转染全攻略

转染——是指将外源基因如DNA、RNA等导入真核细胞的技术。随着分子生物学和细胞生物学研究的不断发展，转染已经成为研究和控制真核细胞基因功能的常规工具。在研究基因功能、调控基因表达、突变分析和蛋白质生产等生物学试验中，其应用越来越广泛。

细胞转染的分类

根据导入的核酸存在于宿主细胞的时间长短，我们可以将细胞转染分为瞬时转染和稳定转染。

瞬转：瞬时转染的细胞中，外源基因得以表达但它们并不会整合到细胞的基因组中，也就不会被复制。细胞中瞬时转染的外源基因表达时间有限，通常仅持续几天，直到外源基因在细胞分裂过程中因各种因素丢失为止。

稳转：稳定转染是建立在瞬时转染的基础上的，先对细胞进行转染，再对得到的细胞池进行筛选，在少数转染细胞中，外源基因能够整合到细胞的基因组中。外源基因成为细胞基因组的一部分从而得以复制，这就是稳定转染细胞的标志。稳定转染细胞的子代细胞也同样表达外源基因，由此形成稳定转染的细胞系。

目前常见的细胞转染方法

1、化学介导法

01阳离子脂质体

脂质体是一种人工的脂双层膜。可以将DNA包裹到亲水性核心内部，也可将其络合到磷脂片层。1992年，阳离子脂质体首次被用于基因治疗的临床试验。阳离子脂质体通常由阳离子和两性离子脂质组成。在DNA与脂质体形成lipoplex的过程中，阳离子脂质体起到复合和凝集DNA的作用，同时也有助于复合物与细胞膜的结合。常用的阳离子脂质组分为DOTA, DOTMA, DOSPA, DOGS以及DC-chol，大量实验表明阳离子脂质体中的这类组分对细胞的毒性较大，引起了人们的极大关注。此外，由于lipoplex的异质性和不稳定性，阳离子脂质体载体的转染效率明显低于病毒载体。近年来，体内转染研究越来越火热，因阳离子脂质体在血清存在的情况下会迅速失活，无法直接应用于体内研究，这是它的另一个缺点。目前，应用较为广泛的脂质体为Invitrogen Lipofectamine, Dharmacon DharmaFECT系列产品。

货号	名称	规格	应用
T-2001-01	DharmaFECT 1 Transfection Reagent	0.2 mL Dharmacon	专为siRNA. miccoRNA等RNA类转染 设计，适用于绝大部分细胞系
T-2002/3/4-01	DharmaFECT 2. 3:4 Transfection Reagent	0.2 mL Dharmacon	利用不同配方满足更多细胞系的小片 段RNA高效转染要求
T-2010-01	DharmaFECT Duo Transfection Reagent	0.2 mL Dharmacon	专为siRNAs质粒的雉染设计，且 细胞毒性低、转渊率高
T-2006-01	DharmaFECT kb DNA transfection reagent	1 mL Dharmacon	专为质粒转染设计，且细胞毒性低、 转渊率高
sc-395739	Ultracruz@ Transfection Reagent	0.2 mL Santa Cruz	具有敲I的DN砥糊率，推荐用于 CRISPR/Cas9 Ko质粒，HDR质粒， C「e载体，双切口酶质粒和 CRISPR/dCas9激活质粒
sc-29528	siRNA Transfection Reagent	0.2 mL Santa Cruz	具有敲I的DN做染效率，推荐用于 CRISPR/Cas9 Ko质粒，HDR质粒， C「e载体，双切口酶质粒和
sc-108061	Plasmid Transfection Reagent	0.2 mL Santa Cruz	推荐用于shRNA质粒转染

02阳离子聚合物

 带正电的聚合物与核酸带负电的磷酸基团形成带正电的复合物后与细胞表面带负电的蛋白多糖相互作用，并通过内吞作用进入细胞。阳离子聚合物和阳离子脂质体最大的区别在于阳离子聚合物不含疏水部分而完全溶于水，可以方便地进行化学修饰，且不会像脂质体一样破坏细胞结构，所以相对毒性较低。

