伯樂(lè) Bio-Rad MicroPulser 電穿孔儀詳盡介紹

一、技術(shù)背景與研發(fā)理念

電穿孔是一種通過(guò)短暫高壓電脈沖引發(fā)細(xì)胞膜瞬時(shí)孔洞，從而實(shí)現(xiàn)外源分子導(dǎo)入的物理方法。與傳統(tǒng)的化學(xué)轉(zhuǎn)染或病毒感染方式相比，電穿孔具有廣泛適用性、高效率及低毒性的優(yōu)點(diǎn)，尤其適用于常規(guī)轉(zhuǎn)染手段難以奏效的細(xì)菌、酵母和部分哺乳動(dòng)物細(xì)胞。

基于此背景，Bio-Rad 公司推出了 MicroPulser 電穿孔儀，這是一款定位于“操作簡(jiǎn)單、精準(zhǔn)高效”的實(shí)驗(yàn)設(shè)備，尤其適合科研型實(shí)驗(yàn)室中常規(guī)微生物轉(zhuǎn)化、高效質(zhì)粒導(dǎo)入與教學(xué)實(shí)踐等日常使用需求。

二、儀器概述

MicroPulser 電穿孔儀是 Bio-Rad 專(zhuān)為微生物轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)開(kāi)發(fā)的一款緊湊型單脈沖穿孔設(shè)備。其集成了預(yù)設(shè)穿孔程序、可調(diào)電壓輸出和簡(jiǎn)潔的交互界面，為微生物轉(zhuǎn)化提供了高重復(fù)性、高效率的解決方案。

該設(shè)備支持多種標(biāo)準(zhǔn)電穿孔比色皿，適用于多種細(xì)菌與酵母的穿孔環(huán)境，極大地簡(jiǎn)化了操作流程，提高了轉(zhuǎn)化成功率。

三、主要技術(shù)參數(shù)

四、設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)與構(gòu)成模塊

1. 主機(jī)部分

MicroPulser 的主機(jī)為一體化封閉結(jié)構(gòu)，采用金屬殼體防電磁干擾設(shè)計(jì)，內(nèi)部設(shè)有高壓輸出電容、阻尼系統(tǒng)與安全監(jiān)控模塊。

2. 控制面板

控制區(qū)域包括模式選擇按鈕、開(kāi)始脈沖按鍵以及液晶顯示界面。用戶可通過(guò)旋鈕選擇細(xì)菌或自定義程序，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)加載對(duì)應(yīng)參數(shù)。

3. 電極座接口

設(shè)備配有標(biāo)準(zhǔn) ShockPod 電極座，可插入 Bio-Rad 專(zhuān)用電穿孔比色皿，確保電極接觸均勻、安全閉合，避免意外觸電或擊穿。

五、主要功能與優(yōu)勢(shì)

1. 內(nèi)置穿孔程序簡(jiǎn)化操作

設(shè)備預(yù)設(shè)多種常用細(xì)菌（如 E. coli、Bacillus subtilis）和酵母（Saccharomyces cerevisiae）參數(shù)，初學(xué)者只需選擇目標(biāo)細(xì)胞，即可完成轉(zhuǎn)化設(shè)置，極大降低了上手門(mén)檻。

2. 脈沖高穩(wěn)定性與低電弧風(fēng)險(xiǎn)

高性能電容釋放機(jī)制確保電場(chǎng)輸出穩(wěn)定，同時(shí)配備電弧抑制系統(tǒng)，有效避免因液體導(dǎo)電性變化產(chǎn)生的擊穿現(xiàn)象，提升樣品安全性。

3. 精準(zhǔn)顯示穿孔參數(shù)

完成穿孔后，屏幕將顯示時(shí)間常數(shù)、電壓值等關(guān)鍵指標(biāo)，方便研究人員判斷穿孔效率，亦有助于后期實(shí)驗(yàn)參數(shù)優(yōu)化與文獻(xiàn)記錄。

