基因電轉染系統的技術革新

經過近30年的發展革新，電轉染已成為基因的功能研究領域中不可或缺的技術手段。下文不僅是一篇新上市的轉染儀器的介紹，更是電轉染儀技術革新的介紹，因為：                                 

NEPA21高效基因轉染系統    

------擁有全球領先的ZL電脈沖芯片技術和全新的電轉染程序設計

     NEPA GENE公司專業研發、生產細胞電轉染儀及電融合儀等，其生產CUY21系列（http://www.nepagene.jp/E/Ectlg_flame/Ectlg_cuy21.htm）電轉染儀在研究領域中久負盛名，已被數百篇文獻引用，其中不乏高水平雜志的文章，如Nature、Cell、PNAS、Genes & Dvelopment等。

NEPA GENE應用于發育生物學研究的歷史

        NEPA GENE的產品在發育生物學領域有很長的使用歷史。

二十世紀90年代初，人們剛開始把電穿孔技術用于發育生物學研究的時發現，電脈沖對動物造成的傷害很大，因而后續的研究難以進行。而病毒法雖然也能達到較好的效率，但存在轉染部位不夠特異的問題，而且存在免疫反應或其他安全隱患。

         NEPA GENE的創始人Mr Hayakawa（早川先生）當時是某知名品牌的代理商，受日本的實驗室邀請，共同對電穿孔技術和儀器進行革新。1994年技術改良的成功后，日本在雞胚活體轉染技術和應用上，達到了世界領先水平。早川先生將改進后的技術和儀器申請了ZL，并成立了NEPA GENE公司，開始自主研發、生產電轉染儀。

          《Electroporation And Sonoporation in Developmental Biology》是介紹電穿孔技術在發育生物學中的應用的專業書籍。圖書的主編暨雞胚活體轉染的先驅Mr Nakamura在第一章明確的肯定了早川先生的貢獻。點擊閱讀圖書全文（http://www.springerlink.com/content/978-4-431-09427-2）。世界上首位報道用電轉染法進行小鼠胚胎大腦活體轉染的科學家，慶應大學Keio University的Dr H Tabata也是NEPA GENE的設備完成研究的（參考文獻1、2）。請點擊觀看由Dr Tabata操刀演示的、胚胎活體轉染視頻：http://video.sina.com.cn/v/b/63556016-2484835144.html

全新設計的電轉染儀NEPA21

           2011年，NEPA GENE推出新一代全能型的NEPA21高效基因轉染系統。

          傳統的電轉儀多采用指數衰減波或方波波形，對細胞膜進行電穿孔。NEPA21采用ZL設計的三步法電轉染程序，在對細胞膜進行穿孔的同時，利用“電泳效應”將外源基因高效的導入到細胞當中。并且配合獨有的反向導入（Reverse Transfer）及電壓衰減（Voltage Decay）設計，可在提高轉染效率的同時，大大提高細胞存活率。

不需要特殊的轉染試劑盒，也能達到高轉染效率和高存活率？

          目前普遍使用的的轉染方法都需要化學試劑的幫助，通常每個樣品需要花費$8、$12、甚至$16不等。這些輔助試劑可能會有副作用，影響細胞的生長速度、凋亡或藥物敏感性等。此外，雖然電穿孔轉染法已經發展了近30年，但針對難轉染細胞時，沒有任何一個廠家的電轉染設備是不需要化學試劑輔助的

          NEPA21的出現，情況發生了改變。 NEPA GENE公司的設計理念是，堅持開發最精密的DNA、RNA轉染設備，改變傳統的需要特殊試劑輔助的轉染方式。NEPA21的電脈沖芯片、程序設計等多方面的技術革新是全球領先的，例如，它能產生高精度低壓脈沖、能精確的控制脈沖時間、其電容設計還能瞬間電極反向放電等。由于上述原因，NEPA21實現了不需特殊試劑輔助，也能高效的轉染多種細胞、組織、甚至是活體動物。

在體外（In Vitro）/細胞轉染上的應用和革新——貼壁轉染電極

      細胞可在懸浮（In Suspension）、或貼壁（In Adherent） 狀態下進行轉染。適用于各種細胞，包括各種難轉染的細胞，如原代細胞、干細胞、神經細胞、血液細胞、免疫細胞等。

     細胞在懸浮狀態下進行電轉染時，可與外源基因360度的接觸，穿孔效率和基因導入效率最好。NEPA21設計了多種規格的電轉杯，以適應不同細胞數量的轉染需要。（http://www.nepagene.jp/E/Ectlg_flame/Ectlg_nepacuvette.htm）

     但有些原代細胞是終末分化的，如原代神經元細胞、乳鼠心肌細胞等。這些細胞一旦從活體組織中分離出來貼壁培養，便不可消化傳代，也就無法實現懸浮狀態的轉染。針對這種情況，NEPA GENE開發了適用于普通細胞培養板的貼壁轉染電極——這樣，實驗者只需把細胞鋪板在普通的24孔板或6孔板中，就可以直接實現電轉染啦！

     此外，NEPA21的ZL設計的電穿孔程序，不僅能在細胞膜上形成通道，還能作用于核膜（nuclear envelope），從而將DNA直接運輸到細胞核中。因此，即使是終末分化的細胞，DNA也能在不依賴于細胞分裂的情況下進入到細胞核中。

離體(Ex Vivo)/活體(In vivo)轉染——多達250多種電極，還可定制

          配合多達250多種活體轉染電極，NEPA21可覆蓋幾乎所有的組織、器官、動物轉染需求。例如，大鼠或小鼠的肌肉、皮膚、肝臟、腎臟、睪丸、卵巢、腦部、視網膜、角膜等組織，還可用于轉染魚、蜜蜂等動物，以及轉染植物種子、獲得轉基因植株。 這些電極可以讓您嘗試許多以前很難實現的轉染實驗，如果您有新的idea，NEPA GENE公司還可以根據客戶的天才設想，定制特殊的電極以滿足特殊部位的轉染需要。點擊此處了解NEPA21的電極選擇方法，開始自由的進行活體轉染試驗（http://www.instrument.com.cn/netshow/SH102009/down_181990.htm）

         無論您是需要進行特異部位的轉染，例如鼠胚的腦組織、雞胚的大腦皮層或胃部等，還是需要對整個胚胎進行轉染，NEPA GENE都能提供個性化的咨詢、建議和服務。

參考文獻

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兼首席技術設計師 Mr Hayakawa（早川先生）是CUY21的設計者和制造者，BEX公司是曾受NEPA GENE委托生產CUY21的OEM廠家。現NEPA GENE已更換其OEM制作商，并開發出新一代的NEPA21全能型高效基因轉染系統。

關于早川先生對電轉染技術的貢獻，請參看 《Electroporation And Sonoporation in Developmental Biology》——圖書的主編暨雞胚活體轉染的先驅Mr Nakamura在第一章明確的肯定了早川先生的貢獻。點擊閱讀圖書全文（http://www.springerlink.com/content/978-4-431-09427-2）。