基因电转染系统的技术革新

经过近30年的发展革新，电转染已成为基因的功能研究领域中不可或缺的技术手段。下文不仅是一篇新上市的转染仪器的介绍，更是电转染仪技术革新的介绍，因为：                                 

NEPA21高效基因转染系统    

------拥有全球领先的ZL电脉冲芯片技术和全新的电转染程序设计

     NEPA GENE公司专业研发、生产细胞电转染仪及电融合仪等，其生产CUY21系列（http://www.nepagene.jp/E/Ectlg_flame/Ectlg_cuy21.htm）电转染仪在研究领域中久负盛名，已被数百篇文献引用，其中不乏高水平杂志的文章，如Nature、Cell、PNAS、Genes & Dvelopment等。

NEPA GENE应用于发育生物学研究的历史

        NEPA GENE的产品在发育生物学领域有很长的使用历史。

二十世纪90年代初，人们刚开始把电穿孔技术用于发育生物学研究的时发现，电脉冲对动物造成的伤害很大，因而后续的研究难以进行。而病毒法虽然也能达到较好的效率，但存在转染部位不够特异的问题，而且存在免疫反应或其他安全隐患。

         NEPA GENE的创始人Mr Hayakawa（早川先生）当时是某知名品牌的代理商，受日本的实验室邀请，共同对电穿孔技术和仪器进行革新。1994年技术改良的成功后，日本在鸡胚活体转染技术和应用上，达到了世界领先水平。早川先生将改进后的技术和仪器申请了ZL，并成立了NEPA GENE公司，开始自主研发、生产电转染仪。

          《Electroporation And Sonoporation in Developmental Biology》是介绍电穿孔技术在发育生物学中的应用的专业书籍。图书的主编暨鸡胚活体转染的先驱Mr Nakamura在第一章明确的肯定了早川先生的贡献。点击阅读图书全文（http://www.springerlink.com/content/978-4-431-09427-2）。世界上首位报道用电转染法进行小鼠胚胎大脑活体转染的科学家，庆应大学Keio University的Dr H Tabata也是NEPA GENE的设备完成研究的（参考文献1、2）。请点击观看由Dr Tabata操刀演示的、胚胎活体转染视频：http://video.sina.com.cn/v/b/63556016-2484835144.html

全新设计的电转染仪NEPA21

           2011年，NEPA GENE推出新一代全能型的NEPA21高效基因转染系统。

          传统的电转仪多采用指数衰减波或方波波形，对细胞膜进行电穿孔。NEPA21采用ZL设计的三步法电转染程序，在对细胞膜进行穿孔的同时，利用“电泳效应”将外源基因高效的导入到细胞当中。并且配合独有的反向导入（Reverse Transfer）及电压衰减（Voltage Decay）设计，可在提高转染效率的同时，大大提高细胞存活率。

不需要特殊的转染试剂盒，也能达到高转染效率和高存活率？

          目前普遍使用的的转染方法都需要化学试剂的帮助，通常每个样品需要花费$8、$12、甚至$16不等。这些辅助试剂可能会有副作用，影响细胞的生长速度、凋亡或药物敏感性等。此外，虽然电穿孔转染法已经发展了近30年，但针对难转染细胞时，没有任何一个厂家的电转染设备是不需要化学试剂辅助的

          NEPA21的出现，情况发生了改变。 NEPA GENE公司的设计理念是，坚持开发最精密的DNA、RNA转染设备，改变传统的需要特殊试剂辅助的转染方式。NEPA21的电脉冲芯片、程序设计等多方面的技术革新是全球领先的，例如，它能产生高精度低压脉冲、能精确的控制脉冲时间、其电容设计还能瞬间电极反向放电等。由于上述原因，NEPA21实现了不需特殊试剂辅助，也能高效的转染多种细胞、组织、甚至是活体动物。

在体外（In Vitro）/细胞转染上的应用和革新——贴壁转染电极

      细胞可在悬浮（In Suspension）、或贴壁（In Adherent） 状态下进行转染。适用于各种细胞，包括各种难转染的细胞，如原代细胞、干细胞、神经细胞、血液细胞、免疫细胞等。

     细胞在悬浮状态下进行电转染时，可与外源基因360度的接触，穿孔效率和基因导入效率最好。NEPA21设计了多种规格的电转杯，以适应不同细胞数量的转染需要。（http://www.nepagene.jp/E/Ectlg_flame/Ectlg_nepacuvette.htm）

     但有些原代细胞是终末分化的，如原代神经元细胞、乳鼠心肌细胞等。这些细胞一旦从活体组织中分离出来贴壁培养，便不可消化传代，也就无法实现悬浮状态的转染。针对这种情况，NEPA GENE开发了适用于普通细胞培养板的贴壁转染电极——这样，实验者只需把细胞铺板在普通的24孔板或6孔板中，就可以直接实现电转染啦！

     此外，NEPA21的ZL设计的电穿孔程序，不仅能在细胞膜上形成通道，还能作用于核膜（nuclear envelope），从而将DNA直接运输到细胞核中。因此，即使是终末分化的细胞，DNA也能在不依赖于细胞分裂的情况下进入到细胞核中。

离体(Ex Vivo)/活体(In vivo)转染——多达250多种电极，还可定制

          配合多达250多种活体转染电极，NEPA21可覆盖几乎所有的组织、器官、动物转染需求。例如，大鼠或小鼠的肌肉、皮肤、肝脏、肾脏、睾丸、卵巢、脑部、视网膜、角膜等组织，还可用于转染鱼、蜜蜂等动物，以及转染植物种子、获得转基因植株。 这些电极可以让您尝试许多以前很难实现的转染实验，如果您有新的idea，NEPA GENE公司还可以根据客户的天才设想，定制特殊的电极以满足特殊部位的转染需要。点击此处了解NEPA21的电极选择方法，开始自由的进行活体转染试验（http://www.instrument.com.cn/netshow/SH102009/down_181990.htm）

         无论您是需要进行特异部位的转染，例如鼠胚的脑组织、鸡胚的大脑皮层或胃部等，还是需要对整个胚胎进行转染，NEPA GENE都能提供个性化的咨询、建议和服务。

参考文献

1. Tabata H, Nakajima K. Efficient in utero gene transfer system to the developing mouse brain using electroporation: visualization of neuronal migration in the developing cortex. Neuroscience. 2001;103(4):865-72.

 2. Hidenori Tabata and Kazunori Nakajima. Chapter 14 In Utero Electroporation: Assay System for   Migration  of Cerebral Cortical Neurons. 《Electroporation And Sonoporation in Developmental Biology》  http://www.springerlink.com/content/978-4-431-09427-2

注：日本NEPA GENE公司的CEO兼首席技术设计师 Mr Hayakawa（早川先生）是CUY21的设计者和制造者，BEX公司是曾受NEPA GENE委托生产CUY21的OEM厂家。现NEPA GENE已更换其OEM制作商，并开发出新一代的NEPA21全能型高效基因转染系统。

关于早川先生对电转染技术的贡献，请参看 《Electroporation And Sonoporation in Developmental Biology》——图书的主编暨鸡胚活体转染的先驱Mr Nakamura在第一章明确的肯定了早川先生的贡献。点击阅读图书全文（http://www.springerlink.com/content/978-4-431-09427-2）。