伯樂 GenePulser Xcell 電穿孔儀使用注意事項(xiàng)（系統(tǒng)版）

一、總則與適用范圍

本注意事項(xiàng)面向在分子生物學(xué)、細(xì)胞工程、微生物學(xué)與生物醫(yī)藥研發(fā)中使用 GenePulser Xcell 的科研人員與技術(shù)工程師。內(nèi)容覆蓋人員資質(zhì)、環(huán)境與供電、耗材與緩沖液、裝樣操作、脈沖參數(shù)設(shè)定、安全防護(hù)、異常處置、記錄合規(guī)、維護(hù)保養(yǎng)以及典型細(xì)胞場(chǎng)景的專屬要點(diǎn)，旨在在確保安全的前提下穩(wěn)定提升實(shí)驗(yàn)成功率與重復(fù)性。

二、人員資質(zhì)與培訓(xùn)

1. 僅限接受過電穿孔原理、設(shè)備結(jié)構(gòu)、安全互鎖與應(yīng)急處置培訓(xùn)的人員獨(dú)立上機(jī)。

2. 新人上機(jī)需在有經(jīng)驗(yàn)導(dǎo)師的監(jiān)督下完成至少3次完整流程，并通過書面與口頭考核。

3. 了解“電場(chǎng)強(qiáng)度—時(shí)間—細(xì)胞存活率”的平衡關(guān)系，會(huì)用“階梯法”優(yōu)化參數(shù)。

4. 熟悉實(shí)驗(yàn)室EHS規(guī)定：電氣安全、化學(xué)品管理、銳器與高壓操作規(guī)范。

三、實(shí)驗(yàn)環(huán)境與供電要求

1. 設(shè)備置于干燥、穩(wěn)固、防振的實(shí)驗(yàn)臺(tái)，四周留足散熱與操作空間，避免陽光直射與高濕。

2. 供電獨(dú)立回路，可靠接地，建議配隔離穩(wěn)壓/UPS，避免與離心機(jī)、培養(yǎng)箱等大功率設(shè)備共用插座。

3. 相對(duì)濕度≤70%，環(huán)境潔凈，無強(qiáng)電磁干擾；附近嚴(yán)禁堆放導(dǎo)電液體或金屬器具。

4. 桌面保持整潔，電纜走線固定，避免人員絆倒與拉扯接口。

四、設(shè)備驗(yàn)收、點(diǎn)檢與校準(zhǔn)

1. 開箱/年度驗(yàn)收：核對(duì)序列號(hào)、附件與模塊一致，通電自檢無報(bào)錯(cuò)，ShockPod 上蓋安全開關(guān)靈敏。

2. 例行點(diǎn)檢（每周/每臺(tái)）：外觀、接口、風(fēng)扇、顯示、按鍵、比色皿槽、觸點(diǎn)清潔度。

3. 輸出核查（每月）：用標(biāo)準(zhǔn)負(fù)載或參考樣測(cè)試電壓偏差、時(shí)間讀數(shù)一致性；出現(xiàn)漂移須登記并復(fù)測(cè)。

4. 校準(zhǔn)周期：按照實(shí)驗(yàn)室質(zhì)量體系（如GxP/ISO）執(zhí)行，保存校準(zhǔn)報(bào)告與證書。

五、耗材與配套選擇

1. 比色皿間隙與樣品類型匹配：0.1 cm（細(xì)菌/小體積/高場(chǎng)強(qiáng)）、0.2 cm（酵母/真菌）、0.4 cm（哺乳動(dòng)物/敏感細(xì)胞）。

2. 嚴(yán)格區(qū)分一次性與可重復(fù)比色皿：一次性用后棄；可重復(fù)型號(hào)按規(guī)范清洗、烘干與編號(hào)。

3. 使用原配或等規(guī)格高純電極與ShockPod配件；電極表面必須平整、無氧化斑。

4. 槍頭、離心管、濾膜等與電穿孔緩沖體系相容，避免釋放微量離子或增塑劑。

六、緩沖液與樣品體系

1. 低導(dǎo)電、低鹽策略：避免PBS、含高鹽培養(yǎng)基；優(yōu)先使用專用電穿孔緩沖液或等滲低離子體系。

2. pH與滲透壓穩(wěn)定：pH漂移會(huì)影響膜電位；等滲保護(hù)劑（如山梨醇/甘露醇）可顯著提高敏感細(xì)胞存活率。

3. 核酸質(zhì)量：高純、無鹽、無蛋白、無溶劑殘留；超螺旋質(zhì)粒較線性DNA更容易進(jìn)入細(xì)胞。

4. 預(yù)冷策略：比色皿、緩沖液與細(xì)胞懸液4 ℃預(yù)冷以減輕熱效應(yīng)與電弧風(fēng)險(xiǎn)。

5. 細(xì)胞狀態(tài)：對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期、活力高、無污染；哺乳動(dòng)物細(xì)胞避免過度融合或營(yíng)養(yǎng)匱乏狀態(tài)。

