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Usando o Sistema de Eletroporação Gene Pulser MXcell para transfectar pilhas com Alta Eficiência

, ,

Gene Expression Division, Bio-Rad Laboratories, Inc.

 

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Cite this Article: Usando o Sistema de Eletroporação Gene Pulser MXcell para transfectar pilhas com Alta Eficiência

McCoy, A. M., Collins, M. L., Ugozzoli, L. A. Using the Gene Pulser MXcell Electroporation System to Transfect Primary Cells with High Efficiency. J. Vis. Exp. (35), e1662, doi:10.3791/1662 (2010).

Abstract: Usando o Sistema de Eletroporação Gene Pulser MXcell para transfectar pilhas com Alta Eficiência

É cada vez mais evidente que eletroporação é a forma mais eficaz para introduzir DNA plasmídeo ou siRNA em células primárias. O Gene Pulser sistema de eletroporação MXcell e Gene tampão de eletroporação Pulser (Bio-Rad) foram desenvolvidos especificamente para facilmente transfectar ácidos nucleicos em células de mamíferos e de difícil transfecção de células, tais como pilhas e tronco. Vamos demonstrar como executar um experimento simples para identificar rapidamente as melhores condições de eletroporação. Vamos demonstrar como executar várias amostras através de uma série de condições para que eletroporação um experimento pode ser realizado ao mesmo tempo, como otimização é realizada. Também vamos mostrar como as condições ideais identificados com placas de 96 poços eletroporação pode ser usado com cubetas de eletroporação padrão, facilitando a mudança de placas para eletroporação cubetas de eletroporação, mantendo a eficiência eletroporação mesmo. No vídeo, também vamos discutir alguns dos principais fatores que podem levar ao sucesso ou fracasso de experiências eletroporação.

Protocol: Usando o Sistema de Eletroporação Gene Pulser MXcell para transfectar pilhas com Alta Eficiência

1) preparação celular

  1. Ao usar células aderentes, é necessário trypsinize e recolher as células antes da eletroporação.
  2. Para comparar transfecção entre os quatro embrionárias de rato de fibroblastos (MEF) culturas, representando três diferentes números de passagem, execute o seguinte em cada frasco.
  3. Aspirar off meios de cultura celular.
  4. Adicionar PBS para lavar células.
  5. Remover PBS; adicionar tripsina suficiente para cobrir as células, e aguarde alguns minutos para permitir tripsina para separar células.
  6. Verifique frascos com um microscópio para verificar a condição das células, smack frasco para retirar as células, e depois verificar frasco novamente para fazer as células se são todos destacados.
  7. Esperar mais tempo e repetir se necessário.
  8. Uma vez que todas as células são separadas, adicionar soro para neutralizar a mídia contendo tripsina.
  9. Transferência de células para um tubo de centrifugação e as células de pelotas por centrifugação (300 xg = rcf).
  10. Remover as células sobrenadante e ressuspender em um volume conhecido de PBS.
  11. Contagem de células.
  12. Transferência para um novo tubo o volume apropriado de suspensão de células para fornecer o número necessário de células para experiências (você precisará de 150 mL de células por poço, a uma densidade de 1 x 10 6 células / mL).
  13. Células centrífuga.
  14. Remover as células no sobrenadante e ressuspender o volume apropriado de Gene tampão de eletroporação Pulser para conseguir uma densidade de células de 1 x 10 6 células / mL.
  15. Adicionar 20 mg de mL por plasmídeo de suspensão de células e misture delicadamente.

2) a configuração navio Eletroporação e eletroporação

Configuração de placa e eletroporação

  1. Câmara de plugue placa no módulo de potência do sistema de eletroporação Gene Pulser MXcell.
  2. Pipetar 150 mL mistura de células ou tampão em poços de uma placa de eletroporação de 96 poços.
  3. Colocar placa na câmara de placa e de pulso.
  4. Retire a placa da câmara.
  5. Misture bem o conteúdo pipetando cima e para baixo em cada poço.
  6. Transferência de células de cada poço para pré-aquecido tampão em 12-lamelas.
  7. Toque placa para distribuir células e colocá-lo em incubadora.
  8. Vamos recuperar as células por 24 horas.

