陽離子聚合物--聚乙烯亞胺（polyethyleminine，PEI)
聚乙烯亞胺是目前研究的陽離子聚合物非病毒基因載體，它是由單體(-CH,CH,-NH-)構成的具有伯胺﹑仲胺和叔胺基團的水溶性聚合物。PEI單體中每3個原子含1個氮，并構成同的胺基。這些胺基的pKa值不同，使 PEI在較寬的pH范圍均可以被質子化,這是PEI有較強的結合DNA附細胞并作為基因轉導載體的重要原因。
分子量是決定其轉染效率重要因素，高分子量的PEI具有高效的基因轉染效率，但因為其大量正電荷的存在以及非生物降解性，可以導致細胞膜去穩定化，顯示出較大的細胞毒性，低分子量的PEI(低于2kDa)毒性低，但基因轉染效率也隨之降低。在HeLa、COS7、293T和CHO四種細胞上評價交聯PEI作為基因載體體外轉染pGL3的效率。發現二硫鍵含量和PEI分子量大小決定了轉染效率。
不同分子量的PEI轉染效率不同
枝狀的 800 kD PEI 是*報道的可用于多種細胞轉染的試劑，枝狀的 25 kD PEI（25B）用HEK293 細胞大規模瞬時轉染，其轉染效率較枝狀2 kD、600 kD、800 kD 或線狀 22 kDPEI（22L）的高。
有研究報道，比較了 3 種商品化的 PEI 轉染試劑 25 kD LPEI、40 kDPEI-Max、PEI pro，轉染 HEK293 和 CHO 細胞，PEI pro 的轉染效率低于 25 kD LPEI、40 kD PEI-Max，PEI pro 的毒性。經過優化，PEI-Max 的表達量優于 25 kD LPEI。
PEI 介導的瞬時轉染中 DNA 和 PEI 比例一般為1:2 ~ 1:3（W/W），提高轉染試劑比例會提高轉染效率，但是隨之細胞毒性也會增加。另外轉染時的細胞密度、DNA-PEI聚合物的大小、培養基的組成等都會影響轉染效果。
陽離子聚合物--脂質體
陽離子脂質體易穿透細胞膜，轉染效率要明顯高于其他轉染試劑，因而也廣泛用于瞬時轉染，但因其化學合成不易，商業化常用的脂質體如 Lipofectamine 價格較高，遠貴于其他化學轉染試劑，因此只適合于小量瞬時轉染。
目前的脂質體轉染體系是將陽離子脂質體與 DNA 溶液混合，以形成 DNA 夾在脂質雙分子層之間的結構。HEK293 細胞是非常適合進行瞬時轉染的細胞，很容易接收外來 DNA，在合適的轉染條件下，脂質體轉染效率可達 80% 以上， 使用商品化羅氏的 FuGene HD 或者Invitrogen 的 Lipofectamine2000 的轉染效率甚至可達90% 以上。但是傳統的 CHO 細胞的轉染效率相對較低，只有 40% ~ 60%。
Thermo Fisher 公司新開發的Expi293F 和 ExpiCHO 瞬時轉染系統的轉染效率和表達量有了較大的提升，但是商品化的轉染試劑盒培養基價格較貴，不太適用于產業化放大。
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