病毒转染原理及步骤
转染的原理(一)
转染的原理(一)转染：从表面了解到深入探究转染是一种常见的细胞实验技术，用于将外源基因（如DNA、RNA）引入到目标细胞中。
这种技术在生物医学研究中扮演着重要的角色，为我们了解基因功能、疾病机制和药物研发提供了有力的工具。
本文将从浅入深，逐步解释转染的原理和相关技术。
1. 什么是转染转染是指通过特定的操作将外源基因导入目标细胞内的过程。
这些外源基因可以是质粒DNA、RNA、病毒等，用于引入特定的基因组、表达序列或功能性分子到目标细胞中。
转染技术通常用于研究基因功能及其调控、蛋白质表达、疾病模型的构建等方面。
2. 转染的方法分类转染方法可以分为两大类：非病毒转染和病毒转染。
非病毒转染非病毒转染是指利用非病毒载体将外源基因导入目标细胞内的方法。
常见的非病毒转染方法有以下几种：•Calcium Phosphate Coprecipitation（磷酸钙共沉淀法）：通过混合磷酸钙和DNA溶液，形成肥大的复合物，在细胞培养基中直接与细胞接触，使DNA转染入细胞。
•Liposome-mediated Transfection（脂质体介导转染）：利用合成的脂质体，包裹外源DNA，形成脂质体-质粒DNA复合物。
此复合物在细胞表面被摄取，使DNA进入细胞质。
•Electroporation（电穿孔法）：通过使用电脉冲，暂时增加细胞膜的通透性，使DNA能够直接进入细胞质。
病毒转染病毒转染是指利用病毒作为载体将外源基因导入目标细胞内的方法。
病毒能够侵入细胞并将其基因组整合到宿主细胞中，从而实现基因转移。
常用的病毒转染方法包括：•腺病毒（Adenovirus）转染：通过改变腺病毒的基因组，将目标基因插入其中，然后将重组病毒加入到细胞培养中，使之感染目标细胞。
•慢病毒（Retrovirus）转染：将目标基因组插入慢病毒的基因组中，经过转染后，被转染细胞会在其DNA中稳定整合慢病毒的遗传物质。
•腺相关病毒（Adeno-associated virus）转染：此病毒结构相对简单，对宿主的感染能力低，并且不会整合到宿主细胞DNA中，因此安全性较高。
转染步骤及经验(精华)
转染步骤及经验（精华）一、基础理论转染是将外源性基因导入细胞内的一种专门技术。
分类：物理介导方法：电穿孔法、显微注射和基因枪；化学介导方法：如经典的磷酸钙共沉淀法、脂质体转染方法、和多种阳离子物质介导的技术；生物介导方法：有较为原始的原生质体转染，和现在比较多见的各种病毒介导的转染技术。
理想细胞转染方法，应该具有转染效率高、细胞毒性小等优点。
病毒介导的转染技术，是目前转染效率最高的方法，同时具有细胞毒性很低的优势。
但是，病毒转染方法的准备程序复杂，常常对细胞类型有很强的选择性，在一般实验室中很难普及。
其它物理和化学介导的转染方法，则各有其特点。
需要指出的一点，无论采用哪种转染技术，要获得最优的转染结果，可能都需要对转染条件进行优化。
影响转染效率的因素很多，从细胞类型、细胞培养条件和细胞生长状态到转染方法的操作细节（见后文）。
二、转染操作流程（以常用的6孔板为例）(1) 细胞培养：取6孔培养板，以3x104/cm2密度铺板，37℃5%CO2培养箱中培养至70%～90%汇合。
(不同细胞略有不同，根据实验室优化的条件进行，汇合过分，转染后不利筛选细胞)。
(2) 转染液制备：在EP管中制备以下两液(为转染每一个孔细胞所用的量)A液：用不含血清培养基稀释1-10μg DNA，终量100μL，B液：用不含血清培养基稀释对应量的转染试剂，终量100μL；轻轻混合A、B液（1:1混匀），室温中置15分钟，稍后会出现微浊现象，但并不妨碍转染。
