一种真核细胞模型的制备方法技术领域
本发明涉及一种细胞模型的制备方法。
背景技术
探索生命的起源，研究生物的进化，构建一种结构、形状和性能的模式化，更利于
明确细胞间的相互作用以及机能与结构和形态间的相互关系。这正是建立细胞模型的意
义所在。
目前利用脂质体建立细胞模型仅模拟了原核细胞，然而原核细胞是组成原核生物的
细胞，这类细胞不具有以核膜为界的细胞核，只有拟核，进化地位较低。真核细胞是从
一种原核细胞通过自然选择和突变，逐渐的进化而来的。为了研究生命的进化过程，建
立真核细胞模型具有十分重要的意义。
发明内容
本发明是要解决现有的细胞模型仅模拟了原核细胞，不满足于生命进化的研究的问
题，提供一种真核细胞模型的制备方法。
本发明真核细胞模型的制备方法是按照以下步骤进行的：
一、制备单室磷脂泡囊：将二肉豆蔻酰磷脂酰胆碱和胆固醇加入到氯仿中，得到磷
脂溶液，将两片ITO玻璃电极表面分别涂覆5～7μL的磷脂溶液，待氯仿蒸干，得到两片
表面覆有磷脂溶液的ITO玻璃电极；
将聚四氟乙烯矩形框置于两片表面覆有磷脂溶液的ITO玻璃电极中间，得到电形成
装置，利用真空脂将电形成装置密封，且聚四氟乙烯矩形框与两片表面覆有磷脂溶液的
ITO玻璃电极形成中间空腔，中间空腔内填充PCR缓冲溶液，在两片表面覆有磷脂溶液
的ITO玻璃电极上分别连接信号发生器，设定交流电压为3～5V，波形为正弦波，设定频
率为10～12Hz，时间控制为1～4h，得到单室磷脂泡囊；
二、制备人造真核细胞模型：将PCR溶液与单室磷脂泡囊混合并静置30～35min，得
到人造真核细胞溶液；静置时单室磷脂泡囊发生了向内凹陷的过程，维持30～35min目的
就是让凹陷完全；即形成大泡囊内包含两个小泡囊的脂质体；
三、PCR扩增：将含有遗传物质的人造真核细胞溶液放置到PCR仪中，进行PCR
扩增；PCR扩增后的脂质体在大泡囊内存在两个小泡囊，在小泡囊内部已含有遗传物质
DNA；
四、人造细胞分裂：将PCR扩增产物与190mM的PCR缓冲溶液混合，在渗透压的
作用下，大泡囊会各自携带两个小泡囊进行分裂，最终得到真核细胞模型。
步骤一中所述二肉豆蔻酰磷脂酰胆碱与胆固醇的质量比为(7～4):(3～1)；
步骤一所述磷脂溶液中二肉豆蔻酰磷脂酰胆碱的浓度为3～5mg/mL
步骤一和步骤四中PCR缓冲溶液由200mMTris-HCl、200mMKCl、100mM(NH4)2SO4
和20mMMgSO4组成。
步骤二中所述的单室磷脂泡囊与PCR溶液的体积比为(1～1.5):1；
步骤二中所述PCR溶液的具体成分如下：
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此表格中PCR缓冲溶液由200mMTris-HCl、200mMKCl、100mM(NH4)2SO4和20mM
MgSO4组成。
步骤二中所述PCR溶液中的DNA模板可以为任何大小的单链、双链、线性、环状
的DNA。
本发明首先以磷脂为原料用电形成方法制备液相为PCR缓冲溶液的单室磷脂泡囊，
然后加入含有DNA等遗传物质的PCR溶液，由于囊泡内外浓度差产生的渗透压使得单
室磷脂泡囊凹陷成一个双室磷脂泡囊，伴随着凹陷的进行，DNA等遗传物质进入到大泡
囊内的小泡囊，利用PCR仪对这种真核细胞模型中的遗传物质进行扩增，同时通过改变
泡囊内外渗透压诱使泡囊携带DNA进行分裂。此发明推动了对生命的起源和进化的研究。
本发明制备出结构完整，大小均一，其中的小泡囊尺寸与人体细胞核尺寸相近的人造
真核细胞，并且在人造的细胞核中成功的进行了PCR技术和人造细胞的分裂过程，实现
