质层一端与所述第一电极接触，另一端形成界面，其中，所述第一导电介质层隔开细胞与所述第一电极的接触，所述第一导电介质层通过所述溶质离子将电脉冲传导至细胞样品。

本发明还公开了一种生物细胞电穿孔方法。所述方法包括：

提供用于电穿孔的样品容器，所述样品容器具有：用于容纳细胞的绝缘室体，提供电连接以实现电穿孔的第一电极和第二电极，以及含有具有溶质离子的溶液的第一导电介质层，所述第一导电介质层一端与所述第一电极接触，另一端形成界面；

利用所述第一导电介质层隔开细胞与所述第一电极的接触；

利用预设电脉冲对所述细胞单层中的细胞进行处理，所述电脉冲通过第一导电介质层中的所述溶质离子传导至细胞样品。

本发明公开的其他实施方式可以通过说明书、权利要求书与附图使本领域的技术人员了解。

附图说明