Cuvete de configuração e eletroporação

  1. Desligue câmara de placa do módulo de potência do sistema de eletroporação Gene Pulser MXcell e conecte o ShockPod ™ cuvete câmara.
  2. Pipetar 600 mL da suspensão de células em uma cubeta de eletroporação 0,4 centímetros lacuna.
  3. Coloque tina em câmara ShockPod e entregar pulso elétrico.
  4. Remover cuvete da câmara.
  5. Mix conteúdo cuvete pipetando cima e para baixo na cuvete.
  6. Transferência de células de cada poço para pré-aquecido tampão em 12-lamelas.
  7. Toque placa para distribuir células e colocá-lo em incubadora.
  8. Vamos recuperar as células por 24 horas.

3) Resultados Representante

Depois transfecting células e que lhes permita recuperar, analisar a eficiência de transfecção qualitativamente, por microscopia de epifluorescência, e quantitativamente, utilizando citometria de fluxo.

Figura 1
Figura 1. Células que foram sucesso electroporated e agora estão expressando o gene GFP aparecem sob microscopia de epifluorescência.

Figura 2
Figura 2. Vendo as células em contraste de fase permite a visualização de ambas as células transfectadas e untransfected. Estas são as células que foram expostas ao pulso de tensão menor eletroporação em 200V. As células são em grande parte confluentes devido à alta densidade celular.

Figura 3
Figura 3. O mesmo campo de visão sob epifluorescência mostra um número de células estão expressando o marcador GFP, mas estes são apenas uma pequena porcentagem das células visíveis na imagem anterior.

Figura 4
Figura 4. Em 250V, o número total de células vivas visto sob contraste de fase diminui ligeiramente.

Figura 5
Figura 5. De acordo com epifluorescência, pode-se ver que o número de células expressando GFP tem aumentado.

Figura 6
Figura 6. No mais alto da tensão aplicada, 375V, há menos células vivas visível.

Figura 7
Figura 7. No entanto, uma grande porcentagem das células restantes estão expressando GFP. Que condição é ideal depende do delineamento experimental. Em alguns experimentos o maior número de células transfectadas pode ser bom, em outros experimentos a transfecção maior percentual poderia ser melhor.

Estamos interessados ​​no percentual de células que são GFP positivos em cada condição e como os percentuais variam com a idade das células. Citometria de fluxo pode fornecer informações quantitativas sobre os resultados transfecção em cada uma das condições de eletroporação diferentes.

Figura 8
Figura 8. Aqui, a porcentagem de células que são GFP positivas na passagem de cinco células em cada uma das 12 condições eletroporação são mostrados. O percentual máximo de transfecção foi de aproximadamente 80% maior sob o pulso de tensão de decaimento exponencial, condição 6, e 70% sob o pulso forte onda quadrada testada, a condição 12.

Figura 9
Figura 9. Com as células passaram nove vezes antes da eletroporação, o padrão geral de transfecção percentual é quase idêntico, mas com uma diminuição muito ligeira no percentual de transfecção.

Figura 10
Figura 10. Mostrado aqui são as percentagens de células GFP na passagem 13 células que mostram uma queda acentuada na porcentagem de transfecção em relação às células mais jovens. Os maiores porcentagens de transfecção foram de aproximadamente metade do que foi alcançado com as células mais jovens demonstrando a importância do uso de células saudáveis, logo após o isolamento possível.

Condições eletroporação usada para as células usando o MEF transfecting Gene Pulser MXcell
Condição (1-6)
Exponencial pulsos Decay,
todos com 350 uF, 1000OHM
Tensão (V)
1 200
2 250
3 300
4 326
5 350
6 376
Condição (7-12)
Onda pulsos quadrados,
todos com 2,000 uF, 1000 ohm, e 1 de pulso
Tensão (V) Duração de pulso (ms)
7 200 10
8 250 10
9 300 10
10 200 20
11 250 20
12 300 20

Discussion: Usando o Sistema de Eletroporação Gene Pulser MXcell para transfectar pilhas com Alta Eficiência

Este artigo vídeo demonstra como usar o sistema de eletroporação MXcell facilmente identificar as condições óptimas para eletroporação MEFs ou outras linhagens de células primárias. O formato de placa de 96 poços permite muitas réplicas de experimental ou otimização condições a serem executadas simultaneamente, o que pode eliminar a necessidade de muitos experimentos separados. Ao realizar este procedimento, deve-se lembrar de usar as células saudáveis, logo após o isolamento possível e usar condições de eletroporação que são compatíveis com o buffer de eletroporação.