了人造细胞核的功能化，在生命起源和进化的研究领域发挥作用。
附图说明
图1为试验1中PCR产物的电泳结果；
图2为试验1中大泡囊开始分裂的照片；
图3为试验1中大泡囊分裂过程中的照片；
图4为试验1中大泡囊分裂后的照片；
图5为试验1最终获得的真核细胞模型照片。
具体实施方式
本发明技术方案不局限于以下所列举具体实施方式，还包括各具体实施方式间的任
意组合。
具体实施方式一：本实施方式真核细胞模型的制备方法是按照以下步骤进行的：
一、制备单室磷脂泡囊：将二肉豆蔻酰磷脂酰胆碱和胆固醇加入到氯仿中，得到磷
脂溶液，将两片ITO玻璃电极表面分别涂覆5～7μL的磷脂溶液，待氯仿蒸干，得到两片
表面覆有磷脂溶液的ITO玻璃电极；
将聚四氟乙烯矩形框置于两片表面覆有磷脂溶液的ITO玻璃电极中间，得到电形成
装置，利用真空脂将电形成装置密封，且聚四氟乙烯矩形框与两片表面覆有磷脂溶液的
ITO玻璃电极形成中间空腔，中间空腔内填充PCR缓冲溶液，在两片表面覆有磷脂溶液
的ITO玻璃电极上分别连接信号发生器，设定交流电压为3～5V，波形为正弦波，设定频
率为10～12Hz，时间控制为1～4h，得到单室磷脂泡囊；
二、制备人造真核细胞模型：将PCR溶液与单室磷脂泡囊混合并静置30～35min，得
到人造真核细胞溶液；
三、PCR扩增：将含有遗传物质的人造真核细胞溶液放置到PCR仪中，进行PCR
扩增；
四、人造细胞分裂：将PCR扩增产物与190mM的PCR缓冲溶液混合，最终得到真
核细胞模型。
本实施方式制备出了结构完整，尺寸均一的真核细胞模型，内部小泡囊的尺寸与人体
成熟细胞核的尺寸相近，极大程度的模拟了真核细胞的形貌，至关重要的是在小泡囊中进
行PCR技术，以实现小泡囊模拟细胞核的功能，对生命的起源和进化做出进一步的研究。
具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是：步骤一中所述二肉豆蔻
酰磷脂酰胆碱与胆固醇的质量比为(7～4):(3～1)。其它与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二不同的是：步骤一所述磷脂溶
液中二肉豆蔻酰磷脂酰胆碱的浓度为3～5mg/mL。其它与具体实施方式一或二相同。
具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一至三之一不同的是：步骤一和步骤
四中PCR缓冲溶液由200mMTris-HCl、200mMKCl、100mM(NH4)2SO4和20mMMgSO4
组成。其它与具体实施方式一至三之一相同。
具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一至四之一不同的是：步骤二中所述
的单室磷脂泡囊与PCR溶液的体积比为(1～1.5):1。其它与具体实施方式一至四之一相
同。
具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式一至五之一不同的是：
步骤二中所述PCR溶液的具体成分如下：
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其中PCR缓冲溶液由200mMTris-HCl、200mMKCl、100mM(NH4)2SO4和20mM
MgSO4组成。其它与具体实施方式一至五之一相同。
为验证本发明的有益效果进行以下试验：
试验1：真核细胞模型的制备方法是按照以下步骤进行的：
