一种针状式电转染装置 |
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| 申请号 | CN202221020141.6 | 申请日 | 2022-04-29 | 公开(公告)号 | CN218115455U | 公开(公告)日 | 2022-12-23 |
| 申请人 | 广州辉园苑医药科技有限公司; | 发明人 | 江福能; 柳小春; 邹翠云; 钟惟德; 朱建国; 朱国栋; 杨嘉玮; | ||||
| 摘要 | 本实用新型属于电 转染 技术领域，具体涉及一种针状式电转染装置。本实用新型包括：管体、管帽、 导线 、控制 电路 板和外部电源。控制 电路板 和所外部电源通过导线连接，可将普通交流电转化为脉冲 电流 ，控制电路板设置在外部，分别连接正负 电极 ，通过正负电极产生恒定 电场 。管帽内固设有针状式正电极，管帽整体呈T形，通过插接的方式可拆卸地放置在部分空心管体上方并密封，在管体底部则埋设有负电极。本实用新型减少了转染过程会出现的气泡量，能够提供强度均匀的电场，提升了电转染的 稳定性 ，同时提高了电转染的效率。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种针状式电转染装置，其特征在于，包括：管体、管帽、第一导线、第二导线、第三导线、控制电路板和外部电源，所述控制电路板和所述外部电源通过第三导线进行连接，所述管帽包括管顶和下沿段，所述管顶和所述下沿段一体化设置，所述管顶的外径大于所述下沿段的外径，所述管顶的外径大于所述管体的外径，所述管帽中心设置有通孔，所述通孔内固定连接有针状式正电极，该针状式正电极由针状电极的阵列组成，所述第一导线的一端穿过所述通孔与所述针状式正电极固定相连，所述第一导线的另一端与所述控制电路板连接； |
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| 说明书全文 | 一种针状式电转染装置技术领域[0001] 本实用新型属于电转染技术领域，具体涉及一种针状式电转染装置。 背景技术[0002] 细胞转染是通过将外源性的大分子RNA、DNA、蛋白质、多肽等化合物导入细胞的一种技术，在研究基因功能、调控基因表达、突变分析和蛋白质生产中，应用广泛。而与传统的转染方式相比，电转染具有无化学污染、不会对细胞造成永久性损伤、效率高等优点，通过对细胞施加一定强度的电场刺激，一段时间后细胞膜表面就会诱导产生一些微孔，使得细胞通透性增强，并且在缓冲溶液中的DNA能够在电流的作用下进入细胞。 [0003] 然而电转染是通过外加电场作用在细胞膜表面形成短暂性的微孔，使得核酸在电场作用下进入细胞。现有技术中，国内常用的是Bio‑Rad公司的提供了一种电转仪，其输出的波形为指数波和方形波，其细胞的转染电压为200‑400v，还会需要配合使用电穿孔的缓冲液，达到电转染的目的。 [0004] 此种方法虽然能够对细胞施加电刺激，并且形成电场覆盖范围较广，能够同时处理更多细胞悬液。但是其区域内电场强度不高，难以让细胞表面快速出现微孔，且出现的微孔不大，导致转染的成功率低，同时它的装置气密性不足，在实际运行过程中会产生大量的气泡，而产生的气泡会附着在电极上，导致电场出现强度减弱和区域电场强度不均匀的问 题，从而导致电转染实验效果的不稳定。 实用新型内容 [0005] 针对现有技术中的缺陷，本实用新型提供了一种针状式电转染装置，用来加强转染过程中的气密性，减少电转染中电离细胞悬液产生的气泡，同时针对少量细胞悬液，提供一个区域强度均匀并且高强度的电场，从而让细胞表面快速出现较大的微孔，提高电转染 的成功率。 [0006] 本实用新型提供的基础方案为： [0007] 一种针状式电转染装置，包括管体、管帽、第一导线、第二导线、第三导线、控制电路板和外部电源，控制电路板和外部电源通过第三导线进行连接，所述管帽包括管顶和下沿段，所述管顶和所述下沿段一体化设置，所述管顶的外径大于所述下沿段的外径，所述管顶的外径大于所述管体的外径，该管帽中心设置有通孔，该通孔内固定连接有环状式正电 极，所述针状式正电极由针状电极的阵列组成，所述第一导线的一端穿过通孔与针状式正 电极固定相连，所述第一导线的另一端与所述控制电路板连接；所述管体的内周形成顶部 敞口底部封闭的第一空腔，所述下沿段的外径与所述第一空腔的内径相适配，所述下沿段 插接在该第一空腔的顶部，所述管体的底部埋设有负电极，该负电极与针状式正电极相对 设置，该负电极通过第二导线与控制电路板连接，且该第二导线埋设在所述管体的管壁内。 [0008] 本实用新型的技术原理和有益效果为：在控制电路板一端通过第三导线连接外部电源，另一端通过第一导线和第二导线连接正负电极，通电后在正负电极中间形成区域强 度均匀的电场，同时电源可通过控制电路板转变后会在正负两极间形成高频率和高强度的 电场。由于针状式正电极也需要固定，所以设置了具有一定壁厚的管体，管帽的下沿段与管体内的第一空腔的内径相适配，能够实现管帽和管体的紧密连接，进而间接固定针状式正 电极。管帽和管体均为绝缘材料，管帽插接在管体上，方便在使用时打开管帽，往管体内加入细胞悬液，再通过管帽密封该管体，达到装置的一个密封性，在这个密封环境下接通电源进行电转染，气压会增大，进而抑制和减少电离细胞悬液产生的气泡，从而使正负极间的电场强度趋于稳定，从而提高转染效率。 [0009] 相比于现有的电转仪，虽然实现细胞电转染的目的，但是电解细胞悬液过程中由于气密性不足，会产生气泡，导致其产生电场的强度不均匀，同时局部区域的电场强度不 够，两者大大降低了电转染的稳定性和效果。本实用新型结构简单，操作便捷，在管体中加少量细胞悬液后，使针状式正电极和负电极间的空间密封，通电后针状式正电极，会引发电流的热效应和电化学反应，导致液体中分子的运动加剧，最终密闭空间会加压，通过加压能够有效减少气泡产生，从而让正负电极间产生强度趋于稳定的电场。本装置采用了针状电 极去直接接触细胞悬液，配合负电极会产生强大的区域电场，能加快细胞表面微孔出现的 速度，并且出现孔径更大的微孔，同时能持续提供区域高强度和高频率的电场，提升了转染过程的成功率。 [0010] 进一步，所述针状式正电极由4个所述针状电极按正方形分布形成，相邻两个所述针状电极相互抵接，该针状电极的底部具有尖端。所述针状式正电极的底部与所述第一空 腔底部之间具有距离。 [0011] 针状式正电极利用4个底部为尖端的针状电极阵列组成，尖端处与负电极间能形成更强的电场，并且正电极能直接伸入细胞悬液中，细胞表面很快就能出现微孔，并且微孔直径较大，使转染成功率更高。负电极需要和针状正电极间形成持续稳定的电场，所以针状式正电极与第一空腔底部会有一定距离。 [0012] 进一步，所述第一导线和所述针状式正电极顶部均通过注胶封固在所述通孔内。 [0013] 通过注胶将第一导线和针状式正电极封固，使其能够固定。针状式正电极的顶部封固在通孔内，具体位置可以选择在管顶的下方，然后可将整个通孔用注胶封固。此时针状式正电极位于整个管体的中心处，好跟下方的负电极配合，产生持续且稳定的电场。 [0014] 进一步，所述针状式正电极与所述负电极正对设置。 [0015] 正负电极正对设置，这样通电后两者能够形成稳定持续的电场，便于后续转染过程的顺利进行。 [0016] 进一步，所述外部电源经过所述控制电路板后输出脉冲电流。 [0017] 外部电源一般为交流电，通过控制电路板后可以输出脉冲电流，使用时电场的频率更高，强度也更高。经控制电路板输出后，电流的短脉宽时间为50‑500μs，长脉宽时间为 1‑50ms，高压为600‑800V，低压为50‑100V。 [0018] 进一步，所述管体的管壁内设置有第二空腔，该第二导线设置于第二空腔内，所述第二空腔通过注胶填充封满。 [0019] 将第二导线分别与负电极和控制电路板连接后，就可以用注胶将其封固在第二空腔内壁上，加强装置密封性的同时，也能使整个装置一体化，方便下次使用。 [0020] 进一步，所述管体和所述管帽均采用塑料制成。 [0022] 为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的 元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例 绘制。 [0023] 图1为本实用新型一实施例提供的针状式电转染装置的主视图； [0024] 图2为本实用新型一实施例提供的针状式电转染装置的俯视图； [0025] 图3为图1所示的针状式电转染装置加入细胞悬液的结构示意图； [0026] 图4为图1所示的针状式电转染装置中管帽的结构示意图。 [0027] 附图标记： [0028] 1‑第一导线；2‑针状式正电极；3‑负电极；31‑第二导线；4‑管帽；5‑管体； [0029] 51‑第一空腔；52‑第二空腔；6‑细胞悬液；7‑管顶；8‑通孔；9‑下沿段。 具体实施方式[0030] 下面将结合附图对本实用新型技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本实用 新型的保护范围。 [0031] 需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本实用新型所属领域技术人员所理解的通常意义。 [0032] 在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实 用新型的限制。 [0033] 此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定。 [0034] 在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。 [0035] 在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。 [0036] 实施例基本如附图1、附图2和附图3所示：一种针状式电转染装置，包括：管体5、管帽4、第一导线1、第二导线31、第三导线、控制电路板和外部电源，控制电路板和上述外部电源通过第三导线进行连接，管帽4和管体5均为硬质绝缘材料，优选塑料或陶瓷。在管体5中心处设置了第一空腔51，第一空腔51为圆柱空腔，该圆柱空腔的顶部敞口，底部封闭，管帽4包括管顶7和下沿段9，所述管顶7和所述下沿段9一体化设置，该管顶7的外径大于所述管体5的最大外径，且管顶7的外径大于所述管体5的外径，管帽4中心设置了通孔8，该通孔8内固定连接有针状式正电极2，该针状式正电极2由针状电极的阵列组成，第一导线1的一端穿过通孔8与针状式正电极2固定相连，第一导线1的另一端与控制电路板连接。上述管体5还包 括设置于管壁的第二空腔52，该第二空腔52可以为环形空腔，也可以为处于第一空腔51左 侧的部分空腔。位于上述管体5底部埋设有负电极3，该负电极3连接第二导线31的一端，第二导线31的另一端穿过第二空腔52与控制电路板连接，在该第二导线31贴近第二空腔52内 壁后，用注胶填充封满该第二空腔52，达到密封和固定的效果。 [0037] 如附图4所示，管帽4呈T型，该管帽4的下沿段9的外径与第一空腔51的内径相适配，以此实现下沿段9能够插接在第一空腔51上，并且紧密贴合，达到严密的密封效果。第一导线1和所述针状式正电极2顶部均通过注胶封固在所述通孔内，然后可将整个通孔8用注 胶封固。这样可以使管帽4和针状式正电极2一体化，方便拆卸。 [0038] 针状式正电极2由4个针状电极阵列组成，所述针状式正电极按正方形分布形成，相邻两个所述针状电极相互抵接，该针状电极的底部具有尖端。负电极3则可以采用铁柱制成。针状式正电极2与所述负电极3正对设置，且针状式正电极2的底部与所述第一空腔51底部之间具有距离，即两者不直接接触。 [0039] 另外，上述外部电源经过控制电路板后可输出脉冲电流。 [0040] 使用步骤如下： [0041] 1、打开管帽4，倒入约250μL细胞悬液6。该细胞悬液6的制作过程为收集处于对数生长期293T细胞(人肾上皮细胞)，转速1000转/分，离心5分钟，弃去上清液，加入电转染缓7 冲液，使得细胞呈现悬浮状，调整细胞密度为1×10个/mL。加入电转质粒pCDNA3.1‑GFP，使得质粒为20‑50ug/mL，轻柔混合均匀。之后重新插入管帽4，其中管帽4的下沿段9与第一空腔51内壁紧密连接，起到密封作用。 |
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