伯樂MicroPulser 微生物電穿孔儀（1652100）使用詳解

詳情

伯樂MicroPulser 微生物電穿孔儀（1652100）使用詳解

一、設(shè)備簡(jiǎn)介

Bio-Rad MicroPulser 電穿孔儀（型號(hào)1652100）是專為微生物（如大腸桿菌、酵母、乳酸菌、藍(lán)藻、放線菌等）設(shè)計(jì)的高效電穿孔系統(tǒng)。它通過短時(shí)間高壓電脈沖暫時(shí)改變細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)，使DNA、RNA、質(zhì)粒、寡核苷酸等外源分子進(jìn)入微生物細(xì)胞內(nèi)，從而實(shí)現(xiàn)基因轉(zhuǎn)化或基因表達(dá)調(diào)控的目的。

該儀器體積小巧，操作簡(jiǎn)便，內(nèi)置多種優(yōu)化穿孔程序，極大提升了轉(zhuǎn)化效率與實(shí)驗(yàn)重復(fù)性，是分子生物學(xué)、合成生物學(xué)和微生物工程實(shí)驗(yàn)室的常規(guī)設(shè)備之一。

二、工作原理

MicroPulser 的電穿孔原理基于 指數(shù)衰減波（exponential decay pulse），通過設(shè)定的高壓（一般為1000–2500V）在極短時(shí)間（幾毫秒）內(nèi)釋放電場(chǎng)，使細(xì)胞膜瞬時(shí)產(chǎn)生“納米孔”，為外源DNA分子進(jìn)入細(xì)胞提供通道。

穿孔結(jié)束后，細(xì)胞膜會(huì)迅速修復(fù)。只要條件合適，細(xì)胞能恢復(fù)活性并成功攜帶外源遺傳物質(zhì)進(jìn)行表達(dá)或整合。

三、主要組成部件

主機(jī)（MicroPulser）

顯示屏與參數(shù)設(shè)定面板；
內(nèi)部電容與高壓電源；
程序設(shè)定模塊（含7類細(xì)胞預(yù)設(shè)程序）；
安全保護(hù)與脈沖反饋系統(tǒng)。

電極連接口

紅黑接頭分別對(duì)應(yīng)電極兩端；
接ShockPod模塊或標(biāo)準(zhǔn)穿孔杯電極。

Cuvette（穿孔杯）

0.1 cm、0.2 cm、0.4 cm 間距三種規(guī)格；
特殊材料制成，耐高壓不導(dǎo)電；
每杯容積一般為50–400 μL。

四、適用對(duì)象與細(xì)胞類型

細(xì)胞類型	常用間距	推薦電壓范圍
大腸桿菌	0.1 / 0.2 cm	1600–2500 V
酵母	0.2 cm	1500–2000 V
乳酸桿菌	0.2 / 0.4 cm	1000–1800 V
藍(lán)藻	0.2 cm	1600–2000 V
放線菌	0.4 cm	600–1200 V
地衣芽孢桿菌	0.1 / 0.2 cm	1400–2200 V

五、操作流程

1. 準(zhǔn)備階段

（1）細(xì)胞準(zhǔn)備

使用對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期的細(xì)胞，生長(zhǎng)旺盛，膜完整；
多次使用無鹽緩沖液洗滌（如10%甘油、水或低電導(dǎo)PBS）；
最后重懸在冷卻好的無鹽液體中，保持濃度在10?–10?個(gè)/mL。

（2）DNA準(zhǔn)備

質(zhì)粒應(yīng)濃度適中（一般為1–10 ng/μL）；
使用高純度、無鹽、無蛋白污染的DNA樣品；
DNA體積控制在樣品總體積的10%左右。

2. 設(shè)備設(shè)定

打開設(shè)備電源；
選擇對(duì)應(yīng)的微生物類型程序（E.coli、Yeast等）或手動(dòng)模式；
插入穿孔杯前，確保電極干燥無鹽結(jié)晶。

