THP-1细胞电转参数怎么选？电压与转染效率优化

THP-1细胞是免疫学、炎症反应、巨噬细胞分化和基因功能研究中常用的人源单核细胞白血病细胞系。在开展质粒DNA转染、siRNA递送及CRISPR基因编辑实验时，研究人员经常需要确定THP-1细胞的电转参数。

例如，THP-1电转电压应该设置多少？使用方波还是其他电转程序？为什么有的研究采用FF-100程序，而有的论文使用1400 V、20 ms、2次脉冲？这些参数能否直接用于其他品牌的电穿孔仪？

实际情况是，不同研究采用的电转设备、缓冲液、反应容器和细胞处理方式可能存在明显差异。仅凭论文中的电压或程序编号，通常无法判断一套条件是否适合当前实验。

特别需要注意，未分化的悬浮THP-1细胞，与经过PMA诱导形成的巨噬细胞样THP-1，在细胞形态和实验处理方面存在区别，不能默认共用电转方案。

本文结合ATCC、Lonza及公开研究资料，介绍THP-1细胞电转的参考条件、参数影响因素和实验优化方法。

一、THP-1是什么细胞？电转前为什么要确认细胞状态？

THP-1是来源于人急性单核细胞白血病的细胞系，ATCC编号为TIB-202，常用于单核细胞及巨噬细胞相关的基础研究。

未分化THP-1通常以悬浮方式生长。经过适当的PMA诱导后，细胞可出现贴壁、伸展及其他巨噬细胞样形态变化。

因此，在寻找THP-1电转参数之前，首先需要明确实验对象处于哪一种状态。

需要强调，THP-1虽然常用于模拟单核细胞和巨噬细胞的部分研究特征，但它不是直接分离获得的人原代单核细胞。

因此，THP-1电转结果不能直接等同于PBMC或其他原代免疫细胞的转染结果。

二、THP-1细胞电转有哪些公开参考参数？

公开研究中已经存在多种针对THP-1的电转实验条件，但这些参数来自不同设备平台，必须分别理解。

1. Lonza 4D-Nucleofector的THP-1电转程序

Lonza公开的THP-1优化协议采用4D-Nucleofector系统、SG细胞电转试剂及FF-100程序。

其20 μL实验体系中包含以下参考条件：

Lonza的官方THP-1协议报告，在上述20 μL、FF-100及pmaxGFP实验条件下，24小时后的细胞活率通常约为80%。该数值属于其特定实验体系，不是其他设备可保证达到的结果。

特别注意：FF-100是Lonza设备中的专用程序编号，并不是公开的固定电压数值，不能直接转换成其他电转仪的通用设置。

2. THP-1基因编辑研究中的FF-100参数

2021年发表在《Frontiers in Cell and Developmental Biology》的研究《CRISPR-Cas9 Editing of Human Histone Deubiquitinase Gene USP16 in Human Monocytic Leukemia Cell Line THP-1》，使用Lonza 4D-Nucleofector开展THP-1基因编辑研究。

论文报告的电转条件包括：

该研究说明，FF-100程序曾用于THP-1的CRISPR-Cas9质粒递送和后续基因编辑研究。

但是，论文中成功建立基因编辑细胞株，并不代表相同程序对所有质粒、所有THP-1细胞批次都具有同等效果。

3. 2026年Neon系统的THP-1公开电转条件

2026年发表于《MethodsX》的研究《Rapid and efficient generation of multigene-knockout THP-1 cells using a simple CRISPR-Cas9 protocol》，使用Thermo Fisher Neon电转系统开展THP-1基因编辑实验。

研究人员报告的电转条件如下：

在该研究使用的EGFP报告质粒实验中，电转后24小时约70%的存活细胞呈GFP阳性。

这里的70%是活细胞群体内的GFP阳性比例，不是70%的细胞活率，也不等于70%的基因敲除率。

重要提醒：1400 V、20 ms、2次脉冲属于Neon系统及专用移液枪头式电转体系的研究条件，不得直接作为传统电转杯设备或威尼德电穿孔仪的THP-1推荐参数。

不同设备的电极结构、实际电场、波形及缓冲体系可能不同，仅比较电压数字没有充分依据。

三、PMA分化后的THP-1巨噬细胞如何电转？

如果研究对象已经由THP-1诱导分化为巨噬细胞样细胞，应该优先寻找对应分化阶段的研究方案。

2014年发表于《Journal of Visualized Experiments》的研究《Highly Efficient Transfection of Human THP-1 Macrophages by Nucleofection》，介绍了针对THP-1巨噬细胞样细胞的核酸递送方法。

