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只需重新利用普通打火机的部件，就可以自制新型的细胞穿孔仪！这款名为ElectroPen的电穿孔仪充分体现了“节俭科学”的传统，它可以为学生和研究人员提供昂贵仪器的廉价版本。
“未来的发展趋势是合成生物学：不单是在计算机上编码，而是真正对活细胞进行编码，这样才能更好地帮助我们应对疾病、气候变化和环境污染等重大挑战。”ElectroPen的联合创始人、美国佐治亚理工学院的生物工程师萨阿德·巴哈姆拉（Saad Bhamla）说。但是，相比于修改计算机代码，编辑细胞基因组需要更多精密设备。因此，巴哈姆拉与当地一所高中的科学课合作了大约2年时间，专门开发廉价版的实验工具，其中就包括电穿孔仪（electroporator）。
如果需要完成药物反应测试或修改DNA，科学家首先需要突破细胞膜的保护。电穿孔仪可以通过瞬时高功率电流打开细胞膜。生物科技公司赛默飞世尔科技（Thermo Fisher Scientific）的产品开发总监泽维尔德·莫雷拉特·杜卓（Xavier de Mollerat du Jeu，并未参与这项工具的研发）认为，电穿孔一般是通过瞬时提高细胞膜的通透性，将核酸或蛋白等导入细胞内部。
标准的电穿孔仪成本高达数千美元，可以通过设计好的电路产生科学家所需的电击。不过，还有一种更便宜的方法：通过压电晶体在承受机械应力时会释放电荷，也能实现这一点。在《公共科学图书馆·生物学》（PLOS Biology）上，巴哈姆拉团队发布了使用压电丁烷点火器制作电穿孔仪的指南。
斯坦福大学的生物工程师马努·普拉卡什（Manu Prakash，曾经指导过巴哈姆拉，但未参与这项研究）说：“创造性的解决方案几乎就藏在我们的眼皮底下。很多人以前都用过火花点火器，但以截然不同的方式拓展它的用途，这一点非常漂亮。”
ElectroPen可以产生2000伏特的短脉冲并持续5毫秒，而商用设备则可以根据不同的应用场景提供不同的电压和持续时间。显然，简易的ElectroPen更亲民：只要花几美元，任何人都可以自制一件细胞穿孔仪，以此穿透至少一种类型的细胞。
杜卓表示：“门槛一定要低，这点非常必要，否则不是每个人都可以做那些实验。在我看来，普及细胞穿孔仪是一件好事。”到目前为止，已经有高中生使用ElectroPen修改大肠杆菌的DNA了，他们已经成功使大肠杆菌产生了荧光蛋白。
与此同时，巴哈姆拉已经计划实施下一个“节俭科学”项目了。他说，制造便宜的仪器，“就像给你一部智能手机，把自由发挥的空间都留给了使用者，让他们自己去思考在手机上使用哪些应用。在这里，这意味着让他们自己决定修改什么类型的细胞，追求什么样的挑战。”
撰文：索菲·布什维克（Sophie Bushwick）
翻译：林清
文章来源：环球科学
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