3. 加樣并插入穿孔杯

在預(yù)冷穿孔杯中加入：

細(xì)胞液（如50 μL）；
DNA樣本（如1–2 μL）；

用無菌操作推送到底部，避免氣泡產(chǎn)生；
插入穿孔槽并壓緊，連接電極。

4. 釋放脈沖

按下“Pulse”按鈕；
屏幕顯示脈沖參數(shù)及“時(shí)間常數(shù)（Time Constant）”；
完成后立即取出穿孔杯，加入1 mL SOC或LB進(jìn)行復(fù)蘇；
轉(zhuǎn)入培養(yǎng)管中孵育（如37°C，1小時(shí)）以完成表達(dá)準(zhǔn)備。

5. 后處理

將轉(zhuǎn)化后的細(xì)胞涂布至選擇性抗生素平板；
培養(yǎng)12–16小時(shí)；
觀察菌落生長(zhǎng)、挑取單克隆進(jìn)行驗(yàn)證。

六、電穿孔參數(shù)設(shè)置參考

微生物	電壓(V)	間距(cm)	時(shí)間常數(shù)(ms)	特別建議
E. coli	1800–2500	0.1 / 0.2	4.5–5.2	加10%甘油保存細(xì)胞
酵母	1500–2000	0.2	5.0–7.0	加入CaCl?提升效率
乳酸桿菌	1000–1600	0.2	3.0–5.5	添加蔗糖保護(hù)細(xì)胞膜
放線菌	800–1200	0.4	5.0–8.0	室溫操作更穩(wěn)定
藍(lán)藻	1800–2200	0.2	4.0–6.0	光照下處理效果更佳

七、常見問題與排查

問題現(xiàn)象	可能原因	解決方法
電弧放電（spark）	鹽濃度過高 / 空氣殘留	使用無鹽緩沖 / 排除氣泡
時(shí)間常數(shù)=0	電阻極低 / 杯壁短路	更換緩沖液 / 使用新穿孔杯
無菌落生長(zhǎng)	電壓不足 / DNA質(zhì)量差	提高電壓 / 更換質(zhì)?；蛴眯绿崛颖?/td>
菌落過少	DNA量過低 / 細(xì)胞密度不足	增加DNA濃度 / 使用更高密度細(xì)胞懸液
杯口冒泡	裝液體積過多	控制液面低于杯壁1 mm

八、維護(hù)與保養(yǎng)建議

1. 日常維護(hù)

使用完畢立即清理穿孔杯；
電極槽用酒精或去離子水擦拭干凈；
拆下ShockPod組件，確保干燥通風(fēng)。

2. 周期保養(yǎng)

檢查電源連接和輸出穩(wěn)定性；
定期用標(biāo)配校準(zhǔn)器測(cè)試輸出電壓；
設(shè)備閑置期間用防塵罩覆蓋保存。

九、使用技巧分享

1. 提高轉(zhuǎn)化效率

冷卻穿孔杯、細(xì)胞與DNA混合液，有助于降低放電風(fēng)險(xiǎn)；
選擇合適的穿孔間距與電壓匹配；
使用預(yù)設(shè)程序減少人為誤差。

2. 多樣本快速切換

準(zhǔn)備多個(gè)穿孔杯并編號(hào)；
使用多管預(yù)冷架預(yù)處理細(xì)胞；
一次性處理多個(gè)穿孔樣本，節(jié)省時(shí)間。

3. 搭配其他設(shè)備聯(lián)用

可與伯樂Gene Pulser、ECM系列電穿孔系統(tǒng)組合；
實(shí)現(xiàn)從微生物到哺乳動(dòng)物細(xì)胞的全面覆蓋。

十、總結(jié)

伯樂1652100 MicroPulser 微生物電穿孔儀專為高效、可靠的微生物基因轉(zhuǎn)化而設(shè)計(jì)，操作簡(jiǎn)便、結(jié)果穩(wěn)定、適應(yīng)性廣。通過規(guī)范操作流程、科學(xué)參數(shù)選擇和細(xì)致的日常維護(hù)，用戶可以顯著提高實(shí)驗(yàn)成功率，實(shí)現(xiàn)高通量微生物轉(zhuǎn)化。

不論是常規(guī)大腸桿菌轉(zhuǎn)化，還是高難度的乳酸桿菌、放線菌穿孔，該設(shè)備都能提供精準(zhǔn)的脈沖輸出和優(yōu)異的適配能力，是生物工程、微生物遺傳學(xué)和分子克隆實(shí)驗(yàn)的得力助手。