伯樂電穿孔儀 165-2660 是一種高性能、高精度的電轉(zhuǎn)化設(shè)備,廣泛應(yīng)用于基因?qū)搿⒓?xì)胞融合及分子遞送實(shí)驗(yàn)中。
該儀器通過高壓脈沖在細(xì)胞膜上產(chǎn)生瞬時可逆微孔,使外源 DNA、RNA 或蛋白質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)部。
在整個實(shí)驗(yàn)過程中,操作的規(guī)范性直接決定實(shí)驗(yàn)結(jié)果的成功率與重復(fù)性。
電穿孔操作看似簡潔,實(shí)則對參數(shù)設(shè)置、樣品處理和操作順序要求極高。
正確掌握操作要點(diǎn)不僅能提高轉(zhuǎn)化效率,還能有效避免電弧、設(shè)備損壞或樣品死亡。
實(shí)驗(yàn)環(huán)境需保持干燥、整潔、無粉塵。
電源應(yīng)為獨(dú)立接地插座,電壓 220V ±10%,頻率 50/60Hz。
工作臺表面平整、防震,遠(yuǎn)離高壓設(shè)備及金屬導(dǎo)體。
環(huán)境溫度控制在 20–25℃,相對濕度 ≤80%。
電穿孔操作應(yīng)在生物安全柜或潔凈區(qū)域內(nèi)完成,以防污染。
在開機(jī)前,必須進(jìn)行以下檢查:
電源線及接地線完好,無破損。
ShockPod 電擊槽內(nèi)干燥、無液體殘留。
電擊杯清潔無裂紋,電極表面光滑。
模塊連接牢固,顯示屏完好。
打開電源后自檢正常,屏幕顯示“READY”方可操作。
若發(fā)現(xiàn)異常(如錯誤代碼、風(fēng)扇停轉(zhuǎn)、界面無響應(yīng)),應(yīng)立即停止使用并排查。
選擇對數(shù)生長期的細(xì)胞,確?;钚愿?、狀態(tài)健康。
用低鹽緩沖液洗滌 2–3 次,去除培養(yǎng)基中的離子。
調(diào)整細(xì)胞濃度:
細(xì)菌:1×10? cells/mL;
酵母:1×10? cells/mL;
哺乳動物細(xì)胞:1×10?–1×10? cells/mL。
加入 DNA/RNA 溶液后輕輕混勻,避免劇烈振蕩。
預(yù)冷樣品與電擊杯 5 分鐘,降低熱損傷。
打開電源開關(guān),等待系統(tǒng)自檢完成。
檢查液晶屏顯示是否正常,確認(rèn)系統(tǒng)進(jìn)入主界面。
若使用 CE 或 PC 模塊,確認(rèn)儀器識別成功。
進(jìn)入所需操作模式:
Preset Protocol(預(yù)設(shè)程序):選擇系統(tǒng)默認(rèn)細(xì)胞類型參數(shù);
Manual Setup(手動模式):自行設(shè)置參數(shù);
User Program(用戶程序):加載已保存的實(shí)驗(yàn)方案。
電壓決定電場強(qiáng)度,是影響穿孔效果的核心參數(shù)。
典型范圍:10–3000 V。
推薦范圍:
細(xì)菌:1800–2500 V;
酵母:1000–1500 V;
哺乳動物細(xì)胞:300–800 V。
設(shè)定電壓時應(yīng)與電擊杯間隙匹配(0.1/0.2/0.4 cm),保持適當(dāng)電場強(qiáng)度。
電容范圍:25–3275 μF,可調(diào)節(jié)能量釋放速率;
電阻范圍:50–1000 Ω 或 ∞(開路)。
時間常數(shù) τ = R × C,用于評估電壓衰減速度。
常見時間常數(shù)值為 4–7 ms(細(xì)菌)或 2–5 ms(真核細(xì)胞)。
指數(shù)衰減波(Exponential Decay):適合細(xì)菌、酵母、植物原生質(zhì)體;
方波(Square Wave):適合哺乳動物細(xì)胞。
方波模式下可設(shè)置單次脈沖時間(0.05–10 ms)與次數(shù)(1–10 次)。
多脈沖模式對細(xì)胞損傷小,適合敏感細(xì)胞。
設(shè)定完成后按“ENTER”確認(rèn),可通過“SAVE”保存參數(shù)組,方便下次調(diào)用。
將 100–400 μL 樣品加入電擊杯。
輕敲杯壁排除氣泡,保持液面平整。
確認(rèn)液體不溢出杯口。
將電擊杯放入 ShockPod 槽內(nèi),確保與電極完全接觸。
蓋上 ShockPod 上蓋,儀器自動檢測閉鎖狀態(tài)。
若未閉合,屏幕提示“ERR01:蓋未閉合”。
按“PULSE”鍵進(jìn)入充電狀態(tài),屏幕顯示“CHARGING”。
當(dāng)提示“READY TO PULSE”時,按“ENTER”執(zhí)行放電。
放電瞬間完成,儀器自動顯示輸出電壓、時間常數(shù)、能量釋放百分比。
待屏幕顯示“COMPLETE”后,方可取出電擊杯。
放電時嚴(yán)禁觸碰儀器和電擊槽;
不可打開上蓋或移動樣品;
若出現(xiàn)閃光或異常聲響,應(yīng)立即停止實(shí)驗(yàn);
不得連續(xù)高壓放電超過 10 次,防止溫度過高。
放電完成后,使用無菌移液器立即將樣品轉(zhuǎn)移至恢復(fù)培養(yǎng)基中。
對細(xì)菌樣品,恢復(fù)時間一般為 30 min;哺乳動物細(xì)胞為 1–2 h。
