伯樂(Bio-Rad)電穿孔儀165-2661是一款高性能的電轉(zhuǎn)化設(shè)備,專為分子生物學(xué)、基因工程及細胞生物學(xué)領(lǐng)域設(shè)計。它通過可控高壓脈沖在細胞膜上瞬間形成可逆性納米級孔洞,使外源DNA、RNA或蛋白質(zhì)分子能夠跨越細胞膜屏障,實現(xiàn)高效轉(zhuǎn)染或轉(zhuǎn)化。
與上一代型號165-2660相比,165-2661在電壓控制精度、電容切換響應(yīng)速度、時間常數(shù)檢測靈敏度及安全防護系統(tǒng)方面均進行了升級。
其數(shù)字化控制系統(tǒng)能夠精確調(diào)節(jié)放電參數(shù),實現(xiàn)能量穩(wěn)定輸出,同時配備多模式編程功能,可滿足不同細胞類型及實驗場景的需求。
本章將對165-2661的核心技術(shù)規(guī)格、系統(tǒng)組成、性能指標、控制邏輯及實驗適配性進行系統(tǒng)性介紹。
| 項目 | 說明 | 
|---|---|
| 產(chǎn)品名稱 | 伯樂電穿孔儀(Gene Pulser Xcell) | 
| 型號編號 | 165-2661 | 
| 制造商 | Bio-Rad Laboratories | 
| 設(shè)備類型 | 高壓脈沖電轉(zhuǎn)化系統(tǒng) | 
| 應(yīng)用領(lǐng)域 | 細菌轉(zhuǎn)化、真核細胞轉(zhuǎn)染、植物原生質(zhì)體導(dǎo)入、蛋白質(zhì)或RNA電轉(zhuǎn) | 
| 控制系統(tǒng) | 數(shù)字微處理器自動控制 | 
| 顯示方式 | 高分辨率LCD液晶屏(帶背光) | 
| 操作方式 | 按鍵面板與程序存儲系統(tǒng) | 
| 安全等級 | IEC 61010-1標準,Class I設(shè)備 | 
| 電源要求 | AC 220 V ±10%,50/60 Hz | 
| 功率消耗 | 180 W(典型運行狀態(tài)) | 
| 外形尺寸 | 280 mm × 230 mm × 150 mm | 
| 重量 | 6.5 kg | 
| 環(huán)境要求 | 溫度20–25°C,濕度≤60%,避免強磁場干擾 | 
伯樂165-2661電穿孔儀主要由以下五大系統(tǒng)模塊構(gòu)成:
該模塊是設(shè)備的核心單元,負責(zé)將儲能電容中的能量以脈沖形式釋放到樣品電路中。
輸出電壓范圍:0.2–2.5 kV;
電壓精度:±1%;
電壓上升時間:<1 μs;
放電方式:單脈沖指數(shù)衰減波形。
系統(tǒng)采用高穩(wěn)定性MOSFET高壓開關(guān)與閉環(huán)反饋設(shè)計,確保放電波形平滑,電流無二次反彈現(xiàn)象。
設(shè)備內(nèi)置多組高精度薄膜電容,可通過電子切換實現(xiàn)快速檔位轉(zhuǎn)換。
| 檔位編號 | 電容值 (μF) | 適用體系 | 
|---|---|---|
| 1 | 25 | 細菌體系(高壓短脈沖) | 
| 2 | 50 | 酵母體系 | 
| 3 | 125 | 植物或真菌體系 | 
| 4 | 250 | 動物細胞體系 | 
| 5 | 500 | 高能量體系 | 
| 6 | 1000 | 大體積電轉(zhuǎn)體系 | 
| 7 | 3300 | 特殊大容量實驗 | 
電容精度:±2%;
漏電電流:<0.1 μA;
切換響應(yīng)時間:<10 ms。
設(shè)備內(nèi)置高靈敏度采樣電阻與高速A/D轉(zhuǎn)換芯片,可實時監(jiān)測電壓衰減曲線并自動計算時間常數(shù)(τ)。
測量分辨率:0.01 ms;
時間常數(shù)范圍:0.1–99.9 ms;
精度:±0.2 ms。
監(jiān)測數(shù)據(jù)將即時顯示在LCD屏幕上,便于判斷放電狀態(tài)與樣品反應(yīng)。
165-2661配備獨立電弧檢測電路,實時監(jiān)測電流變化率(ΔI/Δt)。當系統(tǒng)檢測到異常電弧或放電不均時,自動在1毫秒內(nèi)中斷輸出。
電弧檢測靈敏度:1×10?? s;
保護響應(yīng)時間:<1 ms;
自動放電系統(tǒng):放電完成后自動釋放殘余電荷,防止操作風(fēng)險。