4. 小型輕便，節(jié)省空間

MicroPulser 尺寸緊湊，適合放置于通風(fēng)櫥、生物安全柜內(nèi)操作，極大提高實(shí)驗(yàn)室空間利用率。

5. 安全保護(hù)機(jī)制齊全

具備電極保護(hù)蓋、電容快速放電模塊、自動(dòng)斷電等功能，確保穿孔過(guò)程對(duì)人員及樣品的雙重保護(hù)。

六、適用實(shí)驗(yàn)類(lèi)型

1. 質(zhì)粒導(dǎo)入大腸桿菌

最常見(jiàn)用途是將重組質(zhì)粒導(dǎo)入 E. coli 以進(jìn)行克隆表達(dá)或藍(lán)白斑篩選，成功率可達(dá) 90%以上，遠(yuǎn)高于化學(xué)法。

2. 放線菌轉(zhuǎn)化

面對(duì)細(xì)胞壁厚、轉(zhuǎn)化效率低的放線菌，MicroPulser 可通過(guò)高電壓短脈沖實(shí)現(xiàn)細(xì)胞膜短時(shí)電穿通，增強(qiáng)導(dǎo)入率。

3. 酵母表達(dá)系統(tǒng)啟動(dòng)

在釀酒酵母、畢赤酵母等表達(dá)系統(tǒng)中，電穿孔為質(zhì)粒導(dǎo)入提供可控的參數(shù)環(huán)境，適配重組蛋白表達(dá)研究。

4. CRISPR元件導(dǎo)入微生物

適用于將CRISPR干擾系統(tǒng)或編輯工具導(dǎo)入細(xì)菌或酵母中，探索基因敲除、敲入功能，推動(dòng)微生物遺傳工程研究。

七、操作流程示意

1. 細(xì)胞準(zhǔn)備：將對(duì)數(shù)期細(xì)胞制備為電穿孔狀態(tài)，洗滌去除離子。

2. 混合質(zhì)粒：與高純度DNA或RNA混合，轉(zhuǎn)入比色皿。

3. 選擇程序：在設(shè)備上選擇相應(yīng)細(xì)胞類(lèi)型預(yù)設(shè)。

4. 執(zhí)行穿孔：插入ShockPod，按下Pulse鍵。

5. 復(fù)蘇處理：立即轉(zhuǎn)移至復(fù)蘇液中，靜置培養(yǎng)。

6. 后續(xù)篩選：根據(jù)實(shí)驗(yàn)需求進(jìn)行抗性篩選、表達(dá)分析等。

八、注意事項(xiàng)與維護(hù)建議

• 每次使用后，應(yīng)及時(shí)用去離子水沖洗比色皿，防止鹽分殘留導(dǎo)致電極腐蝕。

• 穿孔液應(yīng)選用低電導(dǎo)、無(wú)鹽緩沖液，防止電弧。

• 電壓設(shè)置不應(yīng)超過(guò)推薦值，避免擊穿細(xì)胞或設(shè)備故障。

• 建議每年進(jìn)行一次內(nèi)部電容與電壓輸出精度校驗(yàn)。

• 放置于干燥通風(fēng)環(huán)境，避免長(zhǎng)時(shí)間處于高濕度狀態(tài)下存儲(chǔ)。

九、適用用戶群體

• 分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行基因克隆工作的科研人員；

• 微生物代謝工程、發(fā)酵工程研究團(tuán)隊(duì)；

• 生物學(xué)教學(xué)單位開(kāi)展教學(xué)演示；

• 合成生物學(xué)相關(guān)項(xiàng)目中的質(zhì)粒重構(gòu)驗(yàn)證工作。

十、總結(jié)與評(píng)價(jià)

MicroPulser 電穿孔儀以其卓越的可操作性、精準(zhǔn)的參數(shù)控制和強(qiáng)大的微生物轉(zhuǎn)化能力，為日?？蒲刑峁┝朔€(wěn)定、高效的穿孔平臺(tái)。無(wú)論是基礎(chǔ)研究還是產(chǎn)業(yè)化前期開(kāi)發(fā)，該設(shè)備都能以簡(jiǎn)潔的形式提供專(zhuān)業(yè)級(jí)穿孔支持。其所代表的高性價(jià)比和簡(jiǎn)易維護(hù)屬性，使其成為各類(lèi)實(shí)驗(yàn)室中不可或缺的工具之一。