纳米颗粒，由于其在DNA转运到细胞中的保护能力，在不久的将来可以用作转基因的非病毒载体。通过将纳米粒子与许多不同的配体和化合物连接来修饰纳米粒子，有助于改善它们在细胞内的运输。将纳米颗粒靶向到细胞内的特定位置，配子和胚胎，可以通过磁转染来实现。尽管与市售的用于体外培养细胞的转染试剂相比，使用纳米颗粒转染具有相当的效率和更低的细胞毒性，但仍需要证明以这种方式传递DNA会导致体内相似水平的基因表达，特别是考虑到该技术可能导致副作用。影响物理转染或机械转染效率的因素在很大程度上取决于这些方法的基本原理。浙江天津转染试剂
基于非病毒的转染方法可以进一步分为物理/机械方法和化学方法。常用的物理/机械转染方法包括电穿孔、声孔、磁***、基因显微注射和激光照射。电穿孔是一种常用的物理转染方法，利用电压瞬间增加细胞膜通透性，允许外来核酸进入。这种方法通常用于转染原代细胞、干细胞和B细胞系等难以转染的细胞。然而，使用高压可能导致细胞坏死、凋亡和长久性细胞损伤。超声辅助转染或超声穿孔涉及使用微泡技术在细胞膜上制造孔，以减轻遗传物质的转移，而激光照射辅助转染使用激光束在质膜上制造小孔，允许外来遗传物质进入。与电穿孔一样，超声穿孔和激光辅助转染也有破坏细胞膜和不可逆细胞死亡的风险。相比之下，磁辅助转染，或使用磁力来帮助转移外来遗传物质的磁转染，似乎对生物的破坏性较尽管效率较低，但对宿主细胞的破坏较小。另一方面，基因显微注射涉及使用特定的针刺穿细胞，将所需的核酸注射到宿主细胞的细胞核中。然而，这项技术需要经过专门训练的人员或机器人系统，他们可以高精度地执行程序，以防止细胞损伤，因此在基因***等临床应用中具有重要价值。与物理或机械转染方法相比，化学转染涉及使用专门设计的化学品或化合物来帮助将外源核酸转移到宿主细胞中。江西阳离子转染试剂Severino et al.进行的研究也指出了阳离子脂质作为基因递送纳米载体的潜在毒性。
共转染是将一种以上类型的核酸引入真核细胞的过程。组合的一些例子包括多个质粒DNA ,siRNA和质粒DNA ，以及多个miRNAs进入同一个细胞。通常，多质粒DNA共转染的目的是将一种以上的外源基因导入宿主细胞。其应用之一是生产由几种质粒DNA成分组成的合成病毒或杂交载体。一个例子是在HEK293细胞系中，用转移、包膜和包装载体等几种质粒载体生成慢病毒。此外，多个质粒DNA的共转染也可以应用于蛋白质-蛋白质相互作用(PPI)研究，以研究一种蛋白质与另一种蛋白质之间的关系。
肌内注射脂质体不能引起强烈的毒性反应，这与肺内或静脉注射途径的情况不同。几项体内研究表明，pDNA载体的肺内递送是促炎th1样细胞因子的产生和随后浸润细胞涌入肺区域的原因。在任何情况下，阳离子脂质本身不会引起免疫反应，而且这种效果不是由于pDNA制备中存在内***。在一项囊性纤维化临床试验中，急性轻度流感样症状被认为是由DNA依赖效应引起的，而对照组(*脂质组)没有观察到这种效应。有几种方法可以降低载体CpG基序的免疫刺激作用。这些包括这些基序中胞嘧啶碱基的甲基化，中和序列的添加，CpG基序的消除，使用化学或生物方法的免疫抑制，将载体靶向远离网状内皮系统的细胞，以及抑制内粒体酸化。研究表明，系统地消除pDNA载体中约50%的CpG基序，可导致体外小鼠脾细胞和静脉注射或鼻内滴注小鼠肺中细胞因子分泌减少。该方案还增加了转基因表达水平。利用肌内注射等途径，远离网状上皮系统进行被动靶向，也能提高转基因表达水平。其结构的一个共同特征是分子中存在许多带正电的基团，这些基团被质子化成带正电的聚合物。
此外，病毒浓度被认为是影响转导效率的另一个因素。在Haas等人的评估中测试的其他几个参数中，即含有不同辅助蛋白的HIV慢病毒载体构建，纤维连接蛋白片段的存在/不存在以及在人脐带血和胚胎肾细胞的转导培养基中添加多阳离子硫酸鱼精蛋白，只有病毒滴度似乎与病毒转导效率直接相关。转染介质的条件也可能影响转导效率。例如，在转导过程中，使用胎牛血清比牛血清产生更好的转导效率。同样，研究表明，deae-葡聚糖等多阳离子可以比较大限度地减少带负电荷细胞之间的排斥力，并促进病毒转导。影响化学转染效率的因素人类原代干细胞是另一种公认的难以转染的细胞类型，转染这种细胞类型的挑战仍然是效率低和细胞活力低。贵州mRNA转染试剂
纳米颗粒可以参与内体途径，并可以通过细胞质将DNA运输到细胞核。浙江天津转染试剂
PEI的分子量对细胞毒性和基因转移活性有影响。由于PEI在细胞内不可降解，所以分子量越高，细胞毒性越强。此外，具有较高分子量的PEI形成更稳定的聚合物，使其更容易转染，但更难在细胞内释放核酸。另一方面，PEI产生的复合物分子量降低，更难以转染;但它更容易释放核酸。因此，确定哪种分子量的PEI更有利是不能随意实现的。然而，一些改进使PEI在应用中更加先进。低分子量(LMW) PEI与可生物降解的骨架(如聚谷氨酸衍生物(PEG-b-PBLG))偶联，可***降低细胞毒性并保持较高的转染效率。通过用丙烯酸乙酯修饰胺，伯胺的乙酰化，或在聚合物结构中引入带负电荷的丙酸或琥珀酸基团，可以制备出各种无毒的分支PEI衍生物。由此产生的化学物质在利用siRNA敲低靶基因方面非常成功。浙江天津转染试剂