采用嵌入式微控制單元(MCU),具備參數(shù)設(shè)定、存儲、調(diào)用與安全自檢功能。
參數(shù)存儲容量:50組;
鍵盤壽命:>50萬次操作;
顯示內(nèi)容:設(shè)定值、實際值、時間常數(shù)、電弧狀態(tài)、運行提示;
支持語言:中、英雙語切換。
| 項目 | 技術(shù)指標 | 
|---|---|
| 電壓范圍 | 0.2–2.5 kV | 
| 分辨率 | 0.01 kV | 
| 精度 | ±1% | 
| 電壓穩(wěn)定性 | ±0.5% | 
| 電壓波形 | 單指數(shù)衰減 | 
| 上升時間 | <1 μs | 
| 峰值電流 | 100 A(最大) | 
| 項目 | 技術(shù)指標 | 
|---|---|
| 電容可調(diào)范圍 | 25–3300 μF | 
| 電容精度 | ±2% | 
| 切換時間 | <10 ms | 
| 漏電電流 | <0.1 μA | 
| 儲能耐壓 | 3 kV DC | 
| 項目 | 技術(shù)指標 | 
|---|---|
| 范圍 | 0.1–99.9 ms | 
| 精度 | ±0.2 ms | 
| 測量方式 | 自動計算并實時顯示 | 
| 波形監(jiān)控 | 實時衰減監(jiān)測 | 
| 項目 | 技術(shù)指標 | 
|---|---|
| 電極間隙支持 | 0.1 cm、0.2 cm、0.4 cm | 
| 接口類型 | 快速鎖扣式電極槽 | 
| 電極材質(zhì) | 高純度鍍金鋁合金 | 
| 接觸電阻 | ≤0.05 Ω | 
| 兼容性 | 兼容Bio-Rad標準電轉(zhuǎn)杯及第三方耗材 | 
| 項目 | 技術(shù)指標 | 
|---|---|
| 檢測靈敏度 | 1×10?? s | 
| 響應(yīng)時間 | <1 ms | 
| 自動中斷 | 支持 | 
| 安全鎖蓋聯(lián)動 | 蓋未閉合禁止放電 | 
| 接地監(jiān)測 | 自動檢測,接地異常則禁止啟動 | 
| 項目 | 范圍 | 
|---|---|
| 操作溫度 | 15–30°C | 
| 儲存溫度 | -10–50°C | 
| 相對濕度 | ≤80%(非凝結(jié)) | 
| 海拔高度 | ≤2000 m | 
| 工作噪聲 | <40 dB | 
| 安裝要求 | 水平穩(wěn)固,遠離熱源與磁場 | 
用戶可通過前面板按鍵輸入電壓、電容與電阻參數(shù),系統(tǒng)自動計算理論時間常數(shù)并提示預(yù)計能量值。
放電完成后,系統(tǒng)實時顯示實際τ值,并與設(shè)定值進行比對,判斷實驗一致性。
可存儲50組不同實驗方案,每組包含電壓、電容、時間常數(shù)及樣品類型標記。適用于多體系實驗的快速切換。
上電后自動檢測高壓模塊、電容單元及接地狀態(tài);若檢測異常,系統(tǒng)發(fā)出聲光警示并鎖定操作界面。
具備USB輸出端口,可導(dǎo)出歷史放電數(shù)據(jù)與系統(tǒng)日志,便于科研記錄與質(zhì)量追溯。
165-2661可廣泛適用于以下實驗體系:
| 實驗體系 | 電壓范圍 (kV) | 電容范圍 (μF) | 理想時間常數(shù) (ms) | 特點 | 
|---|---|---|---|---|
| 大腸桿菌 | 2.0–2.5 | 25 | 4–5 | 高電場強度,短時間穿孔 | 
| 酵母 | 1.0–1.5 | 50 | 6–8 | 能量平穩(wěn),效率高 | 
| 哺乳細胞 | 0.25–0.8 | 250 | 8–10 | 溫和脈沖,維持活性 | 
| 植物原生質(zhì)體 | 0.6–1.0 | 1000 | 10–12 | 高電容長脈沖 | 
| 藻類細胞 | 0.5–0.8 | 500 | 8–9 | 中能量體系 | 
| 真菌孢子 | 1.5–2.0 | 50 | 6–7 | 快速放電型 | 
設(shè)備在上述不同體系中均可通過參數(shù)微調(diào)實現(xiàn)穩(wěn)定放電與高轉(zhuǎn)化效率。
伯樂165-2661在設(shè)計中充分考慮操作安全性,具備多重防護機制:
