伯樂(Bio-Rad)電穿孔儀165-2661是一款集高精度控制、高安全性與多樣化適配能力于一體的電轉(zhuǎn)化系統(tǒng)。
其主要功能是通過短時間高壓脈沖作用于細胞膜,瞬時改變細胞膜電勢,形成可逆性微孔,從而使外源DNA、RNA或蛋白質(zhì)進入細胞內(nèi),實現(xiàn)基因?qū)牖蜣D(zhuǎn)化。
該設備廣泛應用于分子生物學、細胞工程、生物制藥及遺傳改良等領域,適合對細菌、酵母、真核細胞和植物原生質(zhì)體等多種細胞體系進行電穿孔實驗。
伯樂165-2661在165-2660基礎上進行了升級,在電壓控制精度、時間常數(shù)檢測、電弧監(jiān)測與數(shù)據(jù)處理能力方面均有顯著提升。
本篇將系統(tǒng)介紹該型號的技術(shù)參數(shù)、性能特點、控制系統(tǒng)構(gòu)成及實驗適用范圍,幫助科研人員全面理解其技術(shù)優(yōu)勢與應用潛能。
| 參數(shù)類別 | 技術(shù)指標 | 說明 | 
|---|---|---|
| 型號 | 165-2661 | Bio-Rad第二代電穿孔系統(tǒng) | 
| 適用類型 | 電穿孔(Electroporation) | 細胞導入與基因轉(zhuǎn)化 | 
| 電源輸入 | AC 220V ±10%,50/60 Hz | 標準實驗室電源 | 
| 功率消耗 | 150 W(最大) | 短時高能量釋放 | 
| 重量 | 4.8 kg | 穩(wěn)定結(jié)構(gòu)設計 | 
| 尺寸 | 280 mm × 230 mm × 150 mm | 緊湊型臺式設備 | 
| 控制方式 | 數(shù)字微處理控制 | 全自動檢測與反饋系統(tǒng) | 
| 顯示界面 | LCD液晶顯示 | 支持中文/英文切換 | 
| 操作按鍵 | 觸感薄膜按鍵 | 支持多功能組合輸入 | 
整體性能設計以“高穩(wěn)定性、高精度、高重復性”為核心目標,滿足不同實驗體系對能量控制與安全性的雙重需求。
電壓控制模塊是165-2661的核心部分,其主要負責能量升壓與放電電壓輸出。
輸出電壓范圍:0.2–2.5 kV
電壓調(diào)節(jié)分辨率:0.01 kV
電壓控制精度:±1%以內(nèi)
電壓上升時間:<10 ms
通過高壓PWM調(diào)制與反饋電路實現(xiàn)實時電壓補償,確保放電能量的穩(wěn)定與線性響應。
恒定電壓模式(Constant Voltage):適用于高導樣品;
指數(shù)衰減模式(Exponential Decay):模擬RC放電特性;
自動切換模式:根據(jù)樣品阻抗動態(tài)調(diào)整輸出曲線。
過壓保護:自動切斷輸出;
漏電檢測:當檢測到異常電流時立即中斷;
電壓穩(wěn)定反饋:實時監(jiān)測±0.5%波動范圍。
電容系統(tǒng)決定了電穿孔能量釋放速率與時間常數(shù)精度,是控制細胞膜可逆孔形成的關(guān)鍵技術(shù)單元。
165-2661配備多組高壓薄膜電容,通過電子切換實現(xiàn)多檔選擇:
25 μF
50 μF
125 μF
250 μF
500 μF
1000 μF
3300 μF
電容精度:±2%;
切換時間:<10 ms;
能量輸出誤差:≤±0.1%;
放電波形偏差:≤±0.05%。
放電波形符合標準RC衰減規(guī)律:
Vt=V0e?t/RCV_t = V_0 e^{-t/RC}Vt=V0e?t/RC
其中時間常數(shù)τ=R×C,系統(tǒng)可自動測量并實時顯示τ值(0.1–99.9 ms范圍)。
時間常數(shù)(τ)是電穿孔能量釋放控制的重要指標,直接影響轉(zhuǎn)化效率與細胞存活率。
τ可測范圍:0.1–99.9 ms
測量精度:±0.2 ms
采樣頻率:1000次/秒
內(nèi)置高速A/D轉(zhuǎn)換模塊與分壓采樣電阻,監(jiān)測放電電壓變化并自動計算τ值。
放電完成后,屏幕自動顯示以下數(shù)據(jù):
實際電壓值
時間常數(shù)(τ)
電弧檢測狀態(tài)(ARC/NONE)
放電能量狀態(tài)
響應時間:<1 ms;
電流變化閾值:1×10?? s;
自動切斷延遲:<0.8 ms。
該系統(tǒng)能快速識別電流突變,防止高導樣品或氣泡引發(fā)的電弧放電。
| 功能 | 說明 | 
|---|---|
| 安全蓋聯(lián)鎖 | 蓋未閉合禁止放電 | 
| 自動放電 | 放電后0.5 s內(nèi)釋放殘余能量 | 
| 過溫保護 | 內(nèi)部溫度>45°C自動限功率 | 
| 過壓保護 | 超過設定值2%立即斷開輸出 | 
