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伯樂(lè)（Bio-Rad）電穿孔儀165-2661是一款高性能的電轉(zhuǎn)化設(shè)備，專(zhuān)為分子生物學(xué)、基因工程及細(xì)胞生物學(xué)領(lǐng)域設(shè)計(jì)。它通過(guò)可控高壓脈沖在細(xì)胞膜上瞬間形成可逆性納米級(jí)孔洞，使外源DNA、RNA或蛋白質(zhì)分子能夠跨越細(xì)胞膜屏障，實(shí)現(xiàn)高效轉(zhuǎn)染或轉(zhuǎn)化。
與上一代型號(hào)165-2660相比，165-2661在電壓控制精度、電容切換響應(yīng)速度、時(shí)間常數(shù)檢測(cè)靈敏度及安全防護(hù)系統(tǒng)方面均進(jìn)行了升級(jí)。
其數(shù)字化控制系統(tǒng)能夠精確調(diào)節(jié)放電參數(shù)，實(shí)現(xiàn)能量穩(wěn)定輸出，同時(shí)配備多模式編程功能，可滿足不同細(xì)胞類(lèi)型及實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景的需求。
本章將對(duì)165-2661的核心技術(shù)規(guī)格、系統(tǒng)組成、性能指標(biāo)、控制邏輯及實(shí)驗(yàn)適配性進(jìn)行系統(tǒng)性介紹。
| 項(xiàng)目 | 說(shuō)明 |
|---|---|
| 產(chǎn)品名稱(chēng) | 伯樂(lè)電穿孔儀（Gene Pulser Xcell） |
| 型號(hào)編號(hào) | 165-2661 |
| 制造商 | Bio-Rad Laboratories |
| 設(shè)備類(lèi)型 | 高壓脈沖電轉(zhuǎn)化系統(tǒng) |
| 應(yīng)用領(lǐng)域 | 細(xì)菌轉(zhuǎn)化、真核細(xì)胞轉(zhuǎn)染、植物原生質(zhì)體導(dǎo)入、蛋白質(zhì)或RNA電轉(zhuǎn) |
| 控制系統(tǒng) | 數(shù)字微處理器自動(dòng)控制 |
| 顯示方式 | 高分辨率LCD液晶屏（帶背光） |
| 操作方式 | 按鍵面板與程序存儲(chǔ)系統(tǒng) |
| 安全等級(jí) | IEC 61010-1標(biāo)準(zhǔn)，Class I設(shè)備 |
| 電源要求 | AC 220 V ±10%，50/60 Hz |
| 功率消耗 | 180 W（典型運(yùn)行狀態(tài)） |
| 外形尺寸 | 280 mm × 230 mm × 150 mm |
| 重量 | 6.5 kg |
| 環(huán)境要求 | 溫度20–25°C，濕度≤60%，避免強(qiáng)磁場(chǎng)干擾 |
伯樂(lè)165-2661電穿孔儀主要由以下五大系統(tǒng)模塊構(gòu)成：
該模塊是設(shè)備的核心單元，負(fù)責(zé)將儲(chǔ)能電容中的能量以脈沖形式釋放到樣品電路中。
輸出電壓范圍：0.2–2.5 kV；
電壓精度：±1%；
電壓上升時(shí)間：<1 μs；
放電方式：?jiǎn)蚊}沖指數(shù)衰減波形。
系統(tǒng)采用高穩(wěn)定性MOSFET高壓開(kāi)關(guān)與閉環(huán)反饋設(shè)計(jì)，確保放電波形平滑，電流無(wú)二次反彈現(xiàn)象。
設(shè)備內(nèi)置多組高精度薄膜電容，可通過(guò)電子切換實(shí)現(xiàn)快速檔位轉(zhuǎn)換。
| 檔位編號(hào) | 電容值 (μF) | 適用體系 |
|---|---|---|
| 1 | 25 | 細(xì)菌體系（高壓短脈沖） |
| 2 | 50 | 酵母體系 |
| 3 | 125 | 植物或真菌體系 |
| 4 | 250 | 動(dòng)物細(xì)胞體系 |
| 5 | 500 | 高能量體系 |
