1.電轉技術原理

細胞電轉染（電轉或電穿孔）技術是一種將外源大分子物質如DNA、RNA、siRNA、蛋白質等，以及一些小分子有效地導入細胞內部的方法。這項技術基于瞬間強大電場的作用，使細胞膜在電場中暫時變得通透，允許帶電的外源物質以類似電泳的方式通過細胞膜。

在電轉過程中，細胞膜磷脂雙分子層的高電阻特性使得細胞外部電流場產生的電壓主要集中在細胞膜上，而細胞質內部的電壓則幾乎可以忽略不計。這種現象確保了電流主要作用于細胞膜，而對細胞質內部的干擾極小，因此細胞毒性在正常操作范圍內保持較低水平。

一旦外源物質通過細胞膜，它們通常會在細胞膜附近停留，隨后通過細胞自身的機制被運送到細胞核等目標位置。然而，過高的電轉能量可能會導致部分細胞因細胞膜破壞而死亡，但存活的細胞通常不會受到電流的內部影響，因為細胞膜的完整性是細胞存活的關鍵。

相比化學轉染和病毒載體轉染等方法，電轉技術具有一些獨特的優勢。首先，它是一種物理方法，因此細胞表面的分子特性對電轉效率的影響較小。其次，電轉技術可以應用于幾乎所有的細胞種類，具有廣泛的適用性。此外，電轉技術還容易實現定量控制，可以根據實驗需求精確調整電轉參數。

2.電轉技術應用

電轉技術（細胞電轉染或電穿孔）確實是一種強大的工具，它幾乎適用于所有的真核細胞，包括但不限于細胞系、原代細胞、干細胞、血液和免疫類細胞、神經細胞、植物細胞和胚胎。通過電轉技術，研究人員可以有效地將DNA、RNA、siRNA、蛋白質等外源物質導入到這些細胞內。

電轉技術的應用范圍非常廣泛，它適用于多種實驗，如瞬時或穩定表達蛋白質、基因敲除與敲入、siRNA和其他分子機制研究。這使得電轉技術在多個科研領域都發揮著重要的作用，包括細胞分子生物學、免疫學、血液學、神經學、癌癥研究以及新藥開發等。

在電轉過程中，細胞膜的通透性在瞬間強大電場的作用下被改變，使得帶電的外源物質可以類似電泳的方式進入細胞膜。由于細胞膜的磷脂雙分子層具有較大的電阻，所以細胞外部電流場產生的電壓主要集中在細胞膜上，而細胞質內部幾乎沒有電流通過，因此細胞毒性在正常操作范圍內保持較低水平。

3.為什么電轉直接進入細胞核是錯誤的

細胞核轉染并不違反物理學原理，但確實在電轉染過程中，由于細胞膜和細胞質的電學特性，細胞核的轉染過程有其獨特的物理機制。

首先，細胞膜作為細胞的屏障，其磷脂雙分子層結構使得它近似于一個絕緣體。在電轉染過程中，當細胞處于電轉液中并施加電場時，電流在細胞附近會發生扭曲。在串聯電路中，電阻越大的部分分到的電壓也越大，因此細胞兩端的電壓主要集中在細胞膜上。

由于細胞膜的電阻遠大于細胞質，因此在電轉染時，電流主要通過細胞膜，而細胞質內的電流和電壓都非常小。當DNA等外源物質在電場作用下通過細胞膜進入細胞后，它們會在細胞膜附近停留，因為細胞質內的電壓不足以推動它們進一步深入。

接下來，關于細胞核的轉染。由于細胞核被核膜所包圍，且核膜同樣具有一定的電阻，因此細胞核兩端的電壓也非常微小。這些微小的電壓主要落在核膜上，而核內部幾乎沒有電壓。然而，這并不意味著DNA等外源物質無法進入細胞核。一旦它們通過細胞膜進入細胞質，它們會依靠細胞本身的機制進行慢速擴散，最終有可能到達細胞核并被轉染。

需要注意的是，雖然電轉染過程中細胞核兩端的電壓微小，但這并不意味著電轉染對細胞核沒有影響。在某些情況下，過高的電轉能量可能會導致細胞核受損或功能異常。因此，在進行電轉染實驗時，需要仔細控制電場強度和持續時間等參數，以確保實驗的安全和有效。