一、制备单室磷脂泡囊：将二肉豆蔻酰磷脂酰胆碱和胆固醇加入到氯仿中，得到磷
脂溶液，将两片ITO玻璃电极表面分别涂覆5μL的磷脂溶液，待氯仿蒸干，得到两片表
面覆有磷脂溶液的ITO玻璃电极；
将聚四氟乙烯矩形框置于两片表面覆有磷脂溶液的ITO玻璃电极中间，得到电形成
装置，利用真空脂将电形成装置密封，且聚四氟乙烯矩形框与两片表面覆有磷脂溶液的
ITO玻璃电极形成中间空腔，中间空腔内填充PCR缓冲溶液，在两片表面覆有磷脂溶液
的ITO玻璃电极上分别连接信号发生器，设定交流电压为5V，波形为正弦波，设定频率
为10Hz，时间控制为4h，得到单室磷脂泡囊；
二、制备人造真核细胞模型：将PCR溶液与单室磷脂泡囊混合并静置30min，得到
人造真核细胞溶液；静置时单室磷脂泡囊发生了向内凹陷的过程，维持30min目的就是
让凹陷完全；即形成大泡囊内包含两个小泡囊的脂质体；
三、PCR扩增：将含有遗传物质的人造真核细胞溶液放置到PCR仪中，进行PCR
扩增；PCR扩增后的脂质体在大泡囊内存在两个小泡囊，在小泡囊内部已含有遗传物质
DNA；
四、人造细胞分裂：将PCR扩增产物与190mM的PCR缓冲溶液混合，在渗透压的
作用下，大泡囊会各自携带两个小泡囊进行分裂，最终得到真核细胞模型。
步骤一中所述二肉豆蔻酰磷脂酰胆碱与胆固醇的质量比为4:1；
步骤一所述磷脂溶液中二肉豆蔻酰磷脂酰胆碱的浓度为5mg/mL
步骤二中所述的单室磷脂泡囊与PCR溶液的体积比为1:1；
步骤二中所述PCR溶液的具体成分如下：
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PCR扩增条件为：94℃预变性2min，94℃变性30s，60℃退火30s，72℃延伸70s，
共25个循环。
使用Trizol法提取HepG2细胞的总RNA，然后反转录为cDNA，以此为模板进行PCR
扩增。上游引物序列为5′-GAGAATTCATGGTGGATGAAGGCCCTGTA-3′；下游引物序
列为5′-GAGGATCCGACTTTACTCCTTTGAGGCTTCA-3′。扩增出来的目的基因为
iASPP基因，大小为1100bp。引物序列如序列表SEQIDNO：1所示。
此表格中PCR缓冲溶液由200mMTris-HCl、200mMKCl、100mM(NH4)2SO4和20mM
MgSO4组成。DNA染料SYBRGreenI和DNA染料缓冲溶液均购买自北京全式金生物技
术有限公司，DNA染料缓冲溶液的商品名称为
TRANSTransstartTopGreenqPCRSuperMix。
PCR产物的电泳结果如图1所示，PCR扩增得到的目的片段大小为1100bp，与预期
的相同。
大泡囊开始分裂、分裂过程中、分裂后的照片如图2、3和4所示，从图中我们可以
清楚的看到大泡囊分裂的过程。本方法最终获得的真核细胞模型照片如图5所示，可以看
出该模型是由大泡囊(模拟细胞膜)包裹着小泡囊(模拟细胞核)，小泡囊中绿色荧光为
遗传物质，而大泡囊与小泡囊之间的部分没有绿色荧光，即遗传物质仅位于模拟细胞核内。
本试验利用电形成方法制备液相为PCR缓冲溶液的单室磷脂泡囊，泡囊外通过添加
含有DNA等遗传物质的PCR溶液，在渗透压的作用下，形成结构完整，大小均一的人
造真核细胞，并且在人造细胞核中进行了PCR扩增技术及人造细胞的分裂，实现了人造
细胞核的功能化。向生命的起源和进化的研究迈出了崭新的一步。
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