| 6 | 1000 | 大體積電轉(zhuǎn)體系 |
| 7 | 3300 | 特殊大容量實(shí)驗(yàn) |
電容精度：±2%；
漏電電流：<0.1 μA；
切換響應(yīng)時(shí)間：<10 ms。
設(shè)備內(nèi)置高靈敏度采樣電阻與高速A/D轉(zhuǎn)換芯片，可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電壓衰減曲線并自動(dòng)計(jì)算時(shí)間常數(shù)（τ）。
測(cè)量分辨率：0.01 ms；
時(shí)間常數(shù)范圍：0.1–99.9 ms；
精度：±0.2 ms。
監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)將即時(shí)顯示在LCD屏幕上，便于判斷放電狀態(tài)與樣品反應(yīng)。
165-2661配備獨(dú)立電弧檢測(cè)電路，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電流變化率（ΔI/Δt）。當(dāng)系統(tǒng)檢測(cè)到異常電弧或放電不均時(shí)，自動(dòng)在1毫秒內(nèi)中斷輸出。
電弧檢測(cè)靈敏度：1×10?? s；
保護(hù)響應(yīng)時(shí)間：<1 ms；
自動(dòng)放電系統(tǒng)：放電完成后自動(dòng)釋放殘余電荷，防止操作風(fēng)險(xiǎn)。
采用嵌入式微控制單元（MCU），具備參數(shù)設(shè)定、存儲(chǔ)、調(diào)用與安全自檢功能。
參數(shù)存儲(chǔ)容量：50組；
鍵盤(pán)壽命：>50萬(wàn)次操作；
顯示內(nèi)容：設(shè)定值、實(shí)際值、時(shí)間常數(shù)、電弧狀態(tài)、運(yùn)行提示；
支持語(yǔ)言：中、英雙語(yǔ)切換。
| 項(xiàng)目 | 技術(shù)指標(biāo) |
|---|---|
| 電壓范圍 | 0.2–2.5 kV |
| 分辨率 | 0.01 kV |
| 精度 | ±1% |
| 電壓穩(wěn)定性 | ±0.5% |
| 電壓波形 | 單指數(shù)衰減 |
| 上升時(shí)間 | <1 μs |
| 峰值電流 | 100 A（最大） |
| 項(xiàng)目 | 技術(shù)指標(biāo) |
|---|---|
| 電容可調(diào)范圍 | 25–3300 μF |
| 電容精度 | ±2% |
| 切換時(shí)間 | <10 ms |
| 漏電電流 | <0.1 μA |
| 儲(chǔ)能耐壓 | 3 kV DC |
| 項(xiàng)目 | 技術(shù)指標(biāo) |
|---|---|
| 范圍 | 0.1–99.9 ms |
| 精度 | ±0.2 ms |
| 測(cè)量方式 | 自動(dòng)計(jì)算并實(shí)時(shí)顯示 |
| 波形監(jiān)控 | 實(shí)時(shí)衰減監(jiān)測(cè) |
| 項(xiàng)目 | 技術(shù)指標(biāo) |
|---|---|
| 電極間隙支持 | 0.1 cm、0.2 cm、0.4 cm |
| 接口類(lèi)型 | 快速鎖扣式電極槽 |
| 電極材質(zhì) | 高純度鍍金鋁合金 |
| 接觸電阻 | ≤0.05 Ω |
| 兼容性 | 兼容Bio-Rad標(biāo)準(zhǔn)電轉(zhuǎn)杯及第三方耗材 |
| 項(xiàng)目 | 技術(shù)指標(biāo) |
|---|---|
| 檢測(cè)靈敏度 | 1×10?? s |
| 響應(yīng)時(shí)間 | <1 ms |
| 自動(dòng)中斷 | 支持 |
| 安全鎖蓋聯(lián)動(dòng) | 蓋未閉合禁止放電 |
| 接地監(jiān)測(cè) | 自動(dòng)檢測(cè)，接地異常則禁止啟動(dòng) |