该研究采用PMA预诱导THP-1细胞48小时，然后将细胞脱附，在Lonza Nucleofector 2b系统中进行核转染。

主要参考条件如下：

这项研究表明，针对分化阶段不同的THP-1样品，需要采用匹配的细胞处理和递送方法。

Y-001与FF-100属于不同设备体系和实验方案，不能直接视为等效程序。

四、为什么THP-1公开电转参数差异这么大？

在上述研究中，可以看到FF-100、Y-001及1400 V等不同参数。

造成这种差异的主要原因，并不只是实验人员使用的电压不同。

1. 电转设备不同

不同设备采用的电极形式、脉冲控制方式和输出电路存在差异。例如，Neon使用专用移液枪头式电转体系，而Lonza Nucleofector使用相应专用反应容器及程序。

2. 细胞状态不同

未分化的悬浮THP-1细胞与PMA诱导后的巨噬细胞样THP-1，可能在膜特性、细胞状态和恢复能力方面存在差异。

3. 缓冲体系不同

不同电转体系采用的缓冲液可能影响样品导电性和细胞耐受性。

其他品牌的专用缓冲液不应在未经验证的情况下作为通用替代方案。

4. 递送材料不同

质粒DNA、siRNA、mRNA及其他核酸材料具有不同实验目的，不能默认采用相同加入量和脉冲条件。

5. 实验评价指标不同

有的研究关注GFP阳性率，有的研究关注基因敲低，有的研究则需要进一步筛选稳定基因敲除细胞株。

这些实验结果不能简单使用同一个转染效率指标进行比较。

五、THP-1电转参数优化应该从哪些方面入手？

对于尚未建立稳定电转方案的THP-1实验室，建议优先确认完整实验体系，再开展有依据的参数比较。

对于同一轮参数比较，应尽量保持细胞批次、递送材料及检测时间一致，避免同时改变过多变量。

如果实验已经出现明显的细胞死亡，应优先核对细胞状态、缓冲体系及实际脉冲输出，而不是简单地提高或降低电压。

六、THP-1电转后如何判断实验是否成功？

THP-1细胞电转成功与否，需要结合实际递送目标进行判断。

1. 报告基因阳性率

对于GFP等报告基因实验，可以通过流式细胞术或其他适当方法评价阳性比例。

需要明确统计分母是否限定为存活细胞，避免将活细胞阳性率与全样品阳性率混为一谈。

2. 细胞存活率

应记录电转后不同时间点的细胞状态，并设置合适的对照实验。

THP-1对递送材料加入量可能较为敏感。Lonza公开技术资料曾观察到，增加质粒DNA用量可能明显降低其电转后的细胞存活情况。

3. 阳性活细胞回收数量

对于需要进一步培养、筛选或开展功能实验的研究，实际获得多少阳性活细胞，比单独追求较高阳性率更具有参考价值。

4. 基因敲低与基因编辑结果

如果使用siRNA进行基因敲低，应通过合适的方法检测目标RNA或蛋白表达变化。

如果开展CRISPR-Cas9基因编辑，则应进一步使用测序或其他适当方法确认目标位点变化。

报告基因阳性不能直接等同于目标基因已经成功敲除。

5. 巨噬细胞样功能

对于PMA分化后的THP-1细胞，电转后还需要根据实验目的评价分化状态、吞噬功能或炎症相关指标。

如果电转过程明显影响细胞功能，即使能够检测到递送信号，也未必满足后续研究要求。

七、THP-1细胞电转效率低或细胞死亡多，如何排查？

如果需要进一步了解免疫细胞参数为什么不能简单照搬普通细胞系，可参考官网技术文章：原代细胞、免疫细胞电转参数优化：为什么不能照搬普通细胞系？

八、THP-1细胞电转如何选择电穿孔仪？

对于THP-1等悬浮细胞转染研究，选择电穿孔仪时应重点关注输出波形、脉冲参数调节能力、实际输出监测、耗材兼容性及实验记录功能。

设备具有细胞转染所需的通用电学功能，不代表已经针对THP-1完成独立实验验证。具体选型仍需结合目标样品和实验要求判断。

1. Gene Pulser 830方波电穿孔仪

威尼德Gene Pulser 830采用方波输出方式，面向哺乳动物细胞、悬浮细胞及其他细胞转染研究。

根据官方产品资料，该设备支持脉冲时间、间隔和次数设置，并具备实际波形显示、预脉冲电阻测量、实验程序保存及历史记录查询等功能。

对于需要使用方波开展THP-1参数探索的实验室，可以根据设备技术规格、现有实验方案及耗材要求评估其适用性。

产品详情：Gene Pulser 830方波电穿孔仪

2. Gene Pulser X2双波电穿孔仪

Gene Pulser X2集成方波与指数衰减波输出方式，可供同时开展微生物电转化和哺乳动物细胞转染的实验室进行设备选型。

根据威尼德官方资料，该设备具备实际波形监测、预脉冲电阻检测及程序设置等功能。

对于承担多种电转实验任务的实验室，可以结合具体细胞类型、波形需求及设备参数范围进行评估。

产品详情：Gene Pulser X2双波电穿孔仪

产品适用性说明：威尼德公开产品资料展示了上述设备的波形和参数设置能力，但本文未找到两款设备针对THP-1细胞的独立转染效率和细胞活率实测数据。

因此，本文不宣称Gene Pulser 830或Gene Pulser X2已在THP-1细胞上达到特定转染效率，也不把FF-100、Y-001或Neon 1400 V方案作为威尼德设备推荐程序。