(3) 转染准备：用2mL不含血清培养液漂洗两次，再加入2mL不含血清及PS的培养液。
(4) 转染：把A/B复合物缓缓加入培养液中（缓慢滴加），轻轻摇匀，37℃温箱置6～8小时，吸除无血清转染液，换入正常培养液继续培养。
三、转染注意事项1. 血清A. DNA-阳离子脂质体复合物形成时不能含血清，因为血清会影响复合物的形成。
B．一般细胞对无血清培养可以耐受几个小时没问题，转染用的培养液可以含血清也可以不加，但血清一度曾被认为会降低转染效率，转染培养基中加入血清需要对条件进行优化。
病毒转染资料
• 病毒转染技术在基因治疗领域具有广泛的应用前景，可用于遗传性疾病、癌症等多 种疾病的研究和治疗 • 病毒转染技术在生物医学研究中的应用将不断拓展，如基因功能研究、疫苗开发等
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病毒转染技术及其在生物医学研究中的应 用
01
病毒转染技术的基本概念与原理
病毒转染技术的定义与发展历程
病毒转染技术是一种基因导入方法
• 利用病毒载体将外源基因导入宿主细胞 • 病毒载体包括逆转录病毒、腺病毒、单纯疱疹病毒等
病毒转染技术的发展经历了多个阶段
• 20世纪70年代初期，首次成功利用病毒转染技术将基因导入哺乳动物细胞 • 20世纪80年代，病毒转染技术在基因治疗领域得到广泛应用 • 20世纪90年代至今，病毒转染技术在生物医学研究中的应用不断拓展
病毒转染技术的原理及分类
病毒转染技术的原理
• 病毒载体与宿主细胞结合，将外源基因导入细胞核 • 病毒载体在细胞内复制，使外源基因得以表达
• 通过使用高效的转染试剂，提高病毒载体的转染效率 • 通过优化转染条件，如转染时间、转染剂量等，提高病 毒转染效率
04
病毒转染技术的挑战与未来展望
病毒转染技术存在的问题与挑战
病毒转染技术的安全性问题
• 病毒载体可能引发免疫反应，导致宿主细胞的损伤 • 病毒载体可能整合到宿主细胞基因组，导致基因突变和肿瘤发生
腺病毒转染法在基因研究与疫苗开发中的应用
• 用于基因功能研究，如基因表达调控、信号传导通路等 • 用于疫苗开发，如肿瘤疫苗、抗病毒疫苗等
转染步骤及经验(精华)
转染步骤及经验（精华）一、基础理论转染是将外源性基因导入细胞内的一种专门技术。
分类：物理介导方法：电穿孔法、显微注射和基因枪；化学介导方法：如经典的磷酸钙共沉淀法、脂质体转染方法、和多种阳离子物质介导的技术；生物介导方法：有较为原始的原生质体转染，和现在比较多见的各种病毒介导的转染技术。
理想细胞转染方法，应该具有转染效率高、细胞毒性小等优点。
病毒介导的转染技术，是目前转染效率最高的方法，同时具有细胞毒性很低的优势。
但是，病毒转染方法的准备程序复杂，常常对细胞类型有很强的选择性，在一般实验室中很难普及。
其它物理和化学介导的转染方法，则各有其特点。
需要指出的一点，无论采用哪种转染技术，要获得最优的转染结果，可能都需要对转染条件进行优化。
影响转染效率的因素很多，从细胞类型、细胞培养条件和细胞生长状态到转染方法的操作细节（见后文）。
二、转染操作流程（以常用的6孔板为例）(1) 细胞培养：取6孔培养板，以3x104/cm2密度铺板，37℃5%CO2培养箱中培养至70%～90%汇合。
(不同细胞略有不同，根据实验室优化的条件进行，汇合过分，转染后不利筛选细胞)。
(2) 转染液制备：在EP管中制备以下两液(为转染每一个孔细胞所用的量)A液：用不含血清培养基稀释1-10μg DNA，终量100μL，B液：用不含血清培养基稀释对应量的转染试剂，终量100μL；轻轻混合A、B液（1:1混匀），室温中置15分钟，稍后会出现微浊现象，但并不妨碍转染。