Disclosures: Usando o Sistema de Eletroporação Gene Pulser MXcell para transfectar pilhas com Alta Eficiência

Os autores são empregados por Bio-Rad Laboratories, que produz reagentes e instrumentos utilizados neste artigo

Materials: Usando o Sistema de Eletroporação Gene Pulser MXcell para transfectar pilhas com Alta Eficiência

Name Company Catalog Number Comments
Gene Pulser® Electroporation Buffer Bio-Rad 165-2676
Gene Pulser MXcell™ Electroporation System Bio-Rad 165-2670
Gene Pulser MXcell™ ShockPod™ Cuvette Chamber Bio-Rad 165-2673
Gene Pulser MXcell™ Electroporation System With ShockPod™ Cuvette Chamber Bio-Rad 165-2674

Ask the Author: Usando o Sistema de Eletroporação Gene Pulser MXcell para transfectar pilhas com Alta Eficiência

5 Comments

We are using a Gene Pulser II to transfect MEFs. Do you have a recommendation for conditions to try?
Thank you,

1

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Posted by: KathyJuly 15, 2011, 10:34 AM

MEFs and other primary cells can optimize at different conditions due to variation among cells and differences in the methods used to generate the MEFs. For best results, we recommend optimizing to identify the best conditions for your experiment. There is a good chance that you will achieve success with the conditions used here although they may not be the absolute best conditions for your particular MEFs. I would recommend using 375V and 350 uF on your GP II with 600 ul of cells resuspended in the Gene Pulser electroporation buffer in a 0.4 cm cuvette as a good starting point. Alternatively, 250V and 500 uF capacitance would be another good starting point. With a gene pulser II you will want to set the voltage to either 375V or 250V then set the capacitance to high capacitance setting. The high capacitance settings need to be multiplied by 1000 to get units of uF, so a setting of 0.35 is 350 uf and 0.5 for 500 uF. I hope that helps!

2

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Posted by: Adam McCoyJuly 19, 2011, 1:56 PM

We are using a gene pulser (Bio-Rad, Richmond, CA) to transfect adipose tissue stem cells. We want to transfect the cells by electroporation (250 V, 500 v, 900 v and 1500 v, pulse time 30 ms), but we dont know which capacitance, current and resistane is approperiatefor this. Do you have any recommendation in this regard?
Thank you

3

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Posted by: Mahsa TahaSeptember 3, 2011, 6:41 AM

Hello, Thank you for your inquiry. It seems you are interested in using a square wave protocol. Bio-Rad Gene Pulser systems can use either exponential or square wave protocols. The set up will be slightly different depending on which system you have (Gene Pulser I, Gene Pulser II, Gene Pulser Xcell or Gene Pulser MXcell) and also the buffer you will be using. We would suggest you try optimizing conditions using the wide range of voltages you have listed. Generally speaking, we have found lower voltages and higher capacitance settings to be best for difficult to transfect cells (such as stem cells). A starting point for a square wave protocol might be 250V, 950 uF, 30 ms pulse. You can similarly try a wide range of conditions using exponential decay pulses. A starting point for exponential protocols might be 250V, 200uF, and 1000 ohms.

3.1

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Posted by: Michelle CollinsMarch 14, 2012, 11:32 AM

We are using the Gene Pulser Xcell system. Must we use the Gene Pulser electroporation buffer to get a high transfection efficiency? And where can I find the optimal capicitance for the medium or buffer I am currently using? Moreover, how will the size of the cuvettes and volume of cell suspension influence the transfection efficiency?

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Posted by: Crystal ShenFebruary 20, 2012, 3:00 AM

Crystal, thank you for the questions. It depends on the type of cells you are working with. Gene Pulser electroporation buffer is recommended for mammalian cells especially difficult to transfect cells including primary and stem cells. Other buffers may be sufficient as well. Gene Pulser electroporation buffer can yield both high transfection efficiency and high viability in difficult cell lines. Because of the electrical properties of the buffer it also gives pretty consistent results which helps greatly with optimization.

Both size of the cuvette and volume of cell suspension should also been taken into consideration when optimizing electroporation conditions as these will alter the electric fields. You can achieve essentially the same electric field through different combinations of parameters. The goal is to find the conditions which work best with your cells and your biological question. If you change the volume of cell suspension you will need to change the conditions applied to achieve the same electrical field. I normally recommend determining the volume and cuvette size you need first, and then optimizing the instrument settings.

5.1

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Posted by: Michelle CollinsMarch 14, 2012, 11:33 AM

I am setting up an electroporation experiment using mouse primary MEF and my question is...using the Gene pulser MXcell, I want to know if one condition is good for a 0.4 cuvette size, would the same condition be good for 0.2 cuvette size for the electroporation expt.

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Posted by: saiphone w.August 16, 2012, 2:48 PM

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