目前使用最广泛的阳离子聚合物转染试剂是PEI（聚乙烯亚胺），因其毒性低、成本低、免疫原性低，可将外源基因转染到悬浮细胞或贴壁细胞中。同时，它也是一种适用于瞬时转染人HEK-293T细胞的试剂，尤其适用于大规模生产重组病毒载体。自1995年PEI首次被用于DNA转染以来，就因其安全性和稳定性而被广泛应用于科学研究和基因疗法中。随着PEI技术的不断革新与发展，现在PEI被广泛应用于生命科学研究、非病毒载体体内转染研究、病毒和蛋白生产专用研究中。Polyplus-transfection全线产品都是基于PEI的阳离子聚合物类转染试剂。

货号	名称	规格	品牌	应用
101-10N	jetPE®	1mL transfection reagent + 50 mL NaC1150mM solution	Polyplus	DNA高通量筛选转染试剂
102-05N	jetPEI®-Hepatocyte	0.5 mL transfection reagent + 50 mL NaCI 150mM solution	Polyplus	DMA干细胞转染试剂
103-05N	jetPEI®-Macrophage	0.5 mL transfection reagent + 50 mL NaCI 150mM solution	Polyplus	DNA巨噬细胞转染试剂
114-15	jetPRIME®	1.5 mL transfection reagent + 2 x 60mL of jetPRIME@ buffer	Polyplus	通用型DNA/siRNA转染试剂
117-15	jetOPTIMUS®	1.5 mL transfection reagent + 4x60mL jetOPTIMUS@ Buffer	Polyplus	最佳DNA转染试剂，在难转染细胞上获 得最大基因表达
150-01	jetMESSENG ER©	0.1 mL transfection reagent + lOmLmRNA Buffer	Polyplus	mRNA转染试剂，针对难转染细胞
409-10	INTERFERin @	1 mL transfection reagent	Polyplus	siRNA/miRN转染专用试剂/td>

03

非脂质体的脂质

货号	名称	规格	品 牌	应用
301005	Attractene Transfection Reagent	1 mL,24孔板，666次	Qi ag en	DNA, DNA和siRNA或miRNA模拟物/抑制剂
共转染，所有贴壁细胞，包括选难转染细胞
301425	Effectene Transfection Reagent	1 mL,12孔板，160次	Qi ag en	DNA,原代细胞和敏感细胞
301105	HiPerFect	1 mL,6孔板，50-100次，25-65次600mm皿	Qi ag en	siRN和miRNA模拟物或抑制剂，贴壁细胞、肿瘤细胞、原代细胞、悬浮细胞
和巨噬细胞

脂质体技术的未来发展方向——革新配方成分形成胶束结构而非简单的双层膜结构，令核酸传递更有效率而且细胞毒性也显著降低。能够转染各种贴壁细胞，也可用于悬浮细胞，毒性较阳离子脂质体更小。目前，Qiagen的Attractene系列试剂，Roche的FuGENE 6都是非脂质体型的脂质分子类转染试剂。

2、物理介导法

01电转染

电转染原理

也叫细胞电穿孔 (electroporation)，在瞬间强大电场的作用下，溶液中细胞的细胞膜被破坏，通透性增高，带电的外源物质以类似电泳的方式进入细胞膜。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。传统转染方式很难转染原代细胞，这种情况下电转染就能够从根本上解决此问题，无论是原代细胞、干细胞、还是难转染细胞系，都可以重复出很高的转染效率。但高电压脉冲可导致部分细胞因膜破坏而死亡，细胞致死率相对较高，且DNA和细胞的用量很大，这是它的缺点所在。

目前，主流的电转染产品为Lonza公司的Nucleofector™技术，它是一种改进的电穿孔技术，利用电击在细胞膜上开个小孔，综合各种特定细胞转染程序与转染液的作用，核酸底物不仅可以进入细胞质，还可直接通过核膜进入细胞核。

