合成原理

原生細胞的特點是含有微米級大小的空腔和外部的雙層磷脂膜。本論文采用反相微乳液方法制備人工的原生細胞，其特點是幾乎可以封裝任何物質(zhì)，包括蛋白，核酸和微納顆粒，并可以此定制用戶定義的分子生物系統(tǒng)。

該方法首先將小體積的水溶液加入到大體積（至少10倍）的磷脂油相中，制成大量油包水的乳液，即單層的微米級腔室。然后將該乳液滴入到含有單層磷脂的水相中，即可獲得雙層磷脂的原生細胞。其中，封裝的物質(zhì)均溶解在小體積的水溶液中。

合成步驟

準備油相 

首先將儲備溶液（溶解在10 μL CHCl₃ 中的50 mg/mL 磷脂溶液POPC）完全干燥。然后加入 1 mL 礦物油以溶解脂質(zhì)膜，如 1.5 mL Eppendorf 管A，通過在 85°C 下孵育直到不再可見未溶解的 POPC。

準備水相 

將所需的 DNA 鏈溶解在含有 5 mM Mg²⁺的 280 mM 蔗糖中，作為B管中的內(nèi)部水相。C管是500μL含有單層磷脂的外部水相，由含有 5 mM Mg²⁺的DPBS 或280 mM葡萄糖，并在水相頂部加入200 μL POPC溶液。

制備乳液 

將 20 μL 內(nèi)溶液移液到 400 μL 油包脂質(zhì)中，然后在水浴中超聲處理 30 至 60 分鐘以形成油包水乳液。

制備原生細胞 

將乳液在室溫下平衡 2 分鐘并覆蓋在管 C 的界面溶液上，然后在離心機中靜態(tài)孵育 5 分鐘。通過以 5000g 離心 5 分鐘，獲得底部的原生細胞，并在 4 °C 下儲存。

注意事項

重點難點1

高濃度的磷脂溶液需要完全干燥，最好在小容量的玻璃瓶中旋蒸，使之鋪成一層的白色薄膜。否則后期很難徹底溶解，會形成大量團絮狀的油相雜質(zhì)。為此，后續(xù)的礦物油溶解和乳液形成過程中必要時可以超聲。

重點難點2

從乳液到原生細胞的過程中，很多人無法通過離心獲得沉淀產(chǎn)物。因為內(nèi)部水相和外部水相沒有形成密度差，本文采用的是280 mM蔗糖溶液作為外部水相，280 mM 葡萄糖溶液或DPBS作為內(nèi)部水相。值得一提的是，在兩者形成密度差的同時，需要保持滲透壓相同以防止原生細胞破裂。

經(jīng)過本文實驗，280 mM蔗糖溶液與DPBS滲透壓相同，均等同于生理條件下的滲透壓285-305 mOsm/kg，因此該原生細胞可以在生理條件下與自然細胞相互作用。