伯樂(Bio-Rad)電穿孔儀165-2660是一款精密的電轉(zhuǎn)化設(shè)備,用于將外源DNA、RNA或蛋白質(zhì)分子導(dǎo)入細(xì)胞、原生質(zhì)體或組織樣品中。該儀器通過在細(xì)胞膜上施加瞬時高壓脈沖,產(chǎn)生可逆性納米級孔洞,使分子能夠透過細(xì)胞膜進(jìn)入胞內(nèi),從而實現(xiàn)基因轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)染。
作為國際實驗室廣泛使用的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備之一,165-2660以其高精度電壓控制、寬范圍電容可調(diào)與卓越的時間常數(shù)穩(wěn)定性著稱。為了確保實驗的高效性與結(jié)果的可重復(fù)性,嚴(yán)格遵循規(guī)范化的操作流程至關(guān)重要。
本操作指南將從設(shè)備準(zhǔn)備、參數(shù)設(shè)定、樣品處理、放電操作、數(shù)據(jù)記錄及安全收尾等環(huán)節(jié),系統(tǒng)闡述165-2660的標(biāo)準(zhǔn)化操作步驟,幫助研究人員高效、安全地完成電穿孔實驗。
溫度要求:20–25°C
濕度要求:≤60%
電源規(guī)格:220V ±10%,50/60Hz,接地良好
操作臺要求:干燥、平穩(wěn)、無金屬裸露與液體濺灑
照明條件:環(huán)境光充足,以便觀察電極與顯示狀態(tài)
實驗環(huán)境應(yīng)避免高濕或強(qiáng)磁干擾,設(shè)備周圍保持至少30 cm的通風(fēng)間距。
在正式實驗前應(yīng)進(jìn)行全面設(shè)備檢查:
| 檢查項目 | 要求 | 說明 | 
|---|---|---|
| 電源線連接 | 穩(wěn)固無松動 | 確保接地良好 | 
| 顯示屏狀態(tài) | 無閃爍與異常字符 | 若不亮需檢查保險絲 | 
| 電轉(zhuǎn)杯接口 | 清潔干燥無鹽分 | 避免電弧放電 | 
| 安全蓋 | 感應(yīng)正常 | 未閉合則儀器無法放電 | 
| 按鍵與旋鈕 | 反饋靈敏 | 任何延遲需校修 | 
| 內(nèi)部風(fēng)扇 | 運行正常 | 防止過熱 | 
儀器通電后進(jìn)行自檢,若屏幕顯示“Ready”,則系統(tǒng)正常。
電轉(zhuǎn)杯:標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格0.1 cm、0.2 cm、0.4 cm,根據(jù)實驗選擇;
細(xì)胞樣品:對數(shù)生長期細(xì)胞;
緩沖液:低離子強(qiáng)度緩沖液(如1 mM HEPES);
DNA/RNA溶液:純度高、無鹽殘留;
無菌移液器與吸頭:防止污染;
冰浴或冷卻模塊:用于放電前冷卻樣品。
樣品應(yīng)預(yù)冷至4°C,以減少電穿孔過程中熱效應(yīng)帶來的細(xì)胞損傷。
連接電源與接地線。
確認(rèn)接地端牢固,以防靜電或電壓泄漏。
按下電源鍵,設(shè)備自動進(jìn)入自檢程序。
觀察顯示屏提示:若顯示“System Ready”,則設(shè)備可操作;若出現(xiàn)“Check System”或“Error”,需重新啟動或聯(lián)系技術(shù)維護(hù)。
確保安全蓋處于開啟狀態(tài),便于安裝電轉(zhuǎn)杯。
