原理
胞电转染(电转),也叫细胞电穿孔 (electroporation),是把外源大分子物质DNA、RNA、siRNA、蛋白质等以及一些小分子导入细胞膜内部的重要方法。
在瞬间强大电场的作用下,溶液中细胞的细胞膜具有了一定的通透性,带电的外源物质以类似电泳的方式进入细胞膜。由于细胞膜磷脂双分子层的电阻很大,细胞外部电流场产生的细胞两极电压都被细胞膜承受,细胞质内分到的电压可以忽略不计,细胞质内部几乎没有电流,因此也决定了正常范围内的电转过程中细胞毒性很小。电场使DNA等物质进入细胞膜后只能停止在细胞膜附近,随后细胞本身的机制可以允许这些物质到细胞核等处。
普通电转能量过高可导致部分细胞因膜破坏而死亡,其中能存活下来的细胞内部都不会受到电流影响,因为细胞膜完整是细胞存活的必要条件。
由于电转技术依靠的是物理方法,细胞表面的分子特性对电转影响比较小。相比化学转染方法和病毒载体转染方法,电转可以用在所有的细胞种类上,而且容易定量控制。
材料与仪器
LB液体培养基 ddH2O 甘油 NaAC 无水乙醇 70%乙醇
离心杯 离心机 低温冰箱 离心管 电转仪 电极杯
步骤
1.用枪头挑取单克隆菌落,投入盛有10ml LB液体培养基的50ml离心管中。(同时做培养基和枪头的空白对照)
2.37℃,220rpm,培养14-16个小时。
3.第二天,以1:100的比例将这10ml菌液倒入1000ml LB液体培养基中,37度,220rpm,振摇2-3小时,每半小时测一次OD,当OD值达到0.3-0.4时,停止培养。
4.将菌液在冰上预冷30分钟,随后将菌液分装到500ml 预冷的离心杯中,4℃,2500rpm离心10分钟。
5.弃上清,离心杯中加入少量ddH2O,使沉淀悬浮后,再将水注满离心杯,4℃,4000rpm离心10分钟。
6.弃上清,加少量灭菌水,重悬菌体,再将水注满离心杯,4000rpm,4℃,离心10min。
7.弃上清,往离心杯中加入少量10%甘油(灭菌,预冷),重悬菌体,再加满10%甘油, 4℃, 4000rpm, 离心10min。
8.弃上清,每个离心杯中加入5ml10%的甘油,使沉淀悬浮后,将菌液以300ul/管分装于1.5ml的离心管中,-80 ℃冰箱中保存。同时取100 μl感受态加0.01ng puc18直接电穿孔转化,检测转化效率。
9. 次日观察转化子生长情况,并记录。
二、连接产物纯化
1.将连接产物转移至一1.5ml Eppendorf管中,加入下列试剂:
10μl of ddH2O
2μl of 3M NaAC(PH5.2)
50μl of 无水乙醇
轻轻混匀,稍微离心并将其置于-20℃放置1小时以上;
2.4℃,top Speed 离心30分钟;
3.小心移去上清,避免接触到管底的沉淀物;
4.加入500μl70%的乙醇,轻轻颠倒几次洗涤沉淀(注:不要离心混匀);
5.4℃,top Speed离心5分钟;
6.小心移去上清,将此Eppendorf管置空气中直至无乙醇气味;
7.加入10μlddH2O重新溶解沉淀,4℃短期保存,-20℃长期保存备用;
三、电转化
1.从-80℃冰箱中取出感受态细胞,置于冰上解冻;
2.取1 μl 纯化后的质粒于一1.5ml的离心管中,将其和0.1CM的电极杯一起置于冰上预冷。
3.将40~100ul解冻的感受态细胞转移至此1.5ml 的离心管中,小心混匀,冰上放置10min。
4.打开电转仪,调至Manual,调节电压为2.1KV。
5.将此混合物转移至已预冷的电极杯中,轻轻敲击电极杯使混合物均匀进入电极杯的底部;
6.将电极杯推入电转化仪,按一下pulse键,听到蜂鸣声后,向电击杯中迅速加入1000μl的SOC液体培养基,重悬细胞后,转移到1.5ml的离心管中。
7.37℃,220-250rpm复苏1小时。
8. 取20μl转化产物加160μlSOC涂板,放于37℃温室,过夜培养,次日查看转化结果。其余菌液加1:1的30%的甘油后混匀-80℃保存。
四、电击杯清洗流程
1.用清水将电击杯稍冲一下。
2.向电击杯中加入的75%酒精浸泡2hr。
3.弃去酒精,再用蒸馏水冲洗2~3遍,然后用1ml的枪吸取超纯水反复吹打电击杯10遍以上。
4.加入无水乙醇2ml于电击杯中,浸泡30分钟。
5.弃去无水乙醇,于通风厨内挥干乙醇。
6.将清洗好的电击杯放入-20 ℃冰箱内待用。
注意事项
1. 每块加有Amp的平板上均匀涂有X-Gal 80μl ,SOC 80μl,IPTG 20 μl。
2. 不同样品使用的电机杯应分开。
3.每周用1%酒精浸泡30分钟。
常见问题
1. 选择合适的电场强度合适的电场强度对于电转染实验非常重要,电场强度不能过高,过高会增加细胞的死亡率;也不能过低,过低不能增加膜的通透性或在膜上形成小孔。不同细胞系具有不同的最佳场强值,实验前应测定所转染细胞系的最佳电场强度。
2. 细胞的选择用于电转的细胞一般选取处于对数生长期的细胞(15代以内,传代后2d)。因为处于对数生长期的细胞分裂旺盛,表面结构致密比稳定期的细胞差,电转后,细胞膜的恢复能力强,而且处于有丝分裂期的细胞更容易接受外源DNA.
3. 质粒的质量应选择纯度高的质粒,首先DNA/RNA应该超纯(A260/A280>1.8),其次应不含内毒 素,同时质粒应溶于双蒸水而不是TE缓冲溶液。另外,DNA浓度不宜过高。
4. 选择合适的电转染试剂电击会对细胞造成一定程度的伤害,在转染试剂的选择上要注意,应选择具有细胞膜修复成分的电转染试剂,如Entranster-E,可将电击对细胞的损伤降到最低。并且,Entranster-E可适用于lonza、Bio-rad、BTX等多种电转仪。
来源:丁香实验