(3) 转染准备：用2mL不含血清培养液漂洗两次，再加入2mL不含血清及PS的培养液。
(4) 转染：把A/B复合物缓缓加入培养液中（缓慢滴加），轻轻摇匀，37℃温箱置6～8小时，吸除无血清转染液，换入正常培养液继续培养。
三、转染注意事项1. 血清A. DNA-阳离子脂质体复合物形成时不能含血清，因为血清会影响复合物的形成。
B．一般细胞对无血清培养可以耐受几个小时没问题，转染用的培养液可以含血清也可以不加，但血清一度曾被认为会降低转染效率，转染培养基中加入血清需要对条件进行优化。
什么是转染实验的原理
什么是转染实验的原理
转染实验是指将外源性的基因导入到受试细胞内,使其获得新的生物学功能的一种重要的分子生物学实验方法。
其基本原理是:1. 选取一个适当的载体载体是携带外源基因进入受试细胞的载体。
常用的有质粒、病毒载体等。
载体需要具备携带基因的能力,同时对细胞也要有一定的亲和力。
2. 构建重组载体将需转入细胞内的目的基因连接到载体上,构建成重组载体。
这需要运用一些基因工程手段,如restriction酶切割、连接酶连接等。
3. 转染载体入细胞有多种方法可以将重组载体送入受试细胞,如阳离子脂质体法、电穿孔法、病毒感染法等。
转染后,细胞会吸收载体。
4. 载体在细胞内表达载体进入细胞后,需要在细胞内正确表达,产生目的蛋白质。
需要载体具有组成可自主复制或整合入细胞基因组的能力。
5. 筛选成功的重组细胞不是所有细胞都会转染成功。
需要设计筛选标记,比如赋予细胞抗生素耐药性,然后用含抗生素的培养基进行筛选。
6. 鉴定转染结果需要用一些手段鉴定转染细胞是否获得了新功能,如PCR、Western blotting等检测新基因或蛋白的表达。
7. 分析转染的生物学效果观察转染基因对细胞生长、形态、功能等产生的影响,分析基因的生物学效应,这是转染实验的最终目的。
转染实验可以改变细胞的遗传特性,是揭示基因功能、发展基因治疗等的重要手段。
但每种细胞和基因都有特异性,需要设计针对性的转染方案,并严格验证转染效果。
转染步骤及经验(精华)
转染步骤及经验（精华）一、基础理论转染是将外源性基因导入细胞内的一种专门技术。
分类：物理介导方法：电穿孔法、显微注射和基因枪；化学介导方法：如经典的磷酸钙共沉淀法、脂质体转染方法、和多种阳离子物质介导的技术；生物介导方法：有较为原始的原生质体转染，和现在比较多见的各种病毒介导的转染技术。
理想细胞转染方法，应该具有转染效率高、细胞毒性小等优点。
病毒介导的转染技术，是目前转染效率最高的方法，同时具有细胞毒性很低的优势。
但是，病毒转染方法的准备程序复杂，常常对细胞类型有很强的选择性，在一般实验室中很难普及。
其它物理和化学介导的转染方法，则各有其特点。
需要指出的一点，无论采用哪种转染技术，要获得最优的转染结果，可能都需要对转染条件进行优化。
影响转染效率的因素很多，从细胞类型、细胞培养条件和细胞生长状态到转染方法的操作细节（见后文）。
二、转染操作流程（以常用的6孔板为例）(1) 细胞培养：取6孔培养板，以3x104/cm2密度铺板，37℃5%CO2培养箱中培养至70%～90%汇合。
(不同细胞略有不同，根据实验室优化的条件进行，汇合过分，转染后不利筛选细胞)。
(2) 转染液制备：在EP管中制备以下两液(为转染每一个孔细胞所用的量)A液：用不含血清培养基稀释1-10μg DNA，终量100μL，B液：用不含血清培养基稀释对应量的转染试剂，终量100μL；轻轻混合A、B液（1:1混匀），室温中置15分钟，稍后会出现微浊现象，但并不妨碍转染。
