伯樂電穿孔儀操作流程與使用注意事項(xiàng)詳解

一、前言

電穿孔技術(shù)是一種將外源分子（如 DNA、RNA、蛋白質(zhì)等）導(dǎo)入細(xì)胞的常用方法，具有高效率、適用范圍廣等優(yōu)勢。伯樂電穿孔儀（Gene Pulser Xcell）以其模塊化設(shè)計(jì)、高度精準(zhǔn)的脈沖控制系統(tǒng)與人性化界面，在全球生命科學(xué)研究中被廣泛使用。正確的操作流程與規(guī)范的使用細(xì)則是保障實(shí)驗(yàn)成功與設(shè)備壽命的關(guān)鍵。

本說明將圍繞該儀器的標(biāo)準(zhǔn)操作流程、日常使用技巧及安全事項(xiàng)展開，幫助實(shí)驗(yàn)人員全面掌握使用要點(diǎn)，提升操作效率與實(shí)驗(yàn)重復(fù)性。

二、電穿孔實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備工作

在正式啟動設(shè)備前，應(yīng)對實(shí)驗(yàn)流程、試劑準(zhǔn)備、細(xì)胞狀態(tài)等因素進(jìn)行全面檢查和準(zhǔn)備。

1. 細(xì)胞預(yù)處理

• 選擇對數(shù)生長期的細(xì)胞：確保細(xì)胞處于生長活躍階段，有利于電穿孔后恢復(fù)。

• 洗滌與重懸：使用無血清培養(yǎng)基或電穿孔緩沖液對細(xì)胞進(jìn)行2–3次清洗，移除干擾因素。

• 調(diào)整細(xì)胞密度：建議控制在 1×10? – 1×10? cells/mL 的范圍，根據(jù)細(xì)胞類型適當(dāng)調(diào)整。

2. 外源分子準(zhǔn)備

• 質(zhì)粒 DNA 或 RNA：應(yīng)為高純度，無蛋白污染；濃度一般控制在50–200 ng/μL。

• siRNA、蛋白質(zhì)等：根據(jù)分子量與電荷特性調(diào)整緩沖體系，避免離子強(qiáng)度過高。

3. 電穿孔緩沖液

• 應(yīng)使用專用電穿孔緩沖液或低導(dǎo)電性溶液（如Hepes、PBS變體）。

• 禁用含鈣鎂或高鹽濃度的培養(yǎng)液，以免產(chǎn)生電弧或殺傷細(xì)胞。

4. 電穿孔比色皿

• 根據(jù)實(shí)驗(yàn)需求選擇0.1 cm、0.2 cm或0.4 cm間隙的比色皿。

• 保證干凈、無裂痕，避免殘留液體污染ShockPod電極。

三、設(shè)備設(shè)置與啟動流程

1. 電源與模塊連接

• 插入主控單元電源，接通AC電源線。

• 根據(jù)需要連接CE模塊（指數(shù)波）或PC模塊（方波）；系統(tǒng)將自動識別并提示。

• 插入ShockPod模塊，確保連接緊密、無松動。

2. 系統(tǒng)自檢與初始化

• 開機(jī)后，設(shè)備進(jìn)入自檢狀態(tài)，檢查模塊、顯示屏、溫度等。

• 出現(xiàn)主菜單后可進(jìn)入?yún)?shù)設(shè)置、程序選擇或用戶設(shè)定界面。

3. 樣品裝載

• 將處理好的細(xì)胞與外源分子混合后，輕輕移入比色皿中（建議加樣量20–100 μL）。

• 避免氣泡形成，氣泡會影響電場均勻性。

• 插入比色皿至ShockPod中，儀器將自動檢測是否就位。

四、脈沖參數(shù)設(shè)置與運(yùn)行流程

1. 參數(shù)設(shè)置

根據(jù)細(xì)胞類型選擇合適參數(shù)：

• 脈沖數(shù)設(shè)定：多數(shù)實(shí)驗(yàn)設(shè)為1–3次，間隔0.5–1秒。

• 儲存與調(diào)用：可將當(dāng)前設(shè)置保存為程序編號，供下次調(diào)用。

2. 運(yùn)行電穿孔

• 按下“Pulse”按鈕啟動。

• 儀器會自動顯示輸出電壓、電流與電阻，并發(fā)出操作完成提示音。

• 若出現(xiàn)異常（如電?。?，系統(tǒng)將中斷操作并提示報(bào)警。

3. 電擊結(jié)束后的處理

• 電穿孔完成后，立即將細(xì)胞從比色皿中移至預(yù)溫的恢復(fù)液或培養(yǎng)基中孵育5–10分鐘。

• 某些細(xì)胞可立即接種至培養(yǎng)板繼續(xù)后續(xù)實(shí)驗(yàn)，如報(bào)告基因檢測、轉(zhuǎn)染效率評估等。

五、使用注意事項(xiàng)與安全指導(dǎo)

