蠕動(dòng)泵在細(xì)胞懸液進(jìn)行流式電轉(zhuǎn)染中的應(yīng)用

背景技術(shù)

　　自從二十世紀(jì)七十年代早期開始，電轉(zhuǎn)染就被應(yīng)用于將分子插入動(dòng)物或植物細(xì)胞內(nèi)。研究者證實(shí)，當(dāng)細(xì)胞暴露于瞬時(shí)高壓脈沖電場中時(shí)，由高壓電場造成的細(xì)胞膜局部破裂會(huì)使細(xì)胞膜通透性升高，從而在細(xì)胞膜表面會(huì)形成通道，這些通道被稱為電孔洞(electropore)。這些通道存在時(shí)間雖然短暫，但足以滿足大分子物質(zhì)如蛋白質(zhì)或質(zhì)粒DNA的進(jìn)入或是流出。雖然細(xì)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(shí)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(shí)，也會(huì)使細(xì)胞致死。

什么是電轉(zhuǎn)染技術(shù)

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

　　再次電擊后，質(zhì)粒脫離復(fù)合物并擴(kuò)散至細(xì)胞質(zhì)內(nèi)，開始瞬轉(zhuǎn)同時(shí)小部分質(zhì)粒進(jìn)入核內(nèi)與染色體整合，開始穩(wěn)轉(zhuǎn)。一旦DNA擴(kuò)散至細(xì)胞，膜上小孔會(huì)關(guān)閉。

蠕動(dòng)泵定義

　　蠕動(dòng)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(dòng)管內(nèi)流體向前移動(dòng)。蠕動(dòng)泵也是這個(gè)原理只是由滾輪取代了手指。通過對(duì)泵的彈性輸送軟管交替進(jìn)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(dòng),管內(nèi)形成負(fù)壓,液體隨之流動(dòng)。

蠕動(dòng)泵在電轉(zhuǎn)染中的發(fā)展歷程和應(yīng)用

　　針對(duì)上述問題，提出了一種流式電轉(zhuǎn)染裝置(CN2013105542261)，包括立體電極裝置和流式電轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(zhuǎn)染裝置解決了提供穩(wěn)定、均勻電場強(qiáng)度的技術(shù)問題，但是上述流式電轉(zhuǎn)染裝置并沒有解決液體流經(jīng)電場時(shí)細(xì)胞懸液自身流體力學(xué)的影響，特別是當(dāng)電轉(zhuǎn)染室腔體較大時(shí)，來自于蠕動(dòng)泵提供的脈沖動(dòng)力，導(dǎo)致腔體中間的細(xì)胞懸液的流速高于墻壁附近細(xì)胞懸液的流速，形成的剪切力仍會(huì)損傷細(xì)胞。

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

　　縱觀液體流動(dòng)動(dòng)力源，蠕動(dòng)泵類似的應(yīng)用非常多，對(duì)外科設(shè)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(dòng)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(dòng)泵有許多理由，諸如其保持流體無菌和泵清潔的能力，因?yàn)榱黧w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(dòng)泵內(nèi)，以允許其輥?zhàn)友h(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(dǎo)管，蠕動(dòng)泵被設(shè)置在液體和導(dǎo)管之間。

　　CN2015204533471公開了一種蠕動(dòng)泵輸液管防堵塞的供液裝置，并具體公開了液料桶下部設(shè)有出液孔，該出液孔經(jīng)硅膠軟管輸入段與機(jī)箱內(nèi)蠕動(dòng)泵的旋轉(zhuǎn)輪連接;所述硅膠軟管輸出段一端與蠕動(dòng)泵旋轉(zhuǎn)輪上的硅膠軟管輸入段對(duì)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(dòng)泵也是設(shè)置在液體源于導(dǎo)管之間。

全新技術(shù)

　　主要解決的技術(shù)問題是提供一種利用蠕動(dòng)泵壓縮空氣控制溶液流速均勻穩(wěn)定的方法，該方法使用蠕動(dòng)泵作為動(dòng)力源，但是采用蠕動(dòng)泵壓縮空氣的方式推動(dòng)溶液的流動(dòng)，克服了蠕動(dòng)泵直接壓縮溶液而形成的脈動(dòng)動(dòng)力，裝置結(jié)構(gòu)簡單、易于加工制造。