1.核心機制：電穿孔效應

 

這是電轉儀的基礎工作原理，分為三個關鍵步驟：

 

電場施加：儀器向含有細胞和外源核酸的電轉杯施加短時、高壓的脈沖電場。電場強度通常在1-30kV/cm，脈沖時間從微秒到毫秒級不等，具體參數需根據細胞類型調整。

 

細胞膜穿孔：高壓電場會破壞細胞膜的磷脂雙分子層結構，使其產生瞬時、可逆的微孔（即“電穿孔”）。這些微孔的直徑約為1-10nm，足以讓外源核酸分子通過。

 

核酸進入與膜修復：微孔形成后，外源核酸會在電場力、滲透壓梯度等作用下進入細胞內部。脈沖結束后，細胞膜的磷脂雙分子層會通過自身流動性逐漸修復，微孔閉合，細胞恢復正常生理功能，且不會因穿孔而死亡。

 

2.低溫環境的作用：保護細胞，提升存活率

 

低溫（通常為0-4℃，部分型號可低至-20℃）是低溫電轉儀與常規電轉儀的核心區別，主要作用有兩點：

 

減少細胞損傷：低溫能降低細胞的代謝速率，減緩細胞膜在高壓電場下的氧化應激和熱損傷，避免細胞膜因過度破壞而無法修復，從而降低細胞死亡率。

 

提高轉化效率：低溫可延長細胞膜微孔的開放時間，給外源核酸更多時間進入細胞；同時能減少核酸酶的活性，降低外源核酸在進入細胞前被降解的概率，間接提升轉化效率。

 

3.關鍵組件與協同作用

 

儀器的核心組件通過協同工作實現上述原理，主要包括三部分：

 

低溫控制系統：通過半導體制冷或液氮冷卻模塊，將電轉杯區域的溫度穩定在設定的低溫范圍，確保整個電轉過程在低溫環境中進行。

 

脈沖發生系統：根據預設參數（如電場強度、脈沖寬度、脈沖次數）生成精準的高壓脈沖，避免因脈沖不穩定導致細胞損傷或穿孔不足。

 

電轉杯：專用的一次性電轉杯（通常為聚丙烯材質），內壁為導電電極，可將脈沖電場均勻作用于杯內的細胞懸液，保證電場分布一致，提升轉化重復性。

 

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