| 接地檢測 | 接地電阻>1Ω時禁止啟動 | 
系統(tǒng)在任何異常情況下均會自動報警,并在LCD屏顯示相應錯誤代碼。
微控制器(MCU)主頻:32 MHz;
控制精度:10-bit A/D轉(zhuǎn)換;
程序存儲:可存50組實驗參數(shù);
數(shù)據(jù)記錄:最多保存1000組放電數(shù)據(jù)。
屏幕類型:高對比度LCD液晶屏;
分辨率:128×64像素;
背光亮度可調(diào);
顯示語言:中文/英文切換。
顯示內(nèi)容包括:
電壓與電容檔位;
模式狀態(tài)(SINGLE/MULTI/PROGRAM);
實際時間常數(shù);
電弧檢測結(jié)果;
系統(tǒng)溫度與安全狀態(tài)。
165-2661提供多種操作模式以滿足不同實驗需求。
適用于細菌與酵母體系,放電能量高、持續(xù)時間短。
適用于哺乳動物細胞體系,可進行2–5次連續(xù)低電壓脈沖放電,提升細胞存活率。
支持多參數(shù)組合存儲;
可快速調(diào)用常用實驗方案;
允許用戶自定義編號與描述。
開機后自動進行以下項目檢測:
電源穩(wěn)定性;
電容連接狀態(tài);
安全蓋感應;
溫度與接地狀態(tài)。
| 實驗體系 | 電壓范圍 | 電容檔位 | 推薦間隙 | 典型時間常數(shù) | 
|---|---|---|---|---|
| 大腸桿菌 | 2.0–2.5 kV | 25 μF | 0.2 cm | 4–5 ms | 
| 酵母菌 | 1.2–1.5 kV | 50 μF | 0.2 cm | 8–10 ms | 
| 哺乳動物細胞 | 0.25–0.8 kV | 250 μF | 0.1 cm | 15–25 ms | 
| 植物原生質(zhì)體 | 0.8–1.0 kV | 500 μF | 0.4 cm | 20–30 ms | 
該設備可兼容多種電轉(zhuǎn)杯品牌,電極材質(zhì)為鍍金鋁合金,確保導電均勻與電場分布穩(wěn)定。
雙風道強制對流設計;
內(nèi)置溫度傳感器實時監(jiān)測電容溫度;
自動風速調(diào)節(jié)系統(tǒng),噪音低于45 dB。
| 項目 | 指標 | 
|---|---|
| 正常運行溫度 | 20–35°C | 
| 自動降功率閾值 | 45°C | 
| 過熱停機閾值 | 50°C | 
| 溫度恢復啟動 | 40°C以下 | 
通過智能溫控算法自動調(diào)節(jié)風扇轉(zhuǎn)速,防止連續(xù)放電導致電容過熱。
可記錄1000組實驗數(shù)據(jù);
數(shù)據(jù)包括電壓、電容、時間常數(shù)、電弧狀態(tài)及時間戳;
非易失性存儲,斷電后數(shù)據(jù)不丟失。
USB Type-A:數(shù)據(jù)導出;
RS-232:設備通信接口(可選);
Firmware升級接口:固件更新與校準。
數(shù)據(jù)格式支持TXT和CSV,可直接導入分析軟件進行統(tǒng)計處理。
| 項目 | 指標 | 
|---|---|
| 噪音水平 | <45 dB | 
| 功率消耗 | <150 W | 
| 待機功率 | <10 W | 
| 電源效率 | ≥88% | 
設備采用高效節(jié)能設計,確保在高強度實驗下仍具能耗穩(wěn)定性。
| 項目 | 指標 | 
|---|---|
| 平均無故障時間(MTBF) | ≥8000小時 | 
| 電容壽命 | ≥10?次充放電循環(huán) | 
| 電壓漂移率 | ≤0.5% / 1000小時 | 
| 校準周期 | 建議12個月 | 
通過長時間運行測試驗證,165-2661可在長期使用中保持穩(wěn)定輸出與重復性。
電氣安全:符合IEC 61010-1實驗室設備標準;
電磁兼容:符合EN 61326-1標準;
絕緣耐壓測試:2500 V;
泄漏電流:<0.1 mA;
通過ISO 9001質(zhì)量管理體系認證。
安全系統(tǒng)包括:
蓋體聯(lián)鎖防護;
自動放電保護;
接地檢測系統(tǒng);
電弧檢測與斷電控制。
高精度輸出控制:電壓分辨率0.01 kV,重復性高;
時間常數(shù)自動檢測:實時計算并顯示τ值;
數(shù)據(jù)可追溯性強:支持多組數(shù)據(jù)記錄與導出;
電弧防護完善:防止高導樣品造成放電損傷;
多系統(tǒng)兼容性:適配多種細胞類型與實驗體系;
安全可靠:全方位防護設計,保障操作者與設備安全。
          
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