伯樂電穿孔儀 165-2661 是一種高精度脈沖電轉(zhuǎn)化儀器,廣泛應(yīng)用于基因?qū)?、?xì)胞轉(zhuǎn)染、蛋白質(zhì)遞送及藥物電穿孔等生物實(shí)驗(yàn)。
其原理是利用高壓脈沖瞬間改變細(xì)胞膜電位,使膜產(chǎn)生可逆微孔,從而使外源分子(如 DNA、RNA、蛋白質(zhì)或小分子藥物)進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)部。
為保證實(shí)驗(yàn)成功率與數(shù)據(jù)可重復(fù)性,必須嚴(yán)格遵守標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)方法與參數(shù)設(shè)定。
本章節(jié)系統(tǒng)介紹 165-2661 型電穿孔儀的完整實(shí)驗(yàn)流程,涵蓋前期準(zhǔn)備、運(yùn)行操作、樣品恢復(fù)、數(shù)據(jù)記錄與結(jié)果分析。
電穿孔實(shí)驗(yàn)主要包括四個(gè)階段:
樣品準(zhǔn)備階段:制備細(xì)胞與外源分子混合液,調(diào)整電導(dǎo)率。
電擊階段:在儀器中施加短暫高壓脈沖,使細(xì)胞膜瞬時(shí)穿孔。
恢復(fù)階段:電擊后細(xì)胞膜修復(fù)并保留外源分子。
驗(yàn)證階段:檢測基因?qū)胄驶虮磉_(dá)結(jié)果。
伯樂 165-2661 通過高精度電壓、電容與波形控制模塊,實(shí)現(xiàn)能量穩(wěn)定釋放與最小化熱效應(yīng),確保細(xì)胞生存率與轉(zhuǎn)化效率的平衡。
室溫控制在 20–25℃;
相對(duì)濕度 30–60%;
工作臺(tái)保持干燥、無振動(dòng)、無強(qiáng)電磁干擾;
電源電壓穩(wěn)定(220V ±10%),接地電阻 ≤1 Ω;
實(shí)驗(yàn)區(qū)應(yīng)避免強(qiáng)光直射與空氣流動(dòng)。
在運(yùn)行實(shí)驗(yàn)前,需完成以下檢查步驟:
主機(jī)外觀檢查:確認(rèn)外殼無裂痕、按鍵正常;
ShockPod 檢查:電擊槽干燥、無水跡或殘留液體;
電擊杯檢查:電極無氧化、無裂紋;
風(fēng)扇與通風(fēng)口:確保通暢;
電源線:接地牢固無損;
自檢程序:開機(jī)后儀器顯示“READY”表示狀態(tài)正常。
選取健康、處于對(duì)數(shù)生長期的細(xì)胞;
細(xì)胞濃度建議為:
細(xì)菌:1×10? cells/mL;
酵母:1×10? cells/mL;
哺乳動(dòng)物細(xì)胞:1×10?–1×10? cells/mL。
電穿孔緩沖液應(yīng)為低離子溶液,以減少電弧風(fēng)險(xiǎn)。
推薦配方:
1 mM HEPES,pH 7.2;
或無離子 PBS 稀釋液。
禁止使用:含鹽培養(yǎng)基或高離子強(qiáng)度溶液(如 LB、DMEM)。
DNA 或 RNA 需純度高、無蛋白污染;
建議使用無鹽濃縮液(如乙醇沉淀后復(fù)溶于純水);
蛋白或藥物分子應(yīng)預(yù)冷保存并避光。
在無菌條件下,將細(xì)胞與外源分子按比例混合:
| 樣品類型 | DNA 加入量 | 總體積 | 
|---|---|---|
| 細(xì)菌 | 1–10 ng | 0.05–0.1 mL | 
| 酵母 | 100 ng | 0.1 mL | 
| 哺乳動(dòng)物細(xì)胞 | 1–2 μg | 0.4 mL | 
| 植物原生質(zhì)體 | 5–10 μg | 0.5 mL | 
輕輕混勻后放置冰上 5 分鐘。