(3) 转染准备：用2mL不含血清培养液漂洗两次，再加入2mL不含血清及PS的培养液。
(4) 转染：把A/B复合物缓缓加入培养液中（缓慢滴加），轻轻摇匀，37℃温箱置6～8小时，吸除无血清转染液，换入正常培养液继续培养。
三、转染注意事项1. 血清A. DNA-阳离子脂质体复合物形成时不能含血清，因为血清会影响复合物的形成。
B．一般细胞对无血清培养可以耐受几个小时没问题，转染用的培养液可以含血清也可以不加，但血清一度曾被认为会降低转染效率，转染培养基中加入血清需要对条件进行优化。
病毒感染细胞实验整体流程及原理
成都百美科生物QQ7742053病毒感染细胞实验整体流程及原理目的基因不能直接整合到大多数真核细胞，常用的手段是将目的基因包装成病毒来感染细胞，从而得到表达满足实验需求。
1、病毒的种类病毒有很多种，常见的有慢病毒和腺病毒1.1慢病毒1.1.1原理慢病毒（Lentivirus）是逆转录病毒的一种。
构建的siRNA / miRNA慢病毒载体，与化学合成的siRNA 和基于瞬时表达载体构建的普通siRNA 载体相比，一方面可以扩增替代瞬时表达载体使用，另一方面，Lentivirus-siRNA 克隆经过慢病毒包装系统包装后，可用于感染依靠传统转染试剂难于转染的细胞系如原代细胞、悬浮细胞和处于非分裂状态的细胞，并且在感染后可以整合到受感染细胞的基因组，进行长时间的稳定表达。
1.1.2特点1）直接包装成为假病毒颗粒，对分裂和非分裂细胞均有感染作用，适合RNAi 研究和体内实验中难于转染的细胞(比如神经元细胞、干细胞或其它原代细胞)。
2）可以通过简单方式，在短时间内获得稳定表达特定基因的多种细胞株。
3）可用于基因敲除、基因治疗和转基因动物研究。
4）无需任何转染试剂，操作简便。
5）可以根据客户需要制备多种标记。
1.1.3慢病毒包装简要流程：1）含有目的基因的慢病毒RNAi 干扰载体的构建和质粒纯化提取。
2）慢病毒载体，包装系统共转染病毒包装细胞293T等。
3）培养48hrs - 72hrs 左右，收集含有病毒的上清培养液。
4）病毒的纯化和浓缩。
5）分装、- 80 ℃保存。
6）滴度测定目的基因检定，并出具检测报告。
1.2、腺病毒成都百美科生物QQ77420531.2.1原理腺病毒(Adenovirus，Ad)是一种无包膜的线状双链DNA病毒，其复制不依赖于宿主细胞的分裂。
有近50个血清型，大多数Ad载体都是基于血清型2和5，通过转基因的方式取代E1和E3基因，降低病毒的复制能力。
这些重组病毒仅在高水平表达E1和E3基因的细胞中复制，因此是一种适用于治疗的高效控制系统。
转染步骤及经验（精华）
转染步骤及经验（精华）转染步骤及经验（精华）一、基础理论转染是将外源性基因导入细胞内的一种专门技术。
分类：物理介导方法：电穿孔法、显微注射和基因枪；化学介导方法：如经典的磷酸钙共沉淀法、脂质体转染方法、和多种阳离子物质介导的技术；生物介导方法：有较为原始的原生质体转染，和现在比较多见的各种病毒介导的转染技术。
理想细胞转染方法，应该具有转染效率高、细胞毒性小等优点。
病毒介导的转染技术，是目前转染效率最高的方法，同时具有细胞毒性很低的优势。
但是，病毒转染方法的准备程序复杂，常常对细胞类型有很强的选择性，在一般实验室中很难普及。
其它物理和化学介导的转染方法，则各有其特点。
需要指出的一点，无论采用哪种转染技术，要获得最优的转染结果，可能都需要对转染条件进行优化。
影响转染效率的因素很多，从细胞类型、细胞培养条件和细胞生长状态到转染方法的操作细节（见后文）。