安全蓋聯(lián)鎖系統(tǒng):
蓋未閉合時系統(tǒng)禁止放電;
放電完成前自動鎖定蓋體,防止誤開。
電弧防護系統(tǒng):
實時檢測放電電流變化;
電弧信號觸發(fā)后1 ms內(nèi)切斷電源;
同時自動記錄異常信息。
過壓保護:
當輸出電壓超過設(shè)定值2%時自動停止放電;
防止過沖損壞樣品或設(shè)備。
過溫保護:
系統(tǒng)溫度超過45°C時自動降功率運行;
風(fēng)冷系統(tǒng)自動加速散熱。
接地檢測與殘余電荷釋放:
每次放電結(jié)束后自動放電至安全電位;
避免操作時電擊風(fēng)險。
在多輪性能驗證中,伯樂165-2661展現(xiàn)出優(yōu)異的重復(fù)性與穩(wěn)定性。
| 測試項目 | 測試條件 | 結(jié)果 | 評價 | 
|---|---|---|---|
| 電壓穩(wěn)定性 | 連續(xù)放電100次(2.5 kV) | 偏差±0.5% | 優(yōu)良 | 
| 時間常數(shù)重復(fù)性 | 同條件10次放電 | CV=1.3% | 穩(wěn)定 | 
| 電弧檢測響應(yīng) | 模擬電弧觸發(fā) | 響應(yīng)時間0.8 ms | 正常 | 
| 熱穩(wěn)定性 | 連續(xù)運行2小時 | 溫升1.8°C | 符合標準 | 
| 數(shù)據(jù)一致性 | 重復(fù)導(dǎo)出測試 | 完整無誤 | 合格 | 
設(shè)備的重復(fù)放電精度及時間常數(shù)一致性滿足科研級實驗要求。
為保證設(shè)備長期穩(wěn)定運行,應(yīng)定期執(zhí)行以下維護與校準項目:
| 項目 | 周期 | 內(nèi)容 | 
|---|---|---|
| 電極清潔 | 每次實驗后 | 去除鹽分與污染物,保持導(dǎo)電性 | 
| 電壓校驗 | 每6個月 | 使用標準高壓表校準輸出精度 | 
| 電容檢測 | 每12個月 | 檢查容量衰減與漏電狀態(tài) | 
| 風(fēng)扇與散熱系統(tǒng) | 每季度 | 清潔灰塵,檢測運行狀態(tài) | 
| 軟件更新 | 每年 | 安裝官方固件更新以優(yōu)化功能 | 
設(shè)備在正常使用條件下,設(shè)計壽命超過8年。
伯樂電穿孔儀165-2661在技術(shù)規(guī)格與實際表現(xiàn)方面具備以下突出優(yōu)勢:
高精度能量控制
電壓控制精度±1%,電容切換誤差小于2%,確保能量釋放均勻可重復(fù)。
智能化操作系統(tǒng)
微處理器自動控制模式,支持參數(shù)存儲、調(diào)用、時間常數(shù)自動計算與實驗記錄功能。
安全穩(wěn)定的放電系統(tǒng)
電弧檢測與過壓保護系統(tǒng)保證放電過程穩(wěn)定,避免樣品損壞。
廣泛的適配性
可滿足從原核到真核細胞的電穿孔實驗需求,支持多電轉(zhuǎn)杯規(guī)格與實驗體系。
低噪音與低熱效應(yīng)設(shè)計
采用高效率能量轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu),熱積累極低,連續(xù)運行穩(wěn)定。
結(jié)構(gòu)緊湊與易維護性
模塊化設(shè)計便于維護與升級,內(nèi)部電路布局緊湊合理。
165-2661憑借優(yōu)越的技術(shù)指標與靈活的參數(shù)控制,已成為基因?qū)肱c細胞工程實驗的核心設(shè)備之一。
其廣泛應(yīng)用領(lǐng)域包括:
質(zhì)粒DNA導(dǎo)入與轉(zhuǎn)化;
CRISPR/Cas9基因編輯體系;
RNA電轉(zhuǎn)及siRNA導(dǎo)入;
蛋白質(zhì)跨膜轉(zhuǎn)運實驗;
植物原生質(zhì)體基因?qū)胙芯浚?/span>
疫苗與藥物遞送模型探索。
隨著分子生物學(xué)研究的深入,165-2661可與顯微成像、電阻抗測定等系統(tǒng)集成,構(gòu)建高通量自動化電轉(zhuǎn)平臺,為精準細胞操作與單細胞工程提供技術(shù)支撐。
          
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