细胞融合技术的特点与原理及主要方法与操作步骤!
(2025-06-25 15:46:41)
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分类: 细胞 |
细胞融合技术是指将两个或多个细胞合并形成一个杂交细胞的过程,广泛应用于遗传学、免疫学、癌症研究及生物制药等领域(如单克隆抗体制备)。以下是细胞融合的主要方法及其原理、步骤和特点:
一、化学诱导融合法
1、聚乙二醇(PEG)法
原理:PEG是一种高分子聚合物,可破坏细胞膜脂质层的稳定性,促使相邻细胞膜融合。
步骤:
预处理细胞(如酶解去除细胞壁,适用于植物或真菌细胞)。
将细胞悬浮液与PEG(浓度通常为30%-50%)混合。
短时间(1-10分钟)孵育后,用缓冲液洗去PEG。
培养融合细胞并筛选杂交细胞。
优点:成本低、操作简单。
缺点:PEG对细胞有毒性,融合效率受浓度、分子量、处理时间影响。
2、其他化学试剂
如溶血卵磷脂、Ca²离子载体等,但应用较少。
二、物理诱导融合法
1、电融合法(Electrofusion)
原理:利用短时高压电脉冲使细胞膜形成可逆性微孔,促使相邻细胞膜融合。
步骤:
预处理细胞(如低渗处理使细胞紧密接触)。
将细胞置于非均匀交变电场(介电泳)中排列成链状。
施加高压直流电脉冲(1-10 kV/cm,微秒级)击穿细胞膜。
细胞膜修复过程中发生融合。
优点:融合效率高(可达80%以上)、无化学毒性、参数可控。
缺点:设备昂贵,需优化电场强度、脉冲时间等参数。
2、激光诱导融合
通过聚焦激光束在特定位置击穿细胞膜,诱导局部融合,适用于单细胞操作,但设备复杂。
三、生物诱导融合法
1、病毒介导融合
原理:某些病毒(如灭活的仙台病毒)表面的糖蛋白可介导细胞膜融合。
步骤:
灭活病毒(如紫外线或β-丙内酯处理)。
病毒与细胞混合,离心促进接触。
病毒糖蛋白触发膜融合。
优点:适用于动物细胞,尤其淋巴细胞。
缺点:存在生物安全风险,病毒制备复杂,现多被PEG或电融合取代。
四、其他新兴技术
微流控技术:通过微通道控制细胞接触,结合电场或化学诱导,实现高通量融合。
磁珠辅助融合:利用抗体标记的磁性颗粒聚集特定细胞,再诱导融合。
五、应用场景
单克隆抗体制备(如杂交瘤技术)。
植物体细胞杂交(如马铃薯-番茄“Pomato”)。
基因功能研究(融合细胞用于基因互补分析)。
癌症与发育生物学研究(如研究细胞分化潜能)。
六、注意事项
细胞类型匹配:不同细胞(如上皮细胞与淋巴细胞)的融合效率差异大。
筛选系统:常用HAT培养基筛选杂交细胞(亲本细胞缺乏TK或HGPRT酶)。
毒性控制:PEG浓度过高或处理过久会导致细胞死亡。
生物安全:病毒介导法需遵守生物安全规范。
七、总结
细胞融合技术的选择取决于实验目的、细胞类型和资源条件。传统PEG法适合基础研究,电融合法适用于高效率需求,而病毒法逐渐被替代。随着技术进步,精准可控的新型融合方法(如光控、微流控)正成为研究热点。
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