按下“Set”或“Parameter”鍵,進(jìn)入設(shè)置模式。使用旋鈕或數(shù)字鍵輸入?yún)?shù)值。
范圍:0.2–2.5 kV
調(diào)節(jié)精度:0.01 kV
建議設(shè)置:
細(xì)菌:2.3–2.5 kV
酵母:1.0–1.5 kV
哺乳細(xì)胞:0.25–0.8 kV
植物原生質(zhì)體:0.6–1.0 kV
電壓過高可能引起電弧,過低則無法形成足夠電場。
范圍:25–3300 μF
推薦設(shè)置:
細(xì)菌:25 μF
酵母:50 μF
哺乳細(xì)胞:250 μF
植物原生質(zhì)體:1000 μF
電容控制能量儲存量,需與樣品類型匹配。
伯樂165-2660采用指數(shù)衰減放電。時間常數(shù)(τ)表示能量釋放速率,單位為毫秒(ms)。系統(tǒng)會在放電后自動計算實際τ值。
理想范圍:4–10 ms。
設(shè)備可保存多組實驗程序,設(shè)置完成后按“Store”鍵保存參數(shù)組合,以便重復(fù)使用。
在無菌條件下,將DNA或RNA加入預(yù)處理細(xì)胞懸液中:
混合后輕輕吹打均勻,避免氣泡;
總體積約為80–100 μL(適用于0.2 cm電轉(zhuǎn)杯);
樣品濃度:1×10? cells/mL。
使用前徹底清潔并干燥;
若為一次性杯體,拆封后立即使用;
裝樣時液面應(yīng)覆蓋電極板。
將裝好樣品的電轉(zhuǎn)杯置于冰上或冷卻模塊中冷卻1分鐘。
冷卻可防止熱積累造成細(xì)胞膜破裂。
打開安全蓋;
將電轉(zhuǎn)杯插入電極槽,確保卡入定位槽;
關(guān)閉安全蓋,系統(tǒng)顯示“Ready for Pulse”。
按下“Pulse”鍵啟動放電;
放電瞬間,顯示屏同步顯示實際電壓與時間常數(shù);
放電結(jié)束后自動進(jìn)入“Cooling”狀態(tài),系統(tǒng)釋放殘余電荷;
當(dāng)屏幕恢復(fù)顯示“Ready”,方可取出電轉(zhuǎn)杯。
整個放電過程持續(xù)時間極短(通常小于10毫秒),但能量釋放極為集中。
操作期間不得觸摸設(shè)備金屬部位;
確保安全蓋關(guān)閉,否則系統(tǒng)拒絕放電;
放電后等待至少10秒再取樣,避免殘余電荷。
放電后立即用無菌吸頭將樣品轉(zhuǎn)移至含適當(dāng)培養(yǎng)基的離心管中。
若樣品為細(xì)菌,可加入SOC培養(yǎng)基(37°C復(fù)蘇1小時)。
若為哺乳細(xì)胞,則轉(zhuǎn)移至含血清培養(yǎng)基中靜置復(fù)蘇2小時。
| 樣品類型 | 復(fù)蘇培養(yǎng)基 | 時間 | 溫度 | 
|---|---|---|---|
| 大腸桿菌 | SOC | 60分鐘 | 37°C | 
| 酵母 | YPD | 45分鐘 | 30°C | 
| 哺乳細(xì)胞 | DMEM + 10% FBS | 2小時 | 37°C | 
| 植物原生質(zhì)體 | W5溶液 | 12小時 | 25°C | 
復(fù)蘇期間應(yīng)避免劇烈震蕩,以利細(xì)胞膜修復(fù)。
實驗結(jié)束后,記錄設(shè)備顯示的時間常數(shù)(τ)。
標(biāo)準(zhǔn)參考范圍:
細(xì)菌:4–5 ms;
酵母:6–8 ms;
哺乳細(xì)胞:8–10 ms。
時間常數(shù)偏低說明放電過快或樣品電阻低,偏高則代表能量釋放過慢。