| 項(xiàng)目 | 范圍 |
|---|---|
| 操作溫度 | 15–30°C |
| 儲(chǔ)存溫度 | -10–50°C |
| 相對(duì)濕度 | ≤80%（非凝結(jié)） |
| 海拔高度 | ≤2000 m |
| 工作噪聲 | <40 dB |
| 安裝要求 | 水平穩(wěn)固，遠(yuǎn)離熱源與磁場(chǎng) |
用戶可通過(guò)前面板按鍵輸入電壓、電容與電阻參數(shù)，系統(tǒng)自動(dòng)計(jì)算理論時(shí)間常數(shù)并提示預(yù)計(jì)能量值。
放電完成后，系統(tǒng)實(shí)時(shí)顯示實(shí)際τ值，并與設(shè)定值進(jìn)行比對(duì)，判斷實(shí)驗(yàn)一致性。
可存儲(chǔ)50組不同實(shí)驗(yàn)方案，每組包含電壓、電容、時(shí)間常數(shù)及樣品類(lèi)型標(biāo)記。適用于多體系實(shí)驗(yàn)的快速切換。
上電后自動(dòng)檢測(cè)高壓模塊、電容單元及接地狀態(tài)；若檢測(cè)異常，系統(tǒng)發(fā)出聲光警示并鎖定操作界面。
具備USB輸出端口，可導(dǎo)出歷史放電數(shù)據(jù)與系統(tǒng)日志，便于科研記錄與質(zhì)量追溯。
165-2661可廣泛適用于以下實(shí)驗(yàn)體系：
| 實(shí)驗(yàn)體系 | 電壓范圍 (kV) | 電容范圍 (μF) | 理想時(shí)間常數(shù) (ms) | 特點(diǎn) |
|---|---|---|---|---|
| 大腸桿菌 | 2.0–2.5 | 25 | 4–5 | 高電場(chǎng)強(qiáng)度，短時(shí)間穿孔 |
| 酵母 | 1.0–1.5 | 50 | 6–8 | 能量平穩(wěn)，效率高 |
| 哺乳細(xì)胞 | 0.25–0.8 | 250 | 8–10 | 溫和脈沖，維持活性 |
| 植物原生質(zhì)體 | 0.6–1.0 | 1000 | 10–12 | 高電容長(zhǎng)脈沖 |
| 藻類(lèi)細(xì)胞 | 0.5–0.8 | 500 | 8–9 | 中能量體系 |
| 真菌孢子 | 1.5–2.0 | 50 | 6–7 | 快速放電型 |
設(shè)備在上述不同體系中均可通過(guò)參數(shù)微調(diào)實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定放電與高轉(zhuǎn)化效率。
伯樂(lè)165-2661在設(shè)計(jì)中充分考慮操作安全性，具備多重防護(hù)機(jī)制：
安全蓋聯(lián)鎖系統(tǒng)：
蓋未閉合時(shí)系統(tǒng)禁止放電；
放電完成前自動(dòng)鎖定蓋體，防止誤開(kāi)。
電弧防護(hù)系統(tǒng)：
實(shí)時(shí)檢測(cè)放電電流變化；
電弧信號(hào)觸發(fā)后1 ms內(nèi)切斷電源；
同時(shí)自動(dòng)記錄異常信息。
過(guò)壓保護(hù)：
當(dāng)輸出電壓超過(guò)設(shè)定值2%時(shí)自動(dòng)停止放電；
防止過(guò)沖損壞樣品或設(shè)備。
過(guò)溫保護(hù)：
系統(tǒng)溫度超過(guò)45°C時(shí)自動(dòng)降功率運(yùn)行；
風(fēng)冷系統(tǒng)自動(dòng)加速散熱。
接地檢測(cè)與殘余電荷釋放：
每次放電結(jié)束后自動(dòng)放電至安全電位；
避免操作時(shí)電擊風(fēng)險(xiǎn)。
在多輪性能驗(yàn)證中，伯樂(lè)165-2661展現(xiàn)出優(yōu)異的重復(fù)性與穩(wěn)定性。
| 測(cè)試項(xiàng)目 | 測(cè)試條件 | 結(jié)果 | 評(píng)價(jià) |
|---|---|---|---|
| 電壓穩(wěn)定性 | 連續(xù)放電100次（2.5 kV） | 偏差±0.5% | 優(yōu)良 |