電擊杯應(yīng)用去離子水清洗后晾干備用。
若出現(xiàn)液體溢出,應(yīng)使用無塵紙擦拭 ShockPod 內(nèi)壁。
伯樂電穿孔儀 165-2660 自動顯示以下數(shù)據(jù):
輸出電壓(V)
時間常數(shù)(τ)
樣品電阻(Ω)
能量釋放百分比(%)
波形類型與脈沖次數(shù)
這些數(shù)據(jù)應(yīng)記錄在實(shí)驗(yàn)日志中,形成可追溯文件。
插入 USB 存儲設(shè)備;
進(jìn)入菜單 “Data Export”;
選擇文件格式(CSV 或 TXT);
導(dǎo)出并保存至計(jì)算機(jī)。
| 錯誤操作 | 后果 | 正確做法 | 
|---|---|---|
| 樣品含鹽量過高 | 電弧放電、樣品損壞 | 使用低鹽緩沖液 | 
| 樣品有氣泡 | 放電不均、局部過熱 | 加樣后輕敲杯壁 | 
| 未閉合蓋強(qiáng)行放電 | 系統(tǒng)報(bào)警或損壞 | 確保蓋完全閉合 | 
| 高壓連續(xù)放電 | 模塊過熱 | 每次間隔至少 10 秒 | 
| 使用裂紋電擊杯 | 漏電或短路 | 更換新杯 | 
| 未預(yù)冷樣品 | 細(xì)胞死亡率高 | 樣品、電擊杯置冰上預(yù)冷 | 
| 未清潔 ShockPod | 導(dǎo)電污染 | 每次實(shí)驗(yàn)后清潔干燥 | 
操作者需經(jīng)過高壓設(shè)備使用培訓(xùn)。
放電時嚴(yán)禁觸摸電擊槽與電極部分。
保持設(shè)備干燥,避免液體進(jìn)入內(nèi)部。
不得使用金屬鑷子接觸電擊杯電極。
每次實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,關(guān)閉電源并拔掉電源線。
若出現(xiàn)異味或煙霧,立即切斷電源。
不得擅自拆機(jī)或改裝。
采用逐級提升法,觀察轉(zhuǎn)化率與存活率,找到最佳平衡點(diǎn)。
使用低離子強(qiáng)度緩沖液,如無鈣無鎂 PBS 或?qū)S?electroporation buffer,可顯著減少電弧。
在冰上操作并保持樣品低溫,防止過熱導(dǎo)致細(xì)胞死亡。
保持合適濃度,避免團(tuán)聚或電流過大。
不同間隙對應(yīng)不同電場強(qiáng)度,應(yīng)根據(jù)細(xì)胞體積選擇合適型號。
對于真核細(xì)胞,可使用 2–3 次低電壓脈沖提高導(dǎo)入效率。
關(guān)閉電源,等待 10 秒以釋放殘余電荷。
清潔 ShockPod 槽,用干布擦拭,保持干燥。
電擊杯用去離子水沖洗三次并晾干。
外殼用無水乙醇或濕布輕拭,避免使用腐蝕性溶劑。
每月檢查通風(fēng)口與風(fēng)扇是否正常運(yùn)轉(zhuǎn)。
每三個月進(jìn)行一次電壓校準(zhǔn)。
長期不使用時,覆蓋防塵罩并置于干燥環(huán)境中。
重復(fù)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證:相同參數(shù)重復(fù) 3 次,結(jié)果差異 ≤10% 為合格。
記錄制度:保存電壓、電容、時間常數(shù)等關(guān)鍵參數(shù)。
對照實(shí)驗(yàn):每批實(shí)驗(yàn)設(shè)陰性對照(無 DNA)與陽性對照(已驗(yàn)證條件)。
數(shù)據(jù)分析:繪制電壓—效率曲線或時間常數(shù)分布圖,尋找最佳參數(shù)區(qū)。
設(shè)備監(jiān)控:定期導(dǎo)出系統(tǒng)日志,查看放電記錄。
| 現(xiàn)象 | 可能原因 | 解決方案 | 
|---|---|---|
| 電弧放電 | 緩沖液離子強(qiáng)度高 | 使用低鹽 buffer | 
| 電壓無輸出 | 模塊接觸不良 | 重新插緊模塊 | 
| 屏幕無顯示 | 電源問題或保險(xiǎn)絲損壞 | 檢查更換保險(xiǎn)絲 | 
| 樣品死亡率高 | 電壓過高或脈沖太長 | 降低參數(shù) | 
| 電擊后液體加熱 | 電容過大或樣品體積過小 | 調(diào)整參數(shù) | 
| 放電后無信號 | 電擊蓋未閉合 | 確認(rèn)蓋鎖狀態(tài) | 
| 轉(zhuǎn)化率低 | 細(xì)胞狀態(tài)差或 DNA 質(zhì)量差 | 更換新細(xì)胞與純化 DNA | 
檢查儀器與環(huán)境 → 確認(rèn)電源、蓋鎖、接口安全。
準(zhǔn)備樣品 → 細(xì)胞狀態(tài)良好,使用低鹽緩沖液。
設(shè)置參數(shù) → 選擇合適電壓、波形與電容。
加樣與放電 → 排氣泡,蓋緊上蓋,執(zhí)行脈沖。
數(shù)據(jù)記錄 → 保存實(shí)驗(yàn)參數(shù)與結(jié)果。
樣品恢復(fù) → 立即加入培養(yǎng)基恢復(fù)。
設(shè)備清理 → 斷電、清潔、晾干、覆蓋防塵罩。
          
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