若出現(xiàn)“ARC DETECTED”提示,說明放電過程中發(fā)生電弧放電,可能由以下原因引起:
樣品中有氣泡;
電轉(zhuǎn)杯潮濕;
緩沖液離子濃度過高。
應(yīng)重新制備樣品并清潔電轉(zhuǎn)杯后再試。
165-2660可自動存儲最近1000組實驗數(shù)據(jù),包括:
電壓與電容設(shè)定值;
實測時間常數(shù);
放電次數(shù);
電弧狀態(tài)記錄。
數(shù)據(jù)可通過USB接口導(dǎo)出,以供統(tǒng)計分析。
放電時嚴(yán)禁開啟安全蓋;
使用絕緣手套操作高壓接口;
禁止在濕手條件下觸摸設(shè)備;
確保接地線連接可靠。
實驗后用無離子水清洗電極槽;
電轉(zhuǎn)杯可用70%乙醇消毒后自然晾干;
不得使用含氯清潔劑;
外殼用干布擦拭,防止積塵。
每6個月檢測電壓與電容輸出精度;
每12個月進(jìn)行一次全面校準(zhǔn);
若長時間未使用,重新開機(jī)前應(yīng)進(jìn)行預(yù)熱10分鐘。
| 問題 | 可能原因 | 處理方式 | 
|---|---|---|
| 無法放電 | 安全蓋未閉合 | 關(guān)閉蓋后重試 | 
| 時間常數(shù)過短 | 電阻過小或緩沖液導(dǎo)電性高 | 使用低離子溶液 | 
| 電弧放電 | 杯體潮濕或有氣泡 | 重新裝樣并排氣泡 | 
| 樣品溫度升高 | 電容過大或放電頻繁 | 使用冷卻模塊或延長間隔 | 
| 電壓偏差 | 模塊老化或電極腐蝕 | 校準(zhǔn)電源模塊 | 
| 顯示異常 | 控制電路受潮 | 關(guān)機(jī)晾干并檢查內(nèi)部元件 | 
關(guān)閉設(shè)備電源,待風(fēng)扇停止后拔下電源線;
清理工作臺面與樣品殘留;
將儀器覆蓋防塵罩并存放于干燥處;
記錄實驗編號、參數(shù)與結(jié)果,建立電子檔案;
若出現(xiàn)異常放電或設(shè)備報警,應(yīng)填寫維護(hù)記錄表并通知管理員。
為了確保實驗的科學(xué)性與一致性,需定期驗證設(shè)備性能:
放電穩(wěn)定性測試:
連續(xù)10次相同條件放電,計算時間常數(shù)的平均值與標(biāo)準(zhǔn)差(SD < 0.2 ms)。
電壓精度驗證:
使用外部高壓計測量輸出電壓,偏差不得超過±1%。
轉(zhuǎn)化效率驗證:
使用標(biāo)準(zhǔn)樣品(如pUC19質(zhì)粒與大腸桿菌DH5α)進(jìn)行實驗,對比歷史轉(zhuǎn)化效率,應(yīng)在正常范圍內(nèi)波動(±10%)。
安全功能驗證:
在安全蓋打開狀態(tài)下測試放電鎖定功能,確保系統(tǒng)自動中斷。
實驗過程中,可根據(jù)樣品反應(yīng)情況微調(diào)參數(shù)以獲得最佳結(jié)果:
| 樣品類型 | 建議電壓(kV) | 電容(μF) | 目標(biāo)時間常數(shù)(ms) | 
|---|---|---|---|
| 大腸桿菌 | 2.5 | 25 | 4.8 | 
| 酵母 | 1.2 | 50 | 7.0 | 
| 哺乳細(xì)胞 | 0.45 | 250 | 9.0 | 
| 植物原生質(zhì)體 | 0.8 | 1000 | 11.0 | 
若轉(zhuǎn)化效率偏低,可微調(diào)電壓±0.1 kV或調(diào)整電容以延長時間常數(shù)。
          
          杭州實了個驗生物科技有限公司