转染试剂是一类用于将外源性核酸（如DNA或RNA）导入细胞的化学试剂，广泛应用于基因表达、基因编辑和细胞功能研究等领域。其工作原理主要基于物理和化学相互作用，通过不同的机制提高细胞膜对核酸的通透性，从而实现转染过程。
1.转染试剂的类型
转染试剂一般可以分为阳离子脂质体、聚合物、病毒载体等几种类型。阳离子脂质体是常用的一种，其颗粒带有正电荷，可以与带负电荷的DNA/RNA结合，形成纳米级复合物；聚合物如聚乙烯亚胺（PEI）等可以通过静电相互作用与核酸结合；病毒载体则利用病毒自身的感染机制将遗传物质导入细胞。
2.形成复合物
以阳离子脂质体为例，其工作原理首先是通过自组装形成脂质体与核酸的复合物。当阳离子脂质体与DNA/RNA混合时，阳离子脂质体的正电荷会吸引负电荷的核酸，形成稳定的复合物。这种复合物在物理性质上较小，便于细胞摄取。
3.细胞摄取
细胞膜的主要成分是磷脂双层，具有一定的屏障功能。转染试剂的复合物通过多种方式进入细胞，包括内吞作用和融合作用。内吞作用是指细胞膜向内凹陷，形成内含泡，将外部物质包裹进细胞内部；而融合作用则是指脂质体与细胞膜直接融合，释放核酸到细胞质中。
4.解聚与核酸释放
一旦进入细胞，转染试剂需要有效释放核酸。阳离子脂质体在细胞内环境中可以经历pH变化，从而导致脂质体膜的解聚，释放核酸到细胞质中。在某些情况下，转染试剂还会利用内体逃逸机制，避免核酸在内体内被降解。
5.基因表达
释放至细胞质中的核酸会被细胞的转录和翻译机制识别和加工。对于DNA来说，它可能被转录为mRNA，并最终被翻译成蛋白质；对于RNA，如siRNA或mRNA，它们会参与基因沉默或蛋白质合成。
6.优化转染效率
转染试剂的选择、浓度、转染时间以及细胞密度等因素都会影响转染效率。实验者可以通过优化这些参数，提高转染效果。同时，细胞类型也会影响转染效率，不同细胞对转染试剂的敏感性各不相同。
