電気穿孔装置 – QualiEP™ Basic
エレクトロポレーターは、制御された電気パルスを照射することで細胞膜を一時的に透過させ、DNA、RNA、タンパク質、その他の分子を細胞内に繰り返し導入することを可能にします。QualiEP™ Basicは、マイクロコンピューター制御と指数関数的に減衰するパルス出力をベースとした卓上型エレクトロポレーターで、電圧、静電容量、抵抗を調整することで、様々な細胞の種類、キュベットサイズ、プロトコルの目的に合わせて最適な設定が可能です。
このプラットフォームは、形質転換効率の最適化、トランスフェクションの一貫性の向上、バッチ間の試行錯誤の削減など、パラメーター制御が重要な日常的な分子生物学研究をサポートします。設定は日常的な使用が容易になるように設計されている一方で、研究チームがメソッド開発に必要な電気的範囲も提供します。
電気穿孔装置 – QualiEP™ 基本アプリケーション
- 細菌形質転換：パルスエネルギーと時間定数が取り込み効率と生存率に影響を与える、有能な細菌のための高速最適化を実行します。
- 酵母の形質転換 抵抗値と容量値を調整して、細菌とは異なるパルス整形が必要となることが多い酵母プロトコルをサポートします。
- 哺乳類細胞へのトランスフェクションでは、生存率と発現バランスが電圧とRC時定数に依存する細胞株に対して、制御された指数関数的なパルスを適用します。
- 植物プロトプラストおよび植物細胞に関する研究は、植物由来サンプルへの導入をサポートします。導入においては、損傷を軽減しつつ、物質の移行を改善するために、特定の電気的ウィンドウが必要となる場合があります。
- 一般的な遺伝子導入と方法開発：幅広いパラメータ範囲を使用して条件をスクリーニングし、設定を記録し、オペレーターやプロジェクト間での再現性を向上させます。
規格
- IEC 61010-1 – 測定、制御、実験に使用する電気機器の安全要件。
- IEC 61326-1 – 実験室および測定機器のEMC要求事項（耐性および放射）。
理論と方法
電気穿孔法は、短時間で高電圧のパルスを印加することで、細胞膜の透過性を一時的に高める仕組みである。指数関数的に減衰する電気穿孔装置では、パルスの形状はRC回路によって制御される。
- サンプルとキュベットの準備：細胞を標的物質と混合し、適切な電気穿孔用キュベットにロードします。
- 電圧範囲の選択：セルタイプとプロトコルに基づいて、高電圧出力または低電圧出力を選択します。
- 静電容量と抵抗を設定します。エネルギー供給量とRC時定数を調整して、パルスの持続時間と強度を調整します。
- パルスを適用する：指数関数的な波パルスを照射して、取り込みを促進する。
- 回復と培養：細胞を直ちに回復培地に移し、下流工程を続行する。
視覚的な手がかりに基づくと、この図は電場内の細胞または粒子を示しており、これは生物学や物理学において誘電泳動や電気穿孔などのプロセスを説明するためによく用いられる概念である。
各数字が何を表しているかの内訳は以下のとおりです。
1. 電界線
これらの線は電場の方向と強さを表しています。1 電場は正の底板（+）から負の頂板（-）に向かって伸びていることに注目してください。電場が物体の周りを湾曲している様子は、物体が周囲の流体とは異なる電気的特性（導電率や誘電率など）を持っていることを示しています。
2. 電界歪み／誘導双極子
「2」とラベル付けされた線は、外部電場が物体と相互作用する際にどのように「曲がる」かを示しています。これは、細胞が分極していることを示しています。つまり、細胞内部の電荷が移動し、電極板に反応して正極と負極（双極子）が形成されているということです。
3. 極性膜「キャップ」
この暗く湾曲した部分は、細胞膜における誘導電荷の集中を表しています。高電圧条件下では、この領域は細胞膜が電場によって最も「ストレス」を受ける場所であり、これは孔形成（電気穿孔）における重要な概念です。
4. 細胞質（内部培地）
これは細胞の内部環境を表しています。細胞の電気的挙動は、この内部流体の導電率と外部媒体の導電率の差に大きく依存します。
5. 核または細胞小器官
これは細胞内の内部構造を表しています。特定の周波数では、電場が実際に外膜（4）を透過して核などの内部構成要素と直接相互作用することができ、研究者は細胞を壊さずに細胞内部を操作することができます。