選擇與樣品體積匹配的電擊杯(0.1、0.2、0.4 cm);
使用無水乙醇消毒電擊杯并用無離子水沖洗;
將 80% 容積的樣品加入電擊杯中(避免溢出);
輕敲杯壁以排除氣泡。
進(jìn)入設(shè)置菜單:按“MENU”;
設(shè)置電壓 (V):根據(jù)細(xì)胞類型輸入,如 2000 V(細(xì)菌);
設(shè)置電容 (μF):25–500 μF 之間;
設(shè)置電阻 (Ω):200–600 Ω;
選擇波形:指數(shù)衰減波(Exponential)或方波(Square);
設(shè)置脈沖次數(shù):1–3 次;
保存方案:按“SAVE”鍵保存參數(shù)組。
典型參數(shù)參考:
| 樣品類型 | 電壓 (V) | 電容 (μF) | 波形 | τ (ms) | 
|---|---|---|---|---|
| E. coli DH5α | 2000 | 25 | 指數(shù)波 | 5.0 | 
| 酵母 | 1400 | 500 | 指數(shù)波 | 6.5 | 
| CHO 細(xì)胞 | 550 | 500 | 方波 | 6.8 | 
| HEK293 | 600 | 800 | 方波 | 7.0 | 
| 植物原生質(zhì)體 | 650 | 1000 | 方波 | 8.5 | 
將電擊杯放入 ShockPod;
關(guān)閉蓋鎖,屏幕顯示“LID CLOSED”;
按“PULSE”鍵進(jìn)入充電狀態(tài);
屏幕提示“READY TO PULSE”后按“ENTER”;
放電完成后顯示電壓、時(shí)間常數(shù)與能量輸出;
屏幕出現(xiàn)“COMPLETE”提示音后再開蓋。
放電后立即將樣品轉(zhuǎn)入復(fù)蘇培養(yǎng)基中,促進(jìn)細(xì)胞修復(fù)。
| 樣品類型 | 復(fù)蘇條件 | 時(shí)間 | 
|---|---|---|
| 細(xì)菌 | 37℃,LB 無抗培養(yǎng) | 30 分鐘 | 
| 酵母 | 30℃,YPD 培養(yǎng) | 60 分鐘 | 
| 哺乳動(dòng)物細(xì)胞 | 37℃,CO? 培養(yǎng) | 1–2 小時(shí) | 
| 植物原生質(zhì)體 | 25℃,光照培養(yǎng) | 2 小時(shí) | 
修復(fù)完成后進(jìn)行轉(zhuǎn)化篩選或表達(dá)檢測。
伯樂 165-2661 會(huì)自動(dòng)記錄實(shí)驗(yàn)參數(shù)與輸出結(jié)果,方便用戶分析與比較。
實(shí)際電壓 (Vout);
時(shí)間常數(shù) (τ);
樣品電阻 (Ω);
能量釋放比 (%);
放電波形。
插入 USB 設(shè)備;
選擇菜單“Data Export”;
選擇文件格式(CSV 或 TXT);
可用于后續(xù)統(tǒng)計(jì)分析或報(bào)告。
| 日期 | 樣品 | 電壓 | 電容 | 波形 | τ(ms) | 結(jié)果 | 備注 | 
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 2025-10-25 | E. coli | 2000 | 25 | 指數(shù)波 | 5.1 | 成功 | 高轉(zhuǎn)化率 | 
| 2025-10-26 | CHO 細(xì)胞 | 600 | 500 | 方波 | 6.8 | 良好 | 細(xì)胞活性高 | 
所有操作需在無菌條件下進(jìn)行,防止污染;
放電前確認(rèn)蓋鎖閉合;
不得使用高鹽緩沖液;
樣品中不得有氣泡;
每次放電后等待 10 秒再進(jìn)行下一次;