热卖产品

Lonza电转仪

品牌	名称	货号	备注
Lonza	Nucleofector 2b	AAB-1001	2b平台，低通量有效转染难以转染的细胞系和原代细胞，150+种优化方案使用广泛
Lonza	4D-Nucleofector Core Unit, FL1	AAF-1002B	4D核心元件
Lonza	4D-Nucleofector X Unit, FL1	AAF-1002X	4DX模块，各种细胞核转染含20ul电板条或100ul电极杯
Lonza	4D-Nucleofector Y Unit, FL1	AAF-1002Y	4D Y模块，适用于贴壁原代细胞，尤其是神经元

爆款电转试剂盒

品牌	名称	货号	适用仪器	适用细胞
Lonza	P3 Primary Cell 4D X Kit L (24 RCT)	V4XP-3024	4D-Nucleofector 系统X模式（100ul电极杯）	原代细胞如人T细胞，CD34或大鼠神经元等
Lonza	SF Cell Line 4D X Kit L (24 RCT)	V4XC-2024	4D-Nucleofector 系统X模式（100ul电极杯）	难以转染的细胞系，如K-562，Neuro-2A或RAW264.7
Lonza	Human T Cell Nucleofector Kit	VPA-1002	Nucleofector2b平台	原代人T细胞
Lonza	Cell Line Nucleofector Kit V	VCA-1003	Nucleofector2b平台	HepG2，HL-60，Jurkat，K-562，MCF7，SH-SY5Y或THP-1等细胞系

02

显微注射法

需要使用精密的仪器，直接将外源性核酸注射至宿主细胞核内。多用于转基因，由宿主基因组序列可能发生的重组，缺失，复制或者异位等现象使外源基因嵌入宿主的染色体中。但是转染细胞数有限，多用于工程改造或转基因动物的胚胎细胞。

03

基因枪法

又名生物弹道技术(Biolistic Technology)，用压缩气体(氦或氮等) 动力产生一种冷的气体冲击波进入轰击室，把粘有DNA 的细微金粉打向细胞，穿过细胞壁、细胞膜、细胞质等层层构造到达细胞核，完成基因转移

3、生物介导法

慢病毒包装、转染过程

病毒介导法：对于上述几种方式都不能实现转染的细胞，可采用病毒转染。病毒介导法转染效率特别高，尤其是针对难以转染的原代细胞、活体细胞。病毒转染主要包括以下几个步骤：构建载体、包装提纯病毒以及感染靶细胞（如图X所示）。

目前，腺病毒、逆转录病毒和慢病毒载体已广泛用于哺乳动物细胞体内外的转染实验中。以慢病毒为例，其包装系统由两部分组成，即包装成分和载体成分。将包装成分与载体成分的多个质粒共转染包装细胞，即可在细胞上清中收获携带目的基因的复制缺陷型慢病毒载体颗粒。包装好的假病毒颗粒可以直接用于宿主细胞的感染，目的基因进入到宿主细胞之后，经过反转录，整合到基因组，从而高水平的表达效应分子。值得注意的是，病毒转染方法的准备程序复杂，构建病毒周期长，环节多，易出错，费用也高，常常对细胞类型有很强的选择性，在一般实验室中很难普及。

不同病毒载体形式对比

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    说了这么多，那到底如何选择最适合自己实验的转染方式呢？其实很简单，如果是普通易转染细胞，就选择化学介导法；如果细胞是一些很难转染的细胞，如原代细胞、神经细胞等，在化学转染方法效果不好的情况下，可优先考虑电转染；如果电转效果也不好，或者说想要做体内转染，就可考虑包装病毒，构建稳转株。

    无论采用哪种转染技术，要想获得最优的转染效果，都需要对转染条件进行不断的优化。影响转染效率的因素很多，如外源核酸的质量、细胞密度、细胞状态、细胞培养条件等，都会影响最终的转染效率。如果您想深入了解细胞转染、体内转染相关介绍，请点击关注优宁维分子生物学公众号。在这里，我们会持续更新转染一站式服务推文，优宁维携手各大品牌转染试剂，为您带来最棒的转染体验！