蠕動泵在細胞懸液進行流式電轉染中的應用

背景技術

　　自從二十世紀七十年代早期開始，電轉染就被應用于將分子插入動物或植物細胞內(nèi)。研究者證實，當細胞暴露于瞬時高壓脈沖電場中時，由高壓電場造成的細胞膜局部破裂會使細胞膜通透性升高，從而在細胞膜表面會形成通道，這些通道被稱為電孔洞(electropore)。這些通道存在時間雖然短暫，但足以滿足大分子物質如蛋白質或質粒DNA的進入或是流出。雖然細胞能夠耐受在高電壓下這些通道的形成，但是如果高壓脈沖電壓過高，或者電場持續(xù)時間過長，或者高壓脈沖電場次數(shù)過多，在形成這些通道的同時，也會使細胞致死。

什么是電轉染技術

　　電轉染技術是通過電場作用于細胞幾微秒到幾毫秒之后，在細胞膜上暫時形成小孔或開口，把大分子如DNA等導入細胞并最終進入細胞核的技術。其過程簡述如下：首先在電擊過程中，細胞膜上出現(xiàn)穿孔，質粒在電泳力的作用下與細胞膜接觸，并在細胞膜上電穿孔的區(qū)域形成一種可轉移的復合物。

　　再次電擊后，質粒脫離復合物并擴散至細胞質內(nèi)，開始瞬轉同時小部分質粒進入核內(nèi)與染色體整合，開始穩(wěn)轉。一旦DNA擴散至細胞，膜上小孔會關閉。

蠕動泵定義

　　蠕動泵就像用手指夾擠一根充滿流體的軟管，隨著手指向前滑動管內(nèi)流體向前移動。蠕動泵也是這個原理只是由滾輪取代了手指。通過對泵的彈性輸送軟管交替進行擠壓和釋放來泵送流體。就像用兩根手指夾擠軟管一樣,隨著手指的移動,管內(nèi)形成負壓,液體隨之流動。

蠕動泵在電轉染中的發(fā)展歷程和應用

　　針對上述問題，提出了一種流式電轉染裝置(CN2013105542261)，包括立體電極裝置和流式電轉染室，所述立體電極裝置包括電極陣列和電極固定組件，所述電極陣列固定在所述電極固定組件上，所述流式電轉染室包括腔體、入口、出口和開口，所述入口、所述出口和所述開口位于所述腔體上，所述電極陣列通過所述開口插入在所述腔體內(nèi)。

　　雖然上述流式電轉染裝置解決了提供穩(wěn)定、均勻電場強度的技術問題，但是上述流式電轉染裝置并沒有解決液體流經(jīng)電場時細胞懸液自身流體力學的影響，特別是當電轉染室腔體較大時，來自于蠕動泵提供的脈沖動力，導致腔體中間的細胞懸液的流速高于墻壁附近細胞懸液的流速，形成的剪切力仍會損傷細胞。

　　上述脈沖動力的主要來源是蠕動泵，即蠕動泵被設置在細胞懸液與流式電轉染裝置之間，通過蠕動泵的脈沖，將細胞懸液壓縮到流式電轉染裝置中，通過持續(xù)的脈沖，使液體流經(jīng)電轉染裝置。

　　縱觀液體流動動力源，蠕動泵類似的應用非常多，對外科設備提供穩(wěn)定的流體供給的一種常用的方法包括借助于諸如蠕動泵的正位移泵，通過醫(yī)用管，從諸如袋的流體源泵送流體。期望用蠕動泵有許多理由，諸如其保持流體無菌和泵清潔的能力，因為流體流過醫(yī)用管而不與泵的部件接觸。在使用中，管路放置在蠕動泵內(nèi)，以允許其輥子循環(huán)地嚙合該管路來提供期望的泵送作用。

　　CN2009801346822A公開了一種外殼流體操縱系統(tǒng)，包括可釋放地嚙合于管路的泵和用戶界面。但是流體也是流經(jīng)泵內(nèi)的導管，蠕動泵被設置在液體和導管之間。

　　CN2015204533471公開了一種蠕動泵輸液管防堵塞的供液裝置，并具體公開了液料桶下部設有出液孔，該出液孔經(jīng)硅膠軟管輸入段與機箱內(nèi)蠕動泵的旋轉輪連接;所述硅膠軟管輸出段一端與蠕動泵旋轉輪上的硅膠軟管輸入段對接，另一端連接Y形三通的一支，該Y形三通的另外兩支分別與輸液管及氣管連接，該氣管連接外部壓縮空氣管道并用于向輸液管中輸送壓縮空氣，但是該裝置中的蠕動泵也是設置在液體源于導管之間。