本发明专利技术实施例公开了一种基因转染方法和基因转染装置，属于细胞生物学领域。本发明专利技术公开了一种基因转染方法，包括以下过程：提供超声发生器件和热发生器件，所述超声发生器件能发出超声波，所述热发生器件能直接对待转染生物体系加热；所述超声波和所述热发生器件同时激励所述待转染生物体系。本发明专利技术通过设置超声发生器件和热发生器件，使超声波和热量复合作用在待转染生物体系上，对待转染生物体系产生包括力学效应、空化效应、微流体效应等多种效应的复合作用，进一步缩短细胞转染所需的时间，对细胞造成更少的伤害，从而提高其转染后的存活率。的存活率。的存活率。
【技术实现步骤摘要】
基因转染方法和基因转染装置
[0001]本专利技术涉及细胞生物学领域，尤其涉及一种基因转染方法和基因转染装置。
技术介绍
[0002]转染，指将外源遗传物质(DNA或RNA)引入真核细胞内部并表达其特有功能的过程。基因转染方法可被分为病毒载体方法和非病毒载体方法两大类。病毒载体利用其将DNA片段注入宿主细胞的能力来实现基因转染，希望被递送的基因需要事先被包装到复制缺陷型病毒颗粒中，目前所使用的病毒包括逆转录病毒、慢病毒、腺病毒、腺相关病毒和单纯疱疹病毒等。然而，病毒载体只能转染分子量较小的DNA片段，且制备过程复杂，成本高昂，并且存在随机插入位点、细胞毒性和诱发基因突变等风险。非病毒载体方法既包括化学方法，如脂质体转染、聚合物转染等，也包括物理方法，如电穿孔、声穿孔、光穿孔、显微注射、机械压迫等。化学方法中，以Lipofectamine
TM
2000试剂的应用范围最广，是脂质体转染技术的代表。但是，它存在一旦进入体内很难排出体外的弊端，并有可能产生生物毒性或免疫反应。物理方法中，以电穿孔技术的应用最为广泛，被认为是所有转染技术中心转染能力最强的，可以转染多种极难转染的原代细胞(如免疫细胞、干细胞、神经细胞等)。但其采用高能量电场作用于活体细胞，具有较高的细胞伤害性，极易出现细胞存活率低或细胞失能等问题，极大地限制了其进一步拓展应用范围。因此，探索更加经济、易操控、低毒性和高转染效率的新型基因转染技术仍至关重要。
[0003]目前，最常用的非病毒载体基因转染方法是电穿孔技术和阳离子脂质体Lipofectamine
TM
2000技术。基于超声的声穿孔技术也见于报道，但大都需要依赖微米级的超声微泡来实现。同时，部分基于热效应的光热穿孔技术也被提出，但需要使用金属纳米颗粒来实现。
[0004]此前，本团队申请了一种基因转染系统及方法(申请号为：CN201810831296.X)，该方法利用超声发生器件产生的热效应，通过超声波的强度建立温度梯度，不同的温度梯度产生不同的热效应，进而令受体细胞产生热穿孔。但是，仅利用热效应进行基因转染存在转染率低和细胞存活率低的缺点。
技术实现思路
[0005]本专利技术的目的在于克服现有技术存在的上述缺陷，提供一种基因转染方法和基因转染装置，可以提升基因转染率和细胞存活率。
[0006]本专利技术第一方面保护一种基因转染方法，包括以下过程：
[0007]提供超声发生器件和热发生器件，所述超声发生器件能发出超声波，所述热发生器件能直接对待转染生物体系加热；所述超声波和所述热发生器件同时激励所述待转染生物体系发生转染。
[0008]本专利技术第二方面保护一种基因转染装置，包括超声发生器件、热发生器件、转染容器和衬底，所述转染容器用于存储待转染生物体系，所述超声发生器件和所述热发生器件
均设置在所述衬底上，所述超声发生器件和所述热发生器件均与所述转染容器相连接；
[0009]所述超声发生器件能产生超声波，所述超声波能作用在所述转染容器上；
[0010]所述热发生器件能对所述转染容器加热，所述超声波和所述热发生器同时作用在所述转染容器上，使所述转染容器内的所述待转染生物体系发生转染。
[0011]实施本专利技术实施例，将具有如下有益效果：
[0012]本专利技术通过设置超声发生器件和热发生器件，使超声波和热量复合作用在待转染生物体系上，对待转染生物体系产生包括力学效应、空化效应、微流体效应等多种效应的复合作用，进一步缩短细胞转染所需的时间，对细胞造成更少的伤害，从而提高其转染后的存活率。本专利技术可实现无需微泡参与，兼具高转染效率和高细胞存活率的基因转染。
附图说明
[0013]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0014]其中：
[0015]图1为本专利技术一具体实施例的结构示意图。
[0016]图2为本专利技术一具体实施例中超声发生器件的结构示意图。
[0017]图3为本专利技术一具体实施例中热发生器件的结构示意图。
[0018]图4为本专利技术中装置工作的流程示意图。