二、转染操作流程（以常用的6孔板为例）（1）细胞培养：取6孔培养板，以3x104/cm2密度铺板，37C 5%CO2培养箱中培养至70%?90%汇合。
（不同细胞略有不同，根据实验室优化的条件进行，汇合过分，转染后不利筛选细胞）。
（2）转染液制备：在EP管中制备以下两液（为转染每一个孔细胞所用的量） A液：用不含血清培养基稀释1-10卩g DNA终量100 yL, B液：用不含血清培养基稀释对应量的转染试剂，终量100 uL轻轻混合A、B液（1:1混匀），室温中置15分钟，稍后会出现微浊现象，但并不妨碍转染。
（3）转染准备：用2mL不含血清培养液漂洗两次，再加入2mL 不含血清及PS的培养液。
（4）转染：把A/B复合物缓缓加入培养液中（缓慢滴加），轻轻摇匀，37C温箱置6?8小时，吸除无血清转染液，换入正常培养液继续培养。
三、转染注意事项1.血清A. DNA-阳离子脂质体复合物形成时不能含血清，因为血清会影响复合物的形成。
B?一般细胞对无血清培养可以耐受几个小时没问题，转染用的培养液可以含血清也可以不加，但血清一度曾被认为会降低转染效率，转染培养基中加入血清需要对条件进行优化。
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病毒转染原理及步骤
在细胞相关的实验操作中，对于一些按常规方法难以转染甚至无法转染的细胞，通过病毒介导的实验能够大大提高基因的转导效率，以达到目的基因的高效瞬时表达。
病毒转染包括以下步骤：1构建载体2包装提纯病毒3感染靶细胞。
以慢病毒为例。
慢病毒（Lentivirus）载体是以HIV-1（人类免疫缺陷I型病毒）为基础发展起来的基因治疗载体。
区别一般的逆转录病毒载体，它对分裂细胞和非分裂细胞均具有感染能力。
慢病毒载体的研究发展得很快，研究的也非常深入。
该载体可以将外源基因有效地整合到宿主染色体上，从而达到持久性表达。
在感染能力方面可有效地感染神经元细胞、肝细胞、心肌细胞、肿瘤细胞、内皮细胞、干细胞等多种类型的细胞，从而达到良好的的基因治疗效果，在美国已经开展了临床研究，效果非常理想，因此具有广阔的应用前景。
一、慢病毒载体构建原理：
慢病毒载体的包装系统一般由两部分组成，即包装成分和载体成分。
包装成分由HIV-1基因组去除了包装、逆转录和整合所需的顺式作用序列而构建，能够反式提供产生病毒颗粒所必需的蛋白；载体成分则与包装成分互补，即含有包装、逆转录和整合所需的顺式作用序列，同时具有异源启动子控制下的多克隆位点及在此位点插入的目的基因。
将包装成分与载体成分的多个质粒共转染包装细胞，即可在细胞上清中收获携带目的基因的复制缺陷型慢病毒载体颗粒。
慢病毒表达载体包含了包装、转染、稳定整合所需要的遗传信息。
慢病毒包装质粒可提供所有的转录并包装RNA 到重组的假病毒载体所需要的所有辅助蛋白。
为产生高滴度的病毒颗粒，需要利用表达载体和包装质粒同时共转染细胞，在细胞中进行病毒的包装，包装好的假病毒颗粒分泌到细胞外的培养基中，离心取得上清液后，可以直接用于宿主细胞的感染，目的基因进入到宿主细胞之后，经过反转录，整合到基因组，从而高水平的表达效应分子。
对于一些较难转染的细胞，如原代细胞、干细胞、不分化的细胞等,能大大提高目的基因
转导效率，而且目的基因整合到宿主细胞基因组的几率大大增加，这就为RNAi，cDNA 克隆以及报告基因的研究提供了一个有利的途径。
对进行稳转细胞株的筛选，为活体动物模
型实验提供高质量的包含目的基因的病毒液提供基础。
二、慢病毒载体构建及包装流程：
（一）实验流程（1和2为并列步骤）
（二）1.慢病毒过表达质粒载体的构建