七、裝樣與氣泡控制

1. 緩慢沿比色皿壁加樣，使液面平齊電極下緣，不得超過標(biāo)稱體積的90%。

2. 觀察并消除氣泡：輕敲比色皿側(cè)壁或緩慢回抽再注入；切勿用力吹打造成二次起泡。

3. 保持電極/觸點(diǎn)干燥潔凈：外壁若有液滴立即拭凈，防止外部漏電或虛接。

4. 比色皿須穩(wěn)固插入ShockPod底座，確認(rèn)定位槽貼合、上蓋一次閉合到位。

八、脈沖參數(shù)設(shè)定的安全窗口

原則：先保活，再提效；先低后高、單因子遞進(jìn)微調(diào)。

1. 電壓（V）：隨間隙(d)線性折算電場(chǎng)E=V/d。初次建議從廠家/文獻(xiàn)中位值—10%起步。

2. 脈沖時(shí)間/時(shí)間常數(shù)：方波以5–20 ms為常見起點(diǎn)（哺乳動(dòng)物）；指數(shù)衰減觀察τ（3–5 ms常見），τ過短穿孔不足，過長(zhǎng)熱損傷增大。

3. 電容/并聯(lián)電阻：電容決定能量與波尾；并聯(lián)電阻抑制過流與電弧，低電阻≠高成功率。

4. 脈沖數(shù)與間隔：1→2→3階梯增加；間隔≥0.5–1 s，確保膜局部修復(fù)與散熱。

5. 樣品電阻監(jiān)測(cè)：放電前/后比對(duì)；異常偏低提示鹽/滲漏/沾濕，必須停機(jī)排查。

6. 不同間隙切換時(shí)，同步按比例更改電壓，切勿直接套用舊參數(shù)。

九、運(yùn)行時(shí)的人身與電氣安全

1. 放電前最后一次“目視確認(rèn)”：蓋子閉合、安全鎖指示正常、界面參數(shù)核對(duì)無誤。

2. 放電中嚴(yán)禁觸碰ShockPod與導(dǎo)線，禁止開啟上蓋或移動(dòng)比色皿。

3. 如聞異味、見火花、界面報(bào)警或聽到“噼啪”異常聲，立即急停、斷電并記錄。

4. 工作臺(tái)上不得有大量酒精或易燃溶劑；使用有機(jī)溶劑時(shí)注意通風(fēng)與靜電控制。

5. 操作者佩戴防護(hù)眼鏡與實(shí)驗(yàn)手套；濕手不得觸碰設(shè)備。

十、電弧與短路的預(yù)防與處置

預(yù)防：低鹽、除氣泡、潔凈電極、干燥外壁、穩(wěn)固接觸、合理電壓與時(shí)間。
處置：

1. 發(fā)生電弧后終止本次序列；取出比色皿檢查有無焦痕與裂紋。

2. 清潔ShockPod觸點(diǎn)；復(fù)查緩沖體系與加樣體積，必要時(shí)更換新比色皿與緩沖液。

3. 降低電壓或縮短脈沖時(shí)間，再次試驗(yàn)前做空載或標(biāo)準(zhǔn)樣自檢。

十一、異常中止與復(fù)位流程

1. 軟報(bào)錯(cuò)：記錄錯(cuò)誤代碼→返回主界面→斷電1–2分鐘→復(fù)位上電→空載自檢→再上樣。

2. 硬故障（異味/異常熱/黑屏）：立即斷電并張貼“停用”標(biāo)識(shí)，通知工程支持；禁止帶病運(yùn)行。

3. 連續(xù)三次異常：暫停當(dāng)日實(shí)驗(yàn)，執(zhí)行“5點(diǎn)排查”——供電、觸點(diǎn)潔凈、比色皿、緩沖體系、參數(shù)邊界。