[0019]图中，10、基因转染装置；11、主控模块；12、信号发生模块；13、功率放大模块；14、衬底；15、超声发生器件；16、热发生器件；17、容纳腔；151、压电基底；152、叉指焕能器。
具体实施方式
[0020]下面将结合本专利技术实施例，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0021]参见图1，本专利技术第一方面公开了一种基因转染方法，包括以下过程：
[0022]步骤1：提供超声发生器件15和热发生器件16，超声发生器件15能发出超声波，热发生器件16能直接对待转染生物体系加热。
[0023]步骤2：超声波和热发生器件16同时激励待转染生物体系发生转染。
[0024]超声波和热同时作用在待转染生物体系上，可以有效激励待转染生物体系。
[0025]本专利技术通过设置超声发生器件15和热发生器件16，使超声波和热复合作用在待转染生物体系上，对待转染生物体系产生包括力学效应、空化效应、微流体效应等多种效应的复合作用，进一步缩短细胞转染所需的时间，对细胞造成更少的伤害，从而提高其转染后的存活率。本专利技术可实现无需微泡参与，兼具高转染效率和高细胞存活率的基因转染。
[0026]待转染生物体系包括待转染细胞、培养待转染细胞的培养基和待转入至待转染细胞的基因物质(如DNA质粒或mRNA等)。待转染生物体系在超声波的作用下能产生膨胀、收
缩、振荡、崩溃等物理过程，所引起的冲击波、微激流等效应可以导致待转染细胞的细胞膜表面产生孔状结构，待转入的药物和基因物质从孔状结构进入，当超声波的参数合适时，停止超声波作用后细胞膜的结构可以完全恢复，待转染细胞可继续存活，表示转染成功，为可逆穿孔，否则为不可逆穿孔，不可逆穿孔可导致细胞死亡。同样，待转染生物体系在热的作用下受体细胞能产生热穿孔效应，从而改变受体细胞膜的通透性，提高质粒进入受体细胞中的成功率，使得基因转染的效率变高，当温度合适时，停止热作用后细胞膜的结构可以完全恢复，待转染细胞可继续存活，表示转染成功，为可逆穿孔，否则为不可逆穿孔，不可逆穿孔可导致细胞死亡。
[0027]声场的时间和空间分布可以通过调整各超声波的幅值、波形、占空比、激励时间等参数以及调整各超声波的排列方式来实现。
[0028]热发生器件16可以选择为微电阻丝加热器，热量的分布可以通过精密设计微电阻丝加热器的形状和排列方本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基因转染方法，其特征在于，包括以下过程：提供超声发生器件和热发生器件，所述超声发生器件能发出超声波，所述热发生器件用于加热待转染生物体系；所述超声波和所述热发生器件同时激励所述待转染生物体系发生转染。2.根据权利要求1所述的一种基因转染方法，其特征在于，作用在所述待转染生物体系的超声波的具体参数包括幅值、占空比和单次激励信号长度，其中幅值为15V～55V、占空比为25％～75％、单次激励信号长度为1S～15S；作用在所述待转染生物体系的时间/空间平均温度为25℃～75℃。3.一种基因转染装置，其特征在于，包括超声发生器件、热发生器件、转染容器和衬底，所述转染容器用于存储待转染生物体系，所述超声发生器件和所述热发生器件均设置在所述衬底上，所述超声发生器件和所述热发生器件均与所述转染容器相连接；所述超声发生器件能产生超声波，所述超声波能作用在所述转染容器上；所述热发生器件能对所述转染容器加热，所述超声波和所述热发生器同时作用在所述转染容器上，使所述转染容器内的所述待转染生物体系发生转染。4.根据权利要求3所述的基因转染装置，其特征在于，所述超声发生器件包括压电基底和叉指换能器；所述压电基底设置在所述衬底上；所述叉指换能器设置在所述压电基底上，所述转染容器与所述压电基底相连接，所述叉指换能器驱动所述压电基底振动，所述压电基底振动产生所述超声波。5.根据权利要求3所述的基因转染装置，其特征在于，所述超声发生器件数量为两个以上，各所述超声发生器件环绕所述待转染体系设置，所述热发生器件设置在所述待转染体系下方，各所述超声发生器件产生的超声波叠加作用在所述转染体系中，所述热发生器件产生温度梯度场作用在所述转染体系中。6.根据权利要求3所述的基因转染装置，其特征在于，所述超声发生器件以矩阵排列的方式设置在所述衬底上，每行所述超声发生器件中，相邻的所述超声发生器件之间设置有一个所述热发生器件。7.根据权利要求6所述的基因转染装置，其特征在于，所述转染容器包括容器体，所述容器体上设有数个容纳腔，所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：王丛知，李彦明，彭本贤，王冲，
申请(专利权)人：深圳高性能医疗器械国家研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。