（三）设计上下游特异性扩增引物，同时引入酶切位点，PCR(采用高保真KOD酶，3K内突变率为0%)从模板中（CDNA质粒或者文库）调取目的基因CDS区（coding sequence）连入T载体。
将CDS区从T载体上切下，装入慢病毒过表达质粒载体。
（四）2.慢病毒干扰质粒载体的构建
（五）合成siRNA对应的DNA颈环结构，退火后连入慢病毒干扰质粒载体
（六）3. 慢病毒载体的包装与浓缩纯化
（七）制备慢病毒穿梭质粒及其辅助包装原件载体质粒，三种质粒载体分别进行高纯度无内毒素抽提，共转染293T细胞，转染后6 h 更换为完全培养基，培养24和48h后，分别收集富含慢病毒颗粒的细胞上清液，病毒上清液通过超离心浓缩病毒。
（八）实验材料：慢病毒载体、包装细胞和菌株
该病毒包装系统为三质粒系统，组成为pspax2, pMD2G,
pLVX-IRES-ZsGreen1/pLVX-shRNA2。
其中质粒上的ZsGreen1表达框能表达绿色荧光蛋白（GFP）。
细胞株293T，慢病毒的包装细胞，为贴壁依赖型成上皮样细胞，生长培养基为
DMEM(含10% FBS)。
贴壁细胞经培养生长增殖形成单层细胞。
菌株大肠杆菌菌株DH5α。
用于扩增慢病毒载体和辅助包装载体质粒。
三、慢病毒转染细胞实验方法
（一）慢病毒转染贴壁细胞实验方法
1、慢病毒转染前18-24小时，将贴壁细胞以1×105/孔铺到24孔板中。
使细胞在慢病毒转染
时的数量为2×105/孔左右。
2、2、第二天，用含有6 μg/ml polybrene的2ml新鲜培养基替换原培养基，加入适量病毒悬
液。
37℃孵育。
3、3、(对polybrene毒性敏感的细胞选作此步骤)4小时后加入2ml新鲜培养基以稀释
polybrene。
4、4、继续培养24小时，用新鲜培养基替换含有病毒的培养基。
5、5、继续培养。
如果慢病毒含有荧光蛋白，一般转染48小时后可见明显荧光表达，72小
时后更加明显。
如需FACS检测转染效率，可在转染后72-96小时进行。
如果慢病毒含有抗性基因并且需要加药筛选，可以在转染3-4天后开始加药。
6、（二）慢病毒转染悬浮细胞实验方法
7、1、在2×105/ml悬浮细胞中加入polybrene至6 μg/ml和适量病毒，充分混匀。
37℃孵育。
或者150g室温离心4小时(选作，部分难转染的细胞系采用此步骤可以提高转染效率)。
8、2、(对polybrene毒性敏感的细胞选作此步骤)4小时后(或离心结束后)加入等体积新鲜培
养基以稀释polybrene。
9、3、继续培养3-4天。
中间视细胞生长情况可传代或换液。
病毒感染细胞本来效率就较低，一定要注意以下几点：1.感染时的培养基尽量少些；2. 每1ml的培养基中加入5-10ul的Polybrene（储存液浓度为2mg/ml ），可以提高效率约3-5倍。
不过病毒感染效率的问题都是相对的，达到自己的研究目的即可。
北京英格恩生物公司最新研发合成一种新型纳米聚合物病毒感染增强试剂(病毒转染试剂) Envirus TM，具有对病毒吸附和独有的浓缩功能。
Envirus TM通过物理作用将病毒大量富集在细胞表面，大大增加病毒与细胞的接触，最大限度促进病毒感染细胞，可大大提高腺病毒，慢病毒，腺相关病毒，逆转录病毒等病毒的感染效率，并且细胞毒性很小。
通常情况下，比不用Envirus TM增强剂，提高感染效率20-50倍。
病毒感染细胞本来效率就较低，整个过程相对复杂难操作，一般一次花费周期至少两三个月，多则几个月到十几个月不等，经费也是几万到十几万。
万一实验失败需要重复操作会花费更多的时间和开支。
所以有效提高病毒转染效率是病毒转染细胞的关键。