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干货 | 从质粒构建到病毒滴定,解锁病毒包装全流程

来源:翌圣生物科技(上海)股份有限公司 更新时间:2025-12-03 16:30:24 阅读量:56
导读:干货 | 从质粒构建到病毒滴定,解锁病毒包装全流程

病毒载体包装的实验流程主要包括质粒制备、细胞培养、质粒转染、病毒收获与纯化四个核心阶段。其中,质粒转染环节是消耗大量质粒的关键步骤,其用量与包装规模直接相关。





第一环节
质粒制备

质粒准备阶段(需中/大量质粒)

1.1质粒类型包含:

  • 转移质粒:携带目的基因(如CAR基因、sgRNA文库)

  • 包装质粒:提供Gag、Pol、Rev等结构蛋白(如psPAX2)

  • 包膜质粒:提供VSV-G等包膜蛋白(如pMD2.G)


1.2 质粒的获得
用于质粒提取的起始菌株通常经由分子克隆技术构建。该技术流程主要包括:目的基因片段向质粒载体的定向克隆、重组质粒至宿主细胞(如大肠杆菌)的转化,以及通过选择性培养实现质粒在宿主菌内的扩增与富集。
菌体培养至理想密度后,为获取适用于病毒包装的高质量质粒DNA,需采用无内毒素质粒大提试剂盒对质粒进行分离与纯化,以确保产物具有低内毒素残留与高纯度特性。推荐使用翌圣无内毒素质粒大量提取试剂盒V2(Cat#19037ES



1.3质粒质量要求:

  • 浓度 ≥500 ng/μL;

  • 无内毒素的残留范围根据敏感细胞系和非敏感细胞系而定,非敏感细胞系可承受 >1 EU/μg DNA 的内毒素水平,敏感细胞系需 <0.1 EU/μg DNA(甚至<0.01 EU/μg)才能保证细胞存活和功能正常;

  • A260/A280比值1.8-2.0。





第二环节
细胞培养与准备

293T细胞系传代

弃去培养液,PBS溶液轻轻洗涤细胞,以去除残留的培养基和细胞碎片。使用1mL胰蛋白酶来消化细胞,使其从培养皿上脱落。消化完成后,用1mL完全培养基中终止消化,并调整细胞密度至每10毫升含有500万个细胞;将这些细胞重新接种到新的10厘米培养皿中培养,确保在转染前细胞密度达到80%左右这个密度是转染的最佳条件,可以提高转染效率和病毒产量。

注意:在复苏细胞后,需要传代至少2次才能进行病毒包装实验。这是因为复苏后的细胞需要一定的时间来恢复其正常生理状态。同时,传达后的18-24小时内,需要确保细胞密度达到80%左右,以便进行后续的转染操作。


转染前1-2h换液

转染前1~2h 将需要转染的细胞换新鲜的培养基,10mL/10cm皿,注意293T细胞的贴壁性不是很好,换液的时候尽量沿着侧壁加液体。





第三环节
质粒转染(以慢病毒包装为例)

慢病毒(Lentivirus)载体是以 HIV-1 (人类免疫缺陷 1 型病毒)为基础发展起来的基因治疗载体。慢病毒具有感染谱广泛、可以有效感染分裂期和静止期细胞、长期稳定表达外源基因等优点,因此成为导入外源基因的有力工具。现在慢病毒系统已经被广泛应用到各种细胞系的基因过表达、RNA 干扰、microRNA 研究以及活体动物实验中。



慢病毒包装质粒共转体系



转染条件优化

  • 质粒比例(转移:包装:包膜)= 4:3:1 或 5:4:1。

  • 质粒DNA与PEI比例 = 1:2 到 1:3(w/w)。

  • 孵育时间:10-20分钟。





第四环节
病毒收获

病毒收集和离心

转染后 48 h 和 72 h 分别两次收集病毒上清(48 h 收集后置换新鲜培液), 将收集的上清用 0.45 μm 滤器过滤,然后放于超速离心管中,4 ℃,72000 g 离心 120 min。



病毒重悬和保存

弃上清,500 μl 重悬液重悬病毒沉淀,一周内使用则置于 4 ℃ 保存,如需长时间存放需置于 -80 ℃ 或液氮罐保存。(注:具体重悬体积根据实验需求而定)。



滴度测定

在 96 孔板中铺合适数量的 293T 细胞,第二天将慢病毒原液进行梯度稀释后分别感染 293T 细胞,感染 24 h 后换成无病毒的培养液,感染 72 h 后在荧光显微镜下观察结果,对荧光比例合适(10 ~ 30% 之间)的孔进行细胞计数。


滴度计算公式为:滴度(TU/ml)=细胞数 ×荧光百分比×103 / 病毒原液体积



病毒质量检测

  • 定量基因组拷贝:qPCR法

  • 纯度检测:SDS-PAGE、HPLC

  • 安全性检测:检测内毒素、支原体、细菌等



Q
质粒在整个病毒包装中占很重要的地位,哪个环节需要大量质粒?需要关注质粒的哪些指标?
  • 转染步骤是质粒的"消耗大户":每10 cm皿需~10 μg质粒;

  • 质粒质量决定病毒产量:内毒素会抑制293T细胞生长,降低病毒滴度50%以上,质粒超螺旋比例应>90%。


内毒素耐受细胞系(相对不敏感)和敏感细胞系

内毒素耐受细胞系(可承受 >1 EU/μg DNA 的内毒素水平



内毒素敏感细胞系(需 <0.1 EU/μg DNA(甚至<0.01 EU/μg)才能保证细胞存活和功能正常


核心结论:原代细胞、干细胞、免疫细胞和神经细胞(如SH-SY5Y)是内毒素敏感细胞系的代表,必须使用增强型去内毒素质粒大提,推荐翌圣超纯无内毒素质粒大量提取(Cat#19038ES);而HEK293、HeLa等耐受细胞系可适当放宽要求,仍建议使用高质量质粒。


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翌圣生物


翌圣生物科技(上海)股份有限公司成立于2014年,是一家聚焦生命科学产业链上游核心原料,从事核苷酸、蛋白、细胞和类器官四大品类生物试剂的研发、生产与销售的高新技术企业。公司兼备核心技术自主研发和规模化生产能力,核心产品数量达数千种,覆盖分子克隆、qPCR、NGS、体外转录、抗体、蛋白纯化及分析、细胞培养、转染、报告基因检测和类器官等多种系列,广泛应用于生命科学研究、诊断检测和生物医药等领域。

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