十二、電擊后的樣品保護(hù)

1. 迅速轉(zhuǎn)入等滲復(fù)蘇體系：哺乳動(dòng)物細(xì)胞加入含血清預(yù)溫培養(yǎng)基靜置5–10 min；細(xì)菌加入SOC/SOB 30–60 min復(fù)蘇；酵母注意滲透壓維持。

2. 電擊后短時(shí)間內(nèi)避免劇烈離心與頻繁換液，降低膜二次損傷風(fēng)險(xiǎn)。

3. 設(shè)置“陰性/空載/載體對(duì)照”，區(qū)分設(shè)備與生物學(xué)因素。

十三、數(shù)據(jù)完整性與追溯

1. 記錄原則：ALCOA+（可歸屬、清晰、同步、原始、準(zhǔn)確、持久、完整、一致、可用）。

2. 每次實(shí)驗(yàn)至少記錄：日期/人員/細(xì)胞批次/比色皿間隙/緩沖配方與批號(hào)/加樣體積/預(yù)冷情況/設(shè)定與實(shí)測(cè)參數(shù)（電壓、電流、τ或脈沖時(shí)間）/異常與處置/結(jié)果指標(biāo)。

3. 建立“最佳參數(shù)庫(kù)”，對(duì)不同細(xì)胞系與用途形成版本化SOP，限制隨意改動(dòng)。

十四、維護(hù)與保養(yǎng)要點(diǎn)

1. 結(jié)束當(dāng)日：外殼與ShockPod表面擦拭；觸點(diǎn)用去離子水+無絨巾清潔并自然干燥。

2. 每20–30次深度清潔：輕度酒精擦拭去污、徹底漂洗去離子水、完全干燥再收納。

3. 每月：檢查風(fēng)道與散熱；核對(duì)接口、線纜與上蓋鎖扣磨損。

4. 半年：輸出一致性復(fù)核；必要時(shí)做專業(yè)校準(zhǔn)與內(nèi)部除塵。

5. 停機(jī)存放：干燥劑、防塵罩、遠(yuǎn)離腐蝕性氣體；定期上電自檢防止電容長(zhǎng)期閑置劣化。

十五、不同應(yīng)用場(chǎng)景的專屬注意

1）哺乳動(dòng)物細(xì)胞

• 方波優(yōu)先；10–20 ms、1–2脈沖起步；細(xì)胞密度與活力決定上限。

• 貼壁細(xì)胞轉(zhuǎn)懸必須溫和；電擊后盡快回溫復(fù)蘇。

• 質(zhì)粒體積盡量小、純度高；含血清的殘留要徹底去除再電擊。

2）細(xì)菌

• 0.1 cm間隙，高場(chǎng)強(qiáng)指數(shù)衰減；細(xì)胞反復(fù)低鹽洗滌，徹底去離子。

• 質(zhì)粒鹽分殘留會(huì)直接誘發(fā)電弧，必要時(shí)再純化。

• 電擊后復(fù)蘇充分，再涂板；過早選擇性壓力會(huì)壓低效率。

3）酵母/真菌

• 維持滲透壓（山梨醇/甘露醇）；可配合細(xì)胞壁酶預(yù)處理。

• 脈沖能量寧穩(wěn)不猛，多脈沖間隔要足夠。

4）植物原生質(zhì)體

• 高滲緩沖與抗氧化劑保護(hù)；裝樣輕柔，避免剪切損傷。

• 適度延長(zhǎng)方波時(shí)間，但必須控制熱效應(yīng)。

5）CRISPR體系

• RNP較質(zhì)粒更敏感：低溫短時(shí)策略；核酸/蛋白摩爾比優(yōu)化先于提高場(chǎng)強(qiáng)。

• 嚴(yán)控?zé)o菌與內(nèi)毒素水平，減少應(yīng)激反應(yīng)。

十六、提高成功率的“三步階梯法”

1. ?；铍A：固定低電容/短時(shí)單脈沖，逐步加電壓，監(jiān)控活率≥80%。

2. 提效階：在活率穩(wěn)定前提下，微調(diào)脈沖時(shí)間或加第2脈沖，觀察陽性率提升斜率。

3. 穩(wěn)態(tài)階：小范圍往返微調(diào)，鎖定“效率—活率—成本”的綜合最優(yōu)點(diǎn)，并固化為SOP與模板程序。