1. 安全操作建議

• 電穿孔過程中存在高壓輸出，嚴(yán)禁在比色皿未就位狀態(tài)下啟動脈沖操作。

• 操作人員應(yīng)戴防護(hù)手套、穿實(shí)驗(yàn)服，避免皮膚直接接觸電極。

• 設(shè)備需接地良好，避免電擊或電流回流造成損壞。

2. 防止電弧現(xiàn)象

電弧放電可能導(dǎo)致樣品燒毀、細(xì)胞死亡或設(shè)備損壞：

• 使用干凈、無裂的比色皿。

• 徹底移除混合液中的氣泡。

• 使用導(dǎo)電性合適的緩沖液，不可含有氯離子、鈣鎂等雜質(zhì)。

• 避免樣品體積過少，電極接觸空氣會增強(qiáng)電阻。

3. 參數(shù)設(shè)定合理性

• 初次實(shí)驗(yàn)建議從較低電壓開始試探，逐步優(yōu)化。

• 電壓、電容過高會導(dǎo)致高熱積聚、細(xì)胞灼傷。

• 方波寬度過大亦可引起膜破裂不可逆。

4. 比色皿使用建議

• 每次使用后立即用無RNA酶水或70%乙醇沖洗干凈。

• 如比色皿反復(fù)使用，應(yīng)高壓滅菌并干燥存放。

• 不建議重復(fù)使用超過10次。

5. 日常設(shè)備維護(hù)

• 定期用棉簽蘸無水乙醇清潔ShockPod電極表面。

• 清理過程中不得滴入液體至設(shè)備內(nèi)部。

• 每月檢查電源插頭與模塊接口是否松動，避免因接觸不良引發(fā)工作異常。

6. 存儲條件

• 關(guān)閉主機(jī)電源后，拔掉電源線并用防塵罩覆蓋。

• 存放于干燥、恒溫實(shí)驗(yàn)室中，避免陽光直射或強(qiáng)電磁干擾環(huán)境。

六、異常情況排查與應(yīng)對

七、電穿孔效率優(yōu)化建議

• 控制室溫與細(xì)胞溫度：保持20–25℃室溫，細(xì)胞應(yīng)在冰上處理，減緩膜修復(fù)速率。

• 緩沖液選擇恰當(dāng)：優(yōu)選無離子雜質(zhì)、低導(dǎo)電的專用緩沖液。

• 細(xì)胞狀態(tài)穩(wěn)定：使用活力高、無污染、對數(shù)期細(xì)胞。

• 脈沖優(yōu)化：適當(dāng)調(diào)節(jié)脈沖寬度、間隔時(shí)間，提高外源物質(zhì)進(jìn)入幾率。

八、總結(jié)

伯樂電穿孔儀是當(dāng)前細(xì)胞轉(zhuǎn)染技術(shù)中的經(jīng)典設(shè)備之一，憑借其可調(diào)參數(shù)范圍廣、操作界面清晰、兼容性強(qiáng)等優(yōu)勢，被廣泛應(yīng)用于分子生物學(xué)、基因工程、免疫學(xué)、干細(xì)胞研究等多個(gè)領(lǐng)域。掌握科學(xué)的操作流程和規(guī)范的注意事項(xiàng)，不僅能顯著提升轉(zhuǎn)染成功率，也能延長儀器使用壽命、降低故障發(fā)生概率。

實(shí)驗(yàn)人員在每次使用前應(yīng)進(jìn)行充分的準(zhǔn)備與評估，在使用過程中嚴(yán)格遵循安全流程，并在使用后做好維護(hù)保養(yǎng)工作。唯有如此，方能在高效、高質(zhì)的基礎(chǔ)上，持續(xù)推動科學(xué)實(shí)驗(yàn)的穩(wěn)步開展。