转化是细菌细胞摄取和复制外源DNA的过程。大多数实验室用的大肠杆菌菌株不具备天然感受态——必须通过人工诱导才能摄取DNA。

感受态细胞的制备

化学感受态细胞通过用冰冷的CaCl₂（50–100 mM）洗涤对数期大肠杆菌制备。钙离子中和DNA带负电荷的磷酸骨架和细菌外膜的脂多糖层，促进DNA结合。然后将细胞分装并在−80 °C冷冻。

电转感受态细胞在冰冷的10%甘油中反复洗涤，以去除悬浮液中的所有离子。低离子强度可防止电穿孔过程中产生电弧。将细胞重悬于少量10%甘油中，分装并冷冻。

化学转化方案

1. 在冰上解冻一管化学感受态细胞（约20分钟）。
2. 加入1–10 µL DNA（0.1–100 ng质粒，或最多5 µL连接反应产物）。
3. 在冰上孵育20–30分钟。
4. 在42 °C热激45秒——时间过长会降低细胞活力。
5. 放回冰上2分钟。
6. 加入500–900 µL SOC或LB培养基（不含抗生素）。
7. 在37 °C以200–225 rpm振荡孵育45–60分钟。
8. 取50–200 µL涂布到选择性琼脂平板上。
9. 倒置在37 °C过夜孵育。

典型效率：化学感受态细胞为10⁶–10⁸ CFU/µg。

电穿孔方案

1. 在冰上解冻电转感受态细胞。
2. 将细胞转移到预冷的0.1或0.2 cm电转杯中。
3. 加入1–2 µL溶解于低盐缓冲液或水中的DNA（盐会导致电弧）。
4. 在1.5–2.5 kV（取决于电转杯间隙）、200–400 Ω、25 µF条件下电穿孔。
5. 立即加入500 µL SOC培养基并重悬。
6. 转移到培养管中，在37 °C孵育45–60分钟。
7. 涂布到选择性琼脂上。

典型效率：小质粒为10⁹–10¹⁰ CFU/µg。电穿孔更适用于大构建体（>10 kb）和连接产物。

筛选

通过含有与质粒上抗性标记相匹配的抗生素的琼脂筛选转化细胞。常用抗生素：氨苄青霉素（100 µg/mL）、卡那霉素（50 µg/mL）、氯霉素（25 µg/mL）、四环素（12.5 µg/mL）。氨苄青霉素筛选需要新鲜平板，因为β-内酰胺酶会扩散并降解抗生素——旧平板上会出现卫星菌落。