电穿孔和电融合都会使用电场作用于细胞，因此第一次接触这两种技术时，很容易把它们理解成同一种实验方法。

实际上，两者虽然都与细胞膜在电脉冲作用下发生暂时性结构变化有关，但实验目的完全不同：电穿孔主要解决的是“怎样把DNA、RNA、蛋白质等外源物质送进细胞”，而电融合解决的是“怎样让两个相互接触的细胞发生膜融合并形成融合细胞”。

这一区别会进一步影响设备功能、电极系统、电脉冲设置、样品准备以及最终结果评价方式。

因此，如果实验室正在做细胞转染、杂交瘤制备、核移植或植物原生质体融合，首先应该弄清楚自己真正需要的是电穿孔还是电融合，而不是只根据“都需要高压电脉冲”来选择设备。

一、电穿孔和电融合最核心的区别是什么？

可以先用一句话区分：

电穿孔是在细胞膜上暂时形成通透状态，让外源物质进入细胞；电融合则需要两个细胞首先建立紧密接触，再利用电脉冲促进接触区域的细胞膜发生融合。

二、电穿孔的基本原理：重点是让外源物质跨过细胞膜

细胞膜由脂质双层构成，在正常状态下会限制很多带电分子和大分子直接进入细胞。

当细胞处于一定强度的外加电场中时，细胞膜两侧会形成额外的跨膜电位。当电脉冲条件达到适合当前细胞的范围后，膜结构会发生暂时性的通透性变化。

在可逆电穿孔条件下，质粒DNA、mRNA、siRNA、蛋白质或者其他分子可以借助这一时间窗口进入细胞；脉冲结束以后，细胞膜逐渐恢复。

如果脉冲作用过弱，可能无法形成足够的通透性；如果电场过强或者脉冲作用过度，则可能造成不可逆损伤。因此电穿孔实验真正需要寻找的是外源物递送与细胞存活之间的平衡窗口。