放電結(jié)束后靜置 5 秒再取樣;
使用結(jié)束后清潔 ShockPod 與電擊杯;
實(shí)驗(yàn)區(qū)保持干燥、無液體殘留。
時(shí)間常數(shù)穩(wěn)定性:重復(fù)實(shí)驗(yàn)中波動(dòng) <±0.1 ms;
電壓輸出誤差:≤ ±2%;
波形平滑度:無電弧或尖峰。
轉(zhuǎn)化效率(細(xì)菌):≥10? CFU/μg DNA;
轉(zhuǎn)染率(真核細(xì)胞):≥70%;
細(xì)胞存活率:≥80%;
無明顯細(xì)胞裂解或變形。
電場強(qiáng)度優(yōu)化
根據(jù)細(xì)胞類型調(diào)整電壓與間隙;
電場強(qiáng)度過低會(huì)降低導(dǎo)入率,過高則造成電弧。
緩沖液電導(dǎo)率優(yōu)化
降低離子濃度可提高時(shí)間常數(shù)穩(wěn)定性。
多脈沖模式
對(duì)敏感細(xì)胞采用 2–3 次低電壓脈沖,可提高生存率。
溫度控制
樣品與電擊杯預(yù)冷能降低熱損傷。
時(shí)間常數(shù)調(diào)節(jié)
保持在 4–8 ms 范圍通常為最佳效果。
數(shù)據(jù)追蹤分析
對(duì)比不同參數(shù)組的導(dǎo)入效率曲線,建立最優(yōu)模型。
| 現(xiàn)象 | 可能原因 | 解決方法 | 
|---|---|---|
| 電弧閃光 | 樣品含鹽或氣泡 | 使用低鹽 buffer、去氣泡 | 
| 電壓偏低 | 電源波動(dòng) | 使用穩(wěn)壓器 | 
| 時(shí)間常數(shù)過短 | 樣品導(dǎo)電性強(qiáng) | 稀釋樣品或更換 buffer | 
| 樣品過熱 | 連續(xù)放電或體積過小 | 延長間隔、增大體積 | 
| 存活率低 | 電壓過高 | 降低電壓或使用方波模式 | 
| 波形不穩(wěn)定 | 電極污染 | 清洗 ShockPod | 
操作者應(yīng)佩戴絕緣手套;
禁止在運(yùn)行中觸摸儀器;
放電時(shí)保持安全距離;
電擊槽周圍禁止放置液體;
發(fā)現(xiàn)異常(閃光、氣味、煙霧)立即斷電;
定期校準(zhǔn)電壓模塊。
關(guān)機(jī)與放電:實(shí)驗(yàn)結(jié)束后關(guān)閉主機(jī)并等待 10 秒放電完成;
清潔儀器:用無水乙醇擦拭 ShockPod 與外殼;
電擊杯清洗:用去離子水沖洗 3 次并晾干;
風(fēng)扇除塵:每周清理通風(fēng)口;
防塵存放:加蓋防塵罩,避免潮濕。
| 檢查項(xiàng)目 | 周期 | 合格標(biāo)準(zhǔn) | 
|---|---|---|
| 電壓輸出 | 每月 | 誤差 ≤ ±2% | 
| 時(shí)間常數(shù) | 每季度 | 波動(dòng) ≤ ±0.05 ms | 
| 蓋鎖系統(tǒng) | 每次 | 功能正常 | 
| 電擊杯電極 | 每周 | 無氧化或污垢 | 
| 散熱系統(tǒng) | 每月 | 溫升 <10℃ | 
條件:0.2 cm 杯、2000 V、25 μF、指數(shù)波。
結(jié)果:時(shí)間常數(shù) 4.9 ms,轉(zhuǎn)化效率 8×10? CFU/μg DNA,存活率 85%。
條件:0.4 cm 杯、550 V、500 μF、方波、3 脈沖。
結(jié)果:表達(dá)陽性率 78%,細(xì)胞活性 83%。
這些實(shí)例表明,165-2661 在多種生物體系中均表現(xiàn)出穩(wěn)定、高效的導(dǎo)入性能。
          
          杭州實(shí)了個(gè)驗(yàn)生物科技有限公司