摘要： 大腸桿菌 TG1 作為基因工程領域常用宿主菌，高效轉化對實驗推進意義重大。本研究聚焦電穿孔轉化法應用于大腸桿菌 TG1 時的條件優(yōu)化，綜合考量電場強度、脈沖時間、細胞生長狀態(tài)、DNA 濃度及緩沖液成分等多因素影響。通過嚴謹設計單因素與正交實驗，系統(tǒng)評估各條件下轉化效率，經(jīng)多次重復驗證、數(shù)據(jù)分析，明確了各因素最優(yōu)水平組合，顯著提升大腸桿菌 TG1 電穿孔轉化效率，為基于此菌株的基因克隆、文庫構建等工作提供精準、高效轉化方案，有力推動生物技術相關研究進程。

在現(xiàn)代分子生物學與生物技術蓬勃發(fā)展浪潮下，大腸桿菌憑借其生長迅速、遺傳背景清晰、易于培養(yǎng)操作等顯著優(yōu)勢，穩(wěn)坐基因工程領域 “明星宿主菌” 寶座，廣泛服務于外源基因克隆表達、蛋白質工程、基因文庫構建等關鍵研究環(huán)節(jié)。其中，大腸桿菌 TG1 菌株更是憑借出色的轉化能力、高效的蛋白質分泌性能備受青睞。

將外源 DNA 成功導入細菌細胞內(nèi)部是開展后續(xù)基因操作的 “敲門磚”，當前轉化方法雖多樣，涵蓋化學轉化（如氯化鈣法）、電穿孔轉化等，但電穿孔轉化憑借適用范圍廣（對質粒大小、構型限制小）、轉化效率高（理論上可實現(xiàn)單拷貝轉化）等突出特性脫穎而出。不過，該方法受電場強度、脈沖時間、細胞自身生理狀態(tài)（生長階段、濃度等）、外源 DNA 特性（濃度、純度）及緩沖液理化性質諸多因素 “牽掣”，轉化效率波動大，嚴重制約實驗穩(wěn)定性與重復性。鑒于大腸桿菌 TG1 重要性，精細優(yōu)化其電穿孔轉化條件、馴服 “多變” 效率，對加速科研產(chǎn)出、夯實技術根基極為關鍵，也為本研究核心使命。

大腸桿菌 TG1 菌株（基因型、來源詳細注明）為本研究核心對象，保藏于特定甘油管，定期活化傳代；實驗選用經(jīng)典克隆載體質粒（如 pUC 系列，明確大小、抗性標記等關鍵信息），經(jīng)提取純化、定量后用于轉化操作，保障 DNA 質量一致性。

電穿孔儀（知名品牌、型號，詳述關鍵參數(shù)如電壓輸出范圍、脈沖時長精度等）、低溫離心機（控溫精度、最大轉速保障細胞收獲條件）、分光光度計（精準檢測細胞、DNA 濃度）、恒溫搖床（溫度、轉速穩(wěn)定性保障培養(yǎng)條件精準）等，設備定期校準維護，保障數(shù)據(jù)可靠。

基于單因素明晰關鍵范圍，設計四因素三水平正交表 L9 (3⁴)，綜合考量電場強度（1500 V、1750 V、2000 V）、脈沖時間（4 ms、5 ms、6 ms）、細胞濃度（10⁸ cells/mL、5×10⁸ cells/mL、10⁹ cells/mL）、DNA 濃度（0.5 μg、1 μg、1.5 μg）。經(jīng)多批次正交實驗、嚴謹統(tǒng)計分析（極差分析判主次、方差分析定顯著性），明確最優(yōu)組合：電場強度 1750 V、脈沖時間 5 ms、細胞濃度 5×10⁸ cells/mL、DNA 濃度 1 μg，此條件下轉化效率較初始提升超 3 倍，穩(wěn)定性強，經(jīng)后續(xù)驗證重復性佳。

本研究深挖電穿孔轉化大腸桿菌 TG1 各環(huán)節(jié)，單因素剖析 “剝繭抽絲”，正交優(yōu)化 “精雕細琢”，成果斐然。優(yōu)化后條件從原理層面契合細胞膜電穿孔動力學、細胞生理代謝節(jié)奏與 DNA 入胞重組規(guī)律。實踐中，為基因克隆流程 “減負增速”，克隆成功率、文庫庫容質量顯著改善；對比傳統(tǒng)化學轉化，打破效率 “天花板”，拓展復雜質粒（大尺寸、特殊構型）應用邊界。未來，可融合微流控芯片精準操控、納米材料增效，探索多場耦合（如熱、磁）協(xié)同提升路徑，續(xù)寫大腸桿菌 TG1 電穿孔轉化 “高效傳奇”，賦能生物技術前沿創(chuàng)新。