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伯樂Genepulser Xcell電穿孔儀操作手冊

詳情

一、儀器簡介

伯樂Gene Pulser Xcell電穿孔儀是伯樂公司研制的高性能電穿孔系統(tǒng)，專為基因轉(zhuǎn)化、蛋白導(dǎo)入、RNA電轉(zhuǎn)及細(xì)胞融合等實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。
設(shè)備采用可控高壓脈沖技術(shù)，使細(xì)胞膜短暫形成可逆性納米孔洞，從而實(shí)現(xiàn)外源分子進(jìn)入細(xì)胞的過程。

主要特點(diǎn)：

輸出電壓范圍寬：10–3000 V；
支持指數(shù)波與方波兩種模式；
電容范圍25–3275 μF，可精確控制時(shí)間常數(shù)；
內(nèi)置電弧保護(hù)系統(tǒng)，防止樣品擊穿；
參數(shù)可儲(chǔ)存、調(diào)用與復(fù)制，便于重復(fù)實(shí)驗(yàn)；
模塊化設(shè)計(jì)，支持細(xì)菌、酵母、植物原生質(zhì)體及動(dòng)物細(xì)胞等多類型實(shí)驗(yàn)；
配備安全互鎖系統(tǒng)與溫度保護(hù)裝置。

二、工作原理

電穿孔（Electroporation）是通過施加瞬間高電壓脈沖改變細(xì)胞膜通透性，使帶電分子（DNA、RNA、蛋白質(zhì)）進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)的一種物理方法。

原理要點(diǎn)

當(dāng)外加電場強(qiáng)度達(dá)到一定閾值時(shí)，細(xì)胞膜上的磷脂分子重新排列形成暫時(shí)性孔洞；
孔洞形成后，外源物質(zhì)可自由擴(kuò)散進(jìn)入細(xì)胞；
移除電場后，膜孔在短時(shí)間內(nèi)自我修復(fù)，保持細(xì)胞活性。

公式表達(dá)：
電場強(qiáng)度 $E = V / d$ ，其中V為電壓，d為電極間距。
時(shí)間常數(shù) $τ=RC\tau = RC$ ，反映放電持續(xù)時(shí)間。
通過調(diào)節(jié)V、R、C三者，可以精確控制穿孔效果與細(xì)胞存活率。

三、儀器結(jié)構(gòu)組成

主機(jī)控制單元（Main Unit）
控制電壓、電容、電阻及波形輸出，帶有顯示屏與操作面板。
模塊系統(tǒng)（Modules）

PC模塊（Pulse Controller）：適合指數(shù)波放電（細(xì)菌、酵母、植物細(xì)胞）；
CE模塊（Capacitor Extender）：用于方波放電（動(dòng)物細(xì)胞）。

ShockPod電擊槽
用于放置電穿孔杯（cuvette），連接高壓輸出端。
顯示面板與按鍵區(qū)
可設(shè)置電壓、電容、電阻、脈沖次數(shù)等參數(shù)，并實(shí)時(shí)顯示運(yùn)行狀態(tài)。
安全系統(tǒng)
包括電弧檢測、電極互鎖、防過載及過溫保護(hù)功能。
電源與接地裝置
提供穩(wěn)定電流，確保安全運(yùn)行。

四、安裝與準(zhǔn)備

1. 安裝環(huán)境要求

室溫15–30℃；
濕度≤70%，無冷凝；
避免陽光直射與強(qiáng)電磁干擾；
使用獨(dú)立接地的交流電源（220V，50Hz）；
放置在平穩(wěn)、防震、防潮的實(shí)驗(yàn)桌上。

2. 安裝步驟

將主機(jī)放置平穩(wěn)；
將ShockPod電擊槽插入主機(jī)前面接口；
若需方波實(shí)驗(yàn)，連接CE模塊；
插入電源線并接地；
開機(jī)后系統(tǒng)自檢，顯示“System OK”即可使用。

3. 檢查項(xiàng)目

電極表面干凈、無氧化；
電擊槽蓋可正常閉合；
電源指示燈正常亮起；
顯示屏參數(shù)清晰。

五、操作流程

（一）樣品準(zhǔn)備

細(xì)胞預(yù)處理

使用對數(shù)期活性細(xì)胞；
低溫離心，去除培養(yǎng)基鹽分；
用無離子甘油或電穿孔緩沖液洗滌三次；
保持4℃預(yù)冷，防止電擊升溫。

DNA/RNA樣品

純度高，OD260/280≈1.8；
避免鹽和酒精殘留；
濃度一般為1–5 μg/mL。

電擊杯準(zhǔn)備

選擇適當(dāng)間距（0.1 cm、0.2 cm、0.4 cm）；
加入40–80 μL混合樣品；
避免產(chǎn)生氣泡；
保持杯體干凈、干燥。

（二）參數(shù)設(shè)定

根據(jù)實(shí)驗(yàn)類型調(diào)整電壓、電容、電阻及波形。

實(shí)驗(yàn)類型	模式	電壓(V)	電容(μF)	間距(cm)	備注
大腸桿菌	指數(shù)波	1800–2500	25	0.2	甘油緩沖液
酵母	指數(shù)波	1200–1500	200	0.2	山梨醇保護(hù)
動(dòng)物細(xì)胞	方波	250–800	1000	0.4	低電導(dǎo)緩沖液
植物原生質(zhì)體	指數(shù)波	300–700	500	0.4	冷卻操作