蠕动泵在细胞悬液进行流式电转染中的应用

背景技术

　　自从二十世纪七十年代早期开始，电转染就被应用于将分子插入动物或植物细胞内。研究者证实，当细胞暴露于瞬时高压脉冲电场中时，由高压电场造成的细胞膜局部破裂会使细胞膜通透性升高，从而在细胞膜表面会形成通道，这些通道被称为电孔洞(electropore)。这些通道存在时间虽然短暂，但足以满足大分子物质如蛋白质或质粒DNA的进入或是流出。虽然细胞能够耐受在高电压下这些通道的形成，但是如果高压脉冲电压过高，或者电场持续时间过长，或者高压脉冲电场次数过多，在形成这些通道的同时，也会使细胞致死。

什么是电转染技术

　　电转染技术是通过电场作用于细胞几微秒到几毫秒之后，在细胞膜上暂时形成小孔或开口，把大分子如DNA等导入细胞并最终进入细胞核的技术。其过程简述如下：首先在电击过程中，细胞膜上出现穿孔，质粒在电泳力的作用下与细胞膜接触，并在细胞膜上电穿孔的区域形成一种可转移的复合物。

　　再次电击后，质粒脱离复合物并扩散至细胞质内，开始瞬转同时小部分质粒进入核内与染色体整合，开始稳转。一旦DNA扩散至细胞，膜上小孔会关闭。

蠕动泵定义

　　蠕动泵就像用手指夹挤一根充满流体的软管，随着手指向前滑动管内流体向前移动。蠕动泵也是这个原理只是由滚轮取代了手指。通过对泵的弹性输送软管交替进行挤压和释放来泵送流体。就像用两根手指夹挤软管一样,随着手指的移动,管内形成负压,液体随之流动。

蠕动泵在电转染中的发展历程和应用

　　针对上述问题，提出了一种流式电转染装置(CN2013105542261)，包括立体电极装置和流式电转染室，所述立体电极装置包括电极阵列和电极固定组件，所述电极阵列固定在所述电极固定组件上，所述流式电转染室包括腔体、入口、出口和开口，所述入口、所述出口和所述开口位于所述腔体上，所述电极阵列通过所述开口插入在所述腔体内。

　　虽然上述流式电转染装置解决了提供稳定、均匀电场强度的技术问题，但是上述流式电转染装置并没有解决液体流经电场时细胞悬液自身流体力学的影响，特别是当电转染室腔体较大时，来自于蠕动泵提供的脉冲动力，导致腔体中间的细胞悬液的流速高于墙壁附近细胞悬液的流速，形成的剪切力仍会损伤细胞。

　　上述脉冲动力的主要来源是蠕动泵，即蠕动泵被设置在细胞悬液与流式电转染装置之间，通过蠕动泵的脉冲，将细胞悬液压缩到流式电转染装置中，通过持续的脉冲，使液体流经电转染装置。

　　纵观液体流动动力源，蠕动泵类似的应用非常多，对外科设备提供稳定的流体供给的一种常用的方法包括借助于诸如蠕动泵的正位移泵，通过医用管，从诸如袋的流体源泵送流体。期望用蠕动泵有许多理由，诸如其保持流体无菌和泵清洁的能力，因为流体流过医用管而不与泵的部件接触。在使用中，管路放置在蠕动泵内，以允许其辊子循环地啮合该管路来提供期望的泵送作用。

　　CN2009801346822A公开了一种外壳流体操纵系统，包括可释放地啮合于管路的泵和用户界面。但是流体也是流经泵内的导管，蠕动泵被设置在液体和导管之间。

　　CN2015204533471公开了一种蠕动泵输液管防堵塞的供液装置，并具体公开了液料桶下部设有出液孔，该出液孔经硅胶软管输入段与机箱内蠕动泵的旋转轮连接;所述硅胶软管输出段一端与蠕动泵旋转轮上的硅胶软管输入段对接，另一端连接Y形三通的一支，该Y形三通的另外两支分别与输液管及气管连接，该气管连接外部压缩空气管道并用于向输液管中输送压缩空气，但是该装置中的蠕动泵也是设置在液体源于导管之间。