Elektroporoinnin

Elektroporoinnin on fysikaalinen solumuuntamisen menetelmä, jossa solukalvon tilapäiset poreet muodostuvat sähköpulssin vaikutuksesta. Näiden porojen kautta solun sisään voidaan siirtää suuria molekyylejä, kuten plasmidien DNA:ta, RNA:ta tai proteineja. Menetelmää käytetään sekä bakteerien että eläin- ja kasvisolujen muuntamiseen sekä tietyissä bioteknologian ja lääketieteen sovelluksissa.

Pulssit aiheuttavat solukalvon läpäisevyyden tilapäisen lisääntymisen: lipidien reorganisaation ja nanoporeiden muodostuksen kautta molekyylien kulku kalvon läpi on mahdollista. Riippuen pulssin kestosta, voimakkuudesta sekä solutyypistä, elektroporointi voi olla palautuva (reversible) tai peruuttamaton, mikä vaikuttaa solujen viabiliteettiin ja materiaalin siirtymiseen.

Parametrit ja huomioitavat tekijät vaihtelevat solutyypin mukaan. Tyypillisesti käytetään lyhyitä pulssia mikro- tai millisekuntien mittaisina, suurta sähkökenttää sekä useita pulssia. Liuoksen johtavuus, lämpötila ja solujen kokonaisrakenne vaikuttavat sekä muuntokykyyn että solukuolleisuuteen. Sopivien parametrien löytäminen tapahtuu usein kokeellisesti.

Sovellukset kattavat bakteerien ja hiivojen DNA:n muuntamisen sekä eläin- ja kasvisolujen transfektioon (DNA:n, RNA:n tai CRISPR-komponenttien toimitus). Elektroporointia käytetään myös elektrochemioterapian (syövän hoito) sekä bioteknologian tuotantoprosesseissa, kuten mikrobien muuntamisessa tutkimus- ja teollisuuskäytössä.

Laitteet ja käytännöt: Elektroporointiin käytetään erityisiä pulssilaitteita ja cuvetteja, joissa on kaksi vastakkaista elektrodeä. Parametrit määritetään käytännössä kokeellisesti, ja lämpövaikutukset on minimoitava; liuoksen johtavuus ja lämpötila vaikuttavat tuloksiin. Prosessi vaatii asianmukaista turvallisuutta ja altistusperiaatteiden noudattamista.