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一、培訓目標

本培訓旨在讓操作人員：

1. 熟悉Gene Pulser Xcell電穿孔儀的構造、原理及工作機制；

2. 掌握標準化操作流程，確保實驗結果的重復性與安全性；

3. 能獨立完成不同細胞類型的電穿孔實驗；

4. 具備常見故障診斷和日常維護能力；

5. 理解儀器性能指標與數(shù)據(jù)評估標準。

二、儀器概述

Gene Pulser Xcell電穿孔儀是美國伯樂公司生產(chǎn)的一款高精度基因導入設備，廣泛應用于微生物、植物原生質體、動物細胞等體系的DNA、RNA、siRNA及蛋白轉入。

儀器組成

1. 主機控制單元（Main Unit）：
   提供可調電壓、電容、電阻的脈沖輸出。

2. 模塊接口系統(tǒng)（CE或PC模塊）：
   根據(jù)細胞類型選擇適配模塊；

• CE模塊：用于方波電擊（動物細胞）。

• PC模塊：用于指數(shù)波電擊（細菌、酵母、植物細胞）。

3. ShockPod電擊槽：
   連接電穿孔杯并傳遞高壓脈沖。

4. 顯示面板：
   顯示設定參數(shù)、電擊狀態(tài)與報警提示。

5. 安全防護結構：
   包含電弧檢測、電極互鎖與自動斷電保護功能。

儀器性能特點

• 輸出范圍廣（10–3000 V）；

• 時間常數(shù)可調（25–3275 μF）；

• 可設置單脈沖或多脈沖；

• 支持指數(shù)波、方波兩種放電模式；

• 電弧自動檢測與報警系統(tǒng)；

• 可儲存100組實驗方案；

• 結構模塊化、維護方便。

三、工作原理講解

電穿孔（Electroporation）是利用瞬時高壓電場使細胞膜產(chǎn)生暫時性納米孔洞的過程。
在電場作用下，細胞膜電位迅速上升至閾值（通常約0.5–1 V），膜結構發(fā)生可逆性重構，形成通道。外源核酸隨之進入細胞。
電場撤除后，膜孔關閉，細胞得以存活。

影響電穿孔效果的核心參數(shù)包括：

• 電壓（V）：決定電場強度；

• 電極間距（d）：影響電場均勻性；

• 時間常數(shù)（τ = RC）：影響脈沖持續(xù)時間；

• 緩沖液電導率：影響放電速度與熱效應。

Gene Pulser Xcell通過高精度電容控制與實時反饋技術，實現(xiàn)可控的電場釋放，使導入過程更加高效和穩(wěn)定。

四、操作流程培訓

1. 開機前檢查

• 確保儀器放置在穩(wěn)固平臺上；

• 檢查電源線、接地線是否完好；

• 確認ShockPod槽內清潔干燥；

• 電極無腐蝕、無鹽漬殘留；

• 模塊連接牢固，顯示屏正常亮起。

2. 樣品準備

1. 細胞制備：

• 取對數(shù)生長期細胞；

• 低溫洗滌3次以去除培養(yǎng)基鹽分；

• 重懸于無離子甘油或電穿孔緩沖液中。

2. DNA/RNA制備：

• 純度高（A260/A280 ≈ 1.8）；

• 無乙醇、鹽或蛋白雜質；

• 濃度適中（1–5 μg/mL）。

3. 電擊杯準備：

• 選用0.1、0.2或0.4 cm電極間距杯；

• 預冷至4℃，裝入樣品體積40–80 μL；

• 確保液面平整、無氣泡。

3. 儀器設置與調節(jié)

1. 模式選擇

• Manual（手動）：自定義所有參數(shù)；

• Preset（預設）：調用廠家推薦細胞參數(shù)；

• Protocol（程序）：保存和調用用戶方案。

2. 參數(shù)設定

• 電壓范圍：根據(jù)細胞類型確定（細菌約2 kV、動物細胞約400 V）；

• 電容：25–3275 μF；

• 電阻：0–1000 Ω；

• 脈沖模式：單脈沖或多脈沖；

• 間隔時間：0.5–1秒；

• 電極間距：與電擊杯匹配。

3. 執(zhí)行電擊

• 插入裝樣杯，蓋好安全罩；

• 按“Pulse”鍵啟動；

• 屏幕顯示電壓、時間常數(shù)及能量釋放；

• 電擊結束后取出樣品，立即轉入復蘇液中。

4. 實驗復蘇與培養(yǎng)

• 電擊后立即加入適宜培養(yǎng)基；

• 靜置復蘇或搖床培養(yǎng)；

• 細菌/酵母30–37℃，動物細胞37℃、5% CO?。

4. 操作演示培訓重點