陽離子聚合物--聚乙烯亞胺（polyethyleminine，PEI)

聚乙烯亞胺是目前研究的陽離子聚合物非病毒基因載體，它是由單體(-CH,CH,-NH-)構(gòu)成的具有伯胺﹑仲胺和叔胺基團(tuán)的水溶性聚合物。PEI單體中每3個(gè)原子含1個(gè)氮，并構(gòu)成同的胺基。這些胺基的pKa值不同，使 PEI在較寬的pH范圍均可以被質(zhì)子化,這是PEI有較強(qiáng)的結(jié)合DNA和黏附細(xì)胞并作為基因轉(zhuǎn)導(dǎo)載體的重要原因。

分子量是決定其轉(zhuǎn)染效率重要因素，高分子量的PEI具有高效的基因轉(zhuǎn)染效率，但因?yàn)槠浯罅空姾傻拇嬖谝约胺巧锝到庑?，可以?dǎo)致細(xì)胞膜去穩(wěn)定化，顯示出較大的細(xì)胞毒性，低分子量的PEI(低于2kDa)毒性低，但基因轉(zhuǎn)染效率也隨之降低。在HeLa、COS7、293T和CHO四種細(xì)胞上評(píng)價(jià)交聯(lián)PEI作為基因載體體外轉(zhuǎn)染pGL3的效率。發(fā)現(xiàn)二硫鍵含量和PEI分子量大小決定了轉(zhuǎn)染效率。

                                              不同分子量的PEI轉(zhuǎn)染效率不同

枝狀的 800 kD PEI 是*報(bào)道的可用于多種細(xì)胞轉(zhuǎn)染的試劑，枝狀的 25 kD PEI（25B）用于 HEK293 細(xì)胞大規(guī)模瞬時(shí)轉(zhuǎn)染，其轉(zhuǎn)染效率較枝狀2 kD、600 kD、800 kD 或線狀 22 kD PEI（22L）的高。

有研究報(bào)道，比較了 3 種商品化的 PEI 轉(zhuǎn)染試劑 25 kD LPEI、40 kDPEI-Max、PEI pro，轉(zhuǎn)染 HEK293 和 CHO 細(xì)胞，PEI pro 的轉(zhuǎn)染效率低于 25 kD LPEI、40 kD PEI-Max，PEI pro 的毒性。經(jīng)過優(yōu)化，PEI-Max 的表達(dá)量?jī)?yōu)于 25 kD LPEI。

PEI 介導(dǎo)的瞬時(shí)轉(zhuǎn)染中 DNA 和 PEI 比例一般為1:2 ~ 1:3（W/W），提高轉(zhuǎn)染試劑比例會(huì)提高轉(zhuǎn)染效率，但是隨之細(xì)胞毒性也會(huì)增加。另外轉(zhuǎn)染時(shí)的細(xì)胞密度、DNA-PEI聚合物的大小、培養(yǎng)基的組成等都會(huì)影響轉(zhuǎn)染效果。

                                                  陽離子聚合物--脂質(zhì)體 

陽離子脂質(zhì)體易穿透細(xì)胞膜，轉(zhuǎn)染效率要明顯高于其他轉(zhuǎn)染試劑，因而也廣泛用于瞬時(shí)轉(zhuǎn)染，但因其化學(xué)合成不易，商業(yè)化常用的脂質(zhì)體如 Lipofectamine 價(jià)格較高，遠(yuǎn)貴于其他化學(xué)轉(zhuǎn)染試劑，因此只適合于小量瞬時(shí)轉(zhuǎn)染。

目前的脂質(zhì)體轉(zhuǎn)染體系是將陽離子脂質(zhì)體與 DNA 溶液混合，以形成 DNA 夾在脂質(zhì)雙分子層之間的結(jié)構(gòu)。HEK293 細(xì)胞是非常適合進(jìn)行瞬時(shí)轉(zhuǎn)染的細(xì)胞，很容易接收外來 DNA，在合適的轉(zhuǎn)染條件下，脂質(zhì)體轉(zhuǎn)染效率可達(dá) 80% 以上， 使用商品化羅氏的 FuGene HD 或者Invitrogen 的 Lipofectamine2000 的轉(zhuǎn)染效率甚至可達(dá)90% 以上。但是傳統(tǒng)的 CHO 細(xì)胞的轉(zhuǎn)染效率相對(duì)較低，只有 40% ~ 60%。

Thermo Fisher 公司新開發(fā)的Expi293F 和 ExpiCHO 瞬時(shí)轉(zhuǎn)染系統(tǒng)的轉(zhuǎn)染效率和表達(dá)量有了較大的提升，但是商品化的轉(zhuǎn)染試劑盒培養(yǎng)基價(jià)格較貴，不太適用于產(chǎn)業(yè)化放大。

因此，目前PEI轉(zhuǎn)染試劑，價(jià)格實(shí)惠深受廣大科研伙伴的熱愛。重點(diǎn)是超級(jí)便宜?。?！便宜到什么程度呢？偷偷告訴你：據(jù)說一次可配1L的量！1L？？天啊，怎么能用的完？如此便宜實(shí)惠的轉(zhuǎn)染試劑該如何操作呢？

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