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除电穿孔外的物理基因递送方法包括基因枪粒子递送、直接显微注射以及激光介导转染。尽管这些物理方法使用的工具不同,但都能够通过膜穿透将核酸直接转移到细胞质或细胞核中,而不使用化学物质或病毒。
简言之,基因枪粒子递送也称为粒子轰击,涉及使用弹道装置(即“基因枪”)将用核酸包被的微观重金属粒子(通常是金或钨)高速投射到受体细胞中。基因枪粒子递送可用于瞬时转染培养物中的分裂细胞和不分裂细胞以及体内细胞,通常用于基因疫苗接种和农业应用(Klein 等人,1992;Ye 等人,1990;Burkholder 等人,1993)。虽然该技术可靠、快速,但需要昂贵的设备,可对样本造成物理损伤,且由于较高的细胞死亡率而需要较多的细胞数量。
直接显微注射通过细针将核酸一次递送到一个细胞的细胞质或细胞核中;因此,这种方法仅限于离体应用,如将基因转移到卵母细胞中以改造转基因动物或递送人工染色体(Cappechi,1980;Cappechi,1989;Telenius 等人,1999)。虽然直接显微注射的效率接近 100%,但需要相当高的技能,非常费力,且经常导致细胞死亡。因此,这种方法不适用于需要转染大量细胞的研究。
激光介导转染也称为光转染、激光转染或光穿孔,使用激光脉冲瞬时透化细胞膜(Shirahata 等人,2001;Schneckenburger 等人,2002)。当激光诱导膜产生微孔时,培养基和胞质之间的渗透压差异有利于培养基中的核酸或其他所需物质(离子、小分子、蛋白、半导体纳米晶体等)进入细胞。激光介导转染的优势包括高转染效率以及能够在细胞的任何位置产生微孔。然而,该方法需要昂贵的激光显微镜系统,且细胞需要附着在基质上。
除上述方法外,其他物理递送技术则利用流体动力学压力、超声或磁场驱动裸核酸或核酸-颗粒复合物进入受体细胞。
仅供科研使用,不可用于诊断目的。