图1：电穿孔实验中通过电极向细胞样品施加电脉冲。图片来源：Wikimedia Commons。

如果需要进一步了解电穿孔过程中细胞膜如何发生变化，可以查看电穿孔仪的工作原理是什么。395这篇文章不再重复展开全部电穿孔机理，而重点比较它与电融合的区别。

三、电融合为什么比普通电穿孔多了“细胞接触”这一步？

电融合不是简单地把电穿孔参数调高。

想让两个细胞发生融合，首先必须让两个细胞膜之间建立足够紧密的物理接触。如果细胞彼此距离较远，即使已经发生电穿孔，也不能直接完成细胞融合。

在很多悬浮细胞电融合体系中，可以利用交流电场产生的介电泳效应，使细胞发生移动、排列并形成类似“珍珠链”的接触状态。

当相邻细胞已经建立稳定接触以后，再施加适当的融合脉冲，使接触区域的细胞膜进入高度通透、可重排的状态，从而为后续膜融合创造条件。

图2：介电泳能够使极化微粒在非均匀电场中发生运动，是部分细胞电融合系统建立细胞接触的重要物理基础。图片来源：Wikimedia Commons。

四、一个典型的细胞电融合流程包括哪些步骤？

不同细胞体系、融合介质、电极结构和实验目标所使用的参数可能不同，但从实验逻辑看，细胞电融合通常可以拆成以下几个阶段。

1. 准备状态合适的细胞

首先需要根据实验目的准备两类或同类待融合细胞，并完成细胞计数、活率检查以及必要的洗涤和重悬。

融合介质的电导率、渗透压和离子组成都会影响电场作用及细胞状态，因此不能脱离具体实验体系统一规定一种所谓“标准融合液”。

2. 建立细胞接触或细胞成串

这是电融合区别于普通电穿孔的重要一步。

在具备AC成串功能的系统中，可以利用交流电场产生介电泳作用，使悬浮细胞发生极化、靠近并排列。

实验人员需要根据细胞大小、类型、介质以及电极结构优化交流场条件，使细胞保持比较稳定的接触状态。

3. 施加融合脉冲

细胞建立接触后，再通过短时电脉冲改变相邻细胞接触区域的膜状态。

这里不能简单写成“固定多少伏、持续多少毫秒”。真正起作用的是电场强度、脉冲宽度、脉冲次数、细胞尺寸、电极间距以及融合介质等因素形成的完整条件。

因此，其他实验室的一组融合参数只能作为参考起点，不能直接视为所有细胞都适用的标准答案。

4. 融合后膜恢复

融合脉冲结束以后，并不意味着整个实验马上完成。

细胞膜还需要经历重排、融合和恢复过程。部分电融合系统会在脉冲以后继续维持一定时间的细胞接触或设置相应的修复阶段，从而减少细胞过早分离。

5. 培养、筛选与结果确认

完成融合处理以后，还需要根据实验目的进行后续培养和结果验证。

例如杂交瘤实验最终关注的并不只是显微镜下看到两个细胞发生变化，而是能否获得具有预期特性的稳定杂交细胞，并进入后续筛选和培养过程。

五、电穿孔实验的流程为什么更加直接？

与电融合相比，普通电穿孔通常不需要专门建立细胞与细胞之间的接触。

典型流程可以概括为：

1. 准备状态合适的细胞或微生物样品；

2. 按照实验要求准备DNA、RNA、蛋白质等递送物；

3. 使用匹配的电转缓冲体系重悬样品；

4. 加入电转杯或对应电极系统；

5. 根据细胞、电极间距和实验目标设置脉冲条件；

6. 施加电脉冲；

7. 转入恢复培养条件；

8. 检测转染、表达、编辑或细胞存活结果。

所以从流程上看，电穿孔关注的是“形成合适通透性—完成分子递送—细胞恢复”；而电融合还要额外解决“哪些细胞接触、能否稳定接触以及融合后能否保持”的问题。

六、哪些实验适合电穿孔？

如果实验目标是把外源分子导入一个细胞，而不是让两个细胞合并，通常优先考虑电穿孔。

常见场景包括：

• 质粒DNA转染；

• mRNA转染；

• siRNA递送；

• CRISPR/Cas相关组分递送；

• 蛋白质或其他生物大分子递送；

• 细菌和酵母电转化；

• 原代细胞、免疫细胞及部分难转染细胞的物理转染。

此类实验的设备选择重点通常是脉冲波形、电压或电场调节能力、脉冲时间、脉冲次数、电转杯兼容性以及实验重复性。

七、哪些实验真正需要电融合？

如果研究目的本身就是让两个细胞结合为一个融合细胞，那么只具备普通电穿孔功能的设备未必能够完整覆盖实验流程。

电融合比较典型的应用包括：

• 杂交瘤制备：例如免疫细胞与骨髓瘤细胞融合；

• 细胞杂交研究：构建具有两种细胞特性的融合细胞；

• 核移植及胚胎相关研究：用于部分核移植后的细胞融合过程；

• 植物原生质体融合：用于植物细胞工程和相关育种研究；

• 其他需要精确控制细胞接触和融合的实验。

这类实验除了融合脉冲，还需要关注细胞成串、AC/DC转换、融合后的膜修复以及融合腔或电极结构。

八、电融合和PEG化学融合有什么不同？

实验室进行杂交瘤或者其他细胞融合时，还可能接触PEG等化学融合方法。

PEG路线不需要专门的高压脉冲设备，但实验结果会受到细胞比例、PEG处理过程、暴露时间以及后续洗涤等因素影响。

电融合则通过电场完成细胞排列和膜融合诱导，关键变量更加集中在细胞状态、融合介质、电场参数和电极结构等方面。

两种技术并不能简单按照“哪一种一定更好”来判断。对于已经建立成熟PEG体系的实验室，没有必要仅因为设备不同就完全改变现有方法；而对于希望进一步控制细胞排列、融合时机以及电脉冲条件的实验，则可以评估电融合路线。

九、同时要做电穿孔和电融合，设备应该关注什么？

如果实验室只有DNA、RNA等常规细胞转染需求，普通电穿孔设备即可根据样品类型选择。

但如果实验室既做细胞融合、杂交瘤或者核移植，又需要开展哺乳动物细胞方波电穿孔，那么设备是否同时具备AC细胞成串、DC融合脉冲、融合后修复以及独立电穿孔功能就更加重要。

CFG Series细胞融合仪将AC细胞成串、DC方波融合、融合后修复及方波电穿孔集中在同一套系统中，可用于杂交瘤、细胞融合、核移植、植物原生质体融合以及部分难转染细胞的电穿孔条件开发。

图3：CFG Series细胞融合仪，可完成AC细胞成串、DC融合脉冲、融合后修复以及方波电穿孔。

根据当前产品参数，CFG Series支持AC/DC双模式输出，方波脉冲最高3000 VDC，成串时间最长120 s，AC/DC切换时间≤5 μs，并支持成串、融合、修复及方波电穿孔等功能。

这些参数的意义并不是提供一套所有细胞都能直接套用的融合方案，而是为不同细胞、融合介质和实验目标提供可调整的平台。

十、做实验之前，用三个问题判断自己需要哪种技术

如果仍然不确定应该选择电穿孔还是电融合，可以先回答下面三个问题。

问题1：最终目的是什么？

如果目的是让DNA、RNA或蛋白质进入细胞，优先考虑电穿孔；如果目的是让两个细胞融合，则需要考虑电融合。

问题2：实验是否要求两个细胞先建立接触？

如果不需要，通常属于电穿孔递送问题；如果必须让两个细胞相互贴近并在接触面完成融合，则属于电融合问题。

问题3：是否同时存在融合和电转需求？

如果实验室既需要开展细胞融合，又要进行常规哺乳动物细胞转染，可以重点评估同时具备电融合和方波电穿孔功能的平台，减少不同设备之间的切换。

总结：电融合不是“更强的电穿孔”

电穿孔和电融合具有相同的部分生物电学基础，但最终实验目的不同，因此不能简单理解成同一技术的两个强度等级。

电穿孔解决的是外源物如何进入细胞；电融合解决的是两个相互接触的细胞如何形成融合细胞。

电穿孔实验主要关注细胞膜通透性、外源分子递送和转染后存活；电融合除了膜状态之外，还必须关注细胞接触、成串、融合脉冲和融合后的恢复。

因此在选择实验路线和设备之前，首先明确自己的实验对象、最终目的以及是否需要细胞成串与融合，比单独比较最高电压更加重要。

如实验涉及杂交瘤、细胞融合、核移植或同时需要方波电穿孔，可进一步查看CFG Series细胞融合与电穿孔系统，根据细胞类型、融合介质、电极系统和实际实验目标判断设备配置及参数需求。