九、THP-1细胞电转常见问题

1. THP-1细胞电转一般使用多少伏？

没有适用于所有设备的固定电压。部分Neon研究采用1400 V，但该数值属于专用移液枪头式电转体系，不能直接复制到普通电转杯或其他品牌设备。

2. THP-1电转FF-100程序是多少伏？

FF-100属于Lonza 4D-Nucleofector的专用程序编号，不能仅凭该编号获得一组可跨设备复制的电压和脉冲时间。

3. THP-1电转需要先用PMA分化吗？

不一定。如果实验研究未分化THP-1的基因表达或其他功能，可以根据实验设计在悬浮状态开展递送；如果研究巨噬细胞样THP-1，则需要考虑相应的分化和电转顺序。

4. THP-1质粒DNA电转与siRNA电转参数一样吗？

不能默认相同。两类材料的递送目标、分子性质和结果检测方法不同，应分别查阅可靠实验方案并验证。

5. THP-1电转为什么容易出现大量死亡？

可能与脉冲条件、DNA用量、细胞原有状态、电转缓冲液或恢复培养有关。应通过适当对照逐步排查。

6. THP-1电转阳性率达到70%，是不是说明基因编辑成功率为70%？

不是。如果70%来自GFP报告基因检测，它反映的是对应统计群体中的GFP阳性比例，不能直接等同于目标基因编辑或敲除效率。

十、THP-1电转设备与实验需求咨询

THP-1电转涉及细胞状态、递送分子、设备波形及完整电转体系。实验室在选择设备或建立参数方案前，应先明确实际研究目标。

如果目前正在开展THP-1质粒转染、siRNA递送、CRISPR基因编辑或巨噬细胞功能研究，建议提供以下实验信息：

• THP-1是否经过PMA诱导分化；

• 细胞培养状态及电转前活率；

• 递送材料类型、浓度和加入量；

• 现有电转设备及耗材规格；

• 目前使用的波形及完整脉冲参数；

• 现有转染阳性率、细胞活率及检测时间；

• 当前主要问题是效率低、死亡多还是结果重复性差。

威尼德生物科技（北京）有限公司提供方波及双波电穿孔仪，可结合研究需求沟通设备技术规格、脉冲设置能力、耗材适配及实验条件验证等问题。

产品中心：查看电穿孔仪产品与技术参数

在线咨询：提交THP-1电转实验与设备咨询需求

咨询电话：15532415159

十一、参考资料与图片来源

1. ATCC. THP-1（TIB-202）细胞系资料。查看细胞资料。

2. Lonza. Amaxa 4D-Nucleofector Protocol for THP-1（ATCC）。查看官方电转协议。

3. Lonza. THP-1 Cell Transfection Reference Data.查看THP-1参考数据。

4. CRISPR-Cas9 Editing of Human Histone Deubiquitinase Gene USP16 in Human Monocytic Leukemia Cell Line THP-1. Frontiers in Cell and Developmental Biology, 2021.查看研究原文。

5. Rapid and efficient generation of multigene-knockout THP-1 cells using a simple CRISPR-Cas9 protocol. MethodsX, 2026.查看Neon电转研究。

6. Highly Efficient Transfection of Human THP-1 Macrophages by Nucleofection. Journal of Visualized Experiments, 2014.查看分化后THP-1转染研究。

7. Effects of Benzalkonium Chloride on THP-1 Differentiated Macrophages In Vitro. PLOS ONE, 2013.查看细胞分化与形态研究。

8. 图1：Michée等，PLOS ONE，2013，Figure 1。查看原图及CC BY 4.0授权。图片未修改。

9. 图2、图3：威尼德生物官方网站产品实物图。Gene Pulser 830；Gene Pulser X2。

技术说明：本文所列THP-1电转条件来自公开研究或第三方设备技术资料，仅用于理解对应实验体系，不能直接作为威尼德设备推荐程序。不同细胞状态、递送材料、缓冲液、设备和耗材之间存在差异，具体实验条件应依据可靠资料及实际验证确定。本文仅用于科研技术交流。