| 時(shí)間常數(shù)重復(fù)性 | 同條件10次放電 | CV=1.3% | 穩(wěn)定 |
| 電弧檢測(cè)響應(yīng) | 模擬電弧觸發(fā) | 響應(yīng)時(shí)間0.8 ms | 正常 |
| 熱穩(wěn)定性 | 連續(xù)運(yùn)行2小時(shí) | 溫升1.8°C | 符合標(biāo)準(zhǔn) |
| 數(shù)據(jù)一致性 | 重復(fù)導(dǎo)出測(cè)試 | 完整無(wú)誤 | 合格 |
設(shè)備的重復(fù)放電精度及時(shí)間常數(shù)一致性滿足科研級(jí)實(shí)驗(yàn)要求。
為保證設(shè)備長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行，應(yīng)定期執(zhí)行以下維護(hù)與校準(zhǔn)項(xiàng)目：
| 項(xiàng)目 | 周期 | 內(nèi)容 |
|---|---|---|
| 電極清潔 | 每次實(shí)驗(yàn)后 | 去除鹽分與污染物，保持導(dǎo)電性 |
| 電壓校驗(yàn) | 每6個(gè)月 | 使用標(biāo)準(zhǔn)高壓表校準(zhǔn)輸出精度 |
| 電容檢測(cè) | 每12個(gè)月 | 檢查容量衰減與漏電狀態(tài) |
| 風(fēng)扇與散熱系統(tǒng) | 每季度 | 清潔灰塵，檢測(cè)運(yùn)行狀態(tài) |
| 軟件更新 | 每年 | 安裝官方固件更新以優(yōu)化功能 |
設(shè)備在正常使用條件下，設(shè)計(jì)壽命超過(guò)8年。
伯樂(lè)電穿孔儀165-2661在技術(shù)規(guī)格與實(shí)際表現(xiàn)方面具備以下突出優(yōu)勢(shì)：
高精度能量控制
電壓控制精度±1%，電容切換誤差小于2%，確保能量釋放均勻可重復(fù)。
智能化操作系統(tǒng)
微處理器自動(dòng)控制模式，支持參數(shù)存儲(chǔ)、調(diào)用、時(shí)間常數(shù)自動(dòng)計(jì)算與實(shí)驗(yàn)記錄功能。
安全穩(wěn)定的放電系統(tǒng)
電弧檢測(cè)與過(guò)壓保護(hù)系統(tǒng)保證放電過(guò)程穩(wěn)定，避免樣品損壞。
廣泛的適配性
可滿足從原核到真核細(xì)胞的電穿孔實(shí)驗(yàn)需求，支持多電轉(zhuǎn)杯規(guī)格與實(shí)驗(yàn)體系。
低噪音與低熱效應(yīng)設(shè)計(jì)
采用高效率能量轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)，熱積累極低，連續(xù)運(yùn)行穩(wěn)定。
結(jié)構(gòu)緊湊與易維護(hù)性
模塊化設(shè)計(jì)便于維護(hù)與升級(jí)，內(nèi)部電路布局緊湊合理。
165-2661憑借優(yōu)越的技術(shù)指標(biāo)與靈活的參數(shù)控制，已成為基因?qū)肱c細(xì)胞工程實(shí)驗(yàn)的核心設(shè)備之一。
其廣泛應(yīng)用領(lǐng)域包括：
質(zhì)粒DNA導(dǎo)入與轉(zhuǎn)化；
CRISPR/Cas9基因編輯體系；
RNA電轉(zhuǎn)及siRNA導(dǎo)入；
蛋白質(zhì)跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)實(shí)驗(yàn)；
植物原生質(zhì)體基因?qū)胙芯浚?/span>
疫苗與藥物遞送模型探索。
隨著分子生物學(xué)研究的深入，165-2661可與顯微成像、電阻抗測(cè)定等系統(tǒng)集成，構(gòu)建高通量自動(dòng)化電轉(zhuǎn)平臺(tái)，為精準(zhǔn)細(xì)胞操作與單細(xì)胞工程提供技術(shù)支撐。
