伯樂電穿孔儀 165-2661 是一款高性能電轉化儀器,廣泛應用于分子生物學、細胞工程、基因編輯及藥物遞送研究。
其核心功能是通過高壓瞬時脈沖改變細胞膜通透性,使外源 DNA、RNA 或蛋白質進入細胞內部。
為了確保實驗的成功率與安全性,操作人員需熟悉本儀器的操作步驟、參數(shù)設置原則及維護要求。
高壓模塊:提供穩(wěn)定的脈沖電壓輸出,范圍 10–3500 V;
儲能電容:用于控制能量釋放速度與放電時間常數(shù);
微處理控制單元:實現(xiàn)參數(shù)設定、自動檢測、波形控制;
散熱系統(tǒng):保持儀器內部溫度穩(wěn)定,防止過熱;
控制面板:顯示電壓、電容、時間常數(shù)、放電模式與溫度信息。
與主機連接,用于容納電擊杯;
內設安全蓋鎖系統(tǒng),未閉合時無法放電;
可適配 0.1 cm、0.2 cm、0.4 cm 電擊杯。
兩電極間距決定電場強度;
材質為耐高壓聚碳酸酯或石英玻璃;
用于承載樣品,形成穩(wěn)定電場環(huán)境。
高壓導線連接主機與 ShockPod;
設有自動放電電阻與接地線,保障安全。
室溫 20–25 ℃,相對濕度 ≤ 70%;
環(huán)境應干燥、無強電磁干擾;
工作臺需絕緣、防靜電。
使用 AC 220 V ±10%,50/60 Hz 電源;
儀器必須可靠接地,接地電阻 ≤ 1 Ω;
禁止共用大功率設備插座。
檢查電擊槽、ShockPod 內部是否干凈;
電擊杯無裂紋、干燥無水跡;
電纜接口牢固無松動;
面板顯示與按鍵響應正常。
細胞狀態(tài):取對數(shù)生長期細胞;
緩沖液:去離子水或低離子緩沖體系(電導率 0.5–1.5 mS/cm);
外源分子:DNA、RNA 或蛋白質純度高、無鹽;
混合比例:一般 DNA 加入量為 0.1–5 μg / 每 100 μL 樣品;
預冷:樣品及電擊杯預冷至 0–4 ℃ 以減少熱效應。
接通電源后,系統(tǒng)自動檢測電壓模塊、電容模塊、蓋鎖傳感器及溫控狀態(tài)。
若顯示 “SELF TEST PASSED”,表示儀器可正常運行。
屏幕顯示包括:
Voltage(設定電壓)
Capacitance(電容)
Resistance(電阻)
Time Constant(時間常數(shù))
Pulse Mode(波形模式)
Status(運行狀態(tài))
通過旋鈕選擇參數(shù),按“ENTER”確認。
范圍:10–3500 V;
細菌體系:1800–2500 V;
酵母體系:1200–1600 V;
動物細胞:400–800 V;
植物原生質體:600–900 V。
范圍:25–3275 μF;
電容越大,放電時間越長;
一般推薦時間常數(shù) τ = 4–8 ms;
細菌多用 25 μF,哺乳動物細胞 500–1000 μF。
電阻:50–600 Ω,可自動匹配;
波形:指數(shù)衰減波或方波,按實驗體系選擇;
脈沖次數(shù):1–10 次,間隔 0.5–2 秒。
設置完畢后選擇 “SAVE PROTOCOL”,輸入方案編號并保存,便于下次調用。
取 0.1–0.4 cm 間距的電擊杯;
將樣品加入,不超過最大容量的 80%;
去除氣泡,以免電弧;
蓋上蓋子并放入 ShockPod 槽內。
合上蓋子,儀器檢測蓋鎖狀態(tài)并提示 “LID CLOSED – READY”。
未鎖定時禁止放電。
按 “PULSE” 鍵充電;
當屏幕提示 “READY TO PULSE” 時按 “ENTER”;
儀器釋放高壓脈沖,同時記錄實際電壓與時間常數(shù);
放電完成后提示 “COMPLETE”;
系統(tǒng)自動放電并冷卻。
等待 10 秒確認無殘余電荷;
取出電擊杯,立即將樣品轉入恢復液或培養(yǎng)基中;
輕輕混勻后按實驗需求培養(yǎng)。
| 體系 | 電壓 (V) | 電容 (μF) | 時間常數(shù) (ms) | 結果特征 | 
|---|---|---|---|---|
| 大腸桿菌 | 2000 | 25 | 4.8 | 高效轉化 | 
| 酵母 | 1500 | 500 | 6.5 | 穩(wěn)定導入 | 
| 動物細胞 | 600 | 800 | 7.0 | 高存活率 | 
| 植物原生質體 | 700 | 1000 | 9.0 | 孔形成均勻 | 
以上參數(shù)為參考值,可根據(jù)細胞種類、電導率與樣品濃度微調。
放電后立即加入 1 mL 預溫培養(yǎng)液;
30–60 分鐘恢復;
涂布平板培養(yǎng)。
轉入含血清培養(yǎng)基;
37 ℃、5% CO? 條件下培養(yǎng);
1–2 小時后更換新鮮培養(yǎng)基。
放電后轉入含甘露醇的緩沖液;
靜置 1 小時后進行培養(yǎng)或分析。
儀器自動保存以下數(shù)據(jù):
設定與實際電壓;
時間常數(shù) τ;
放電次數(shù)與波形類型;
能量釋放百分比;
電容、電阻值。
通過 USB 接口導出 CSV 文件,包含每次實驗的運行參數(shù)與時間戳。
建議操作員在實驗日志中記錄:
樣品編號與體系類型;
參數(shù)組合;
成功率、存活率與異常情況。
操作前必須閱讀使用說明;
放電過程中嚴禁觸摸電極與 ShockPod;
電擊杯樣品體積不得超過推薦上限;
使用去鹽樣品,防止電??;
每次放電后等待 10 秒,確認放電完畢;
實驗區(qū)保持干燥,防止漏電;
出現(xiàn)閃光、異味、異常響聲時立即斷電。
| 問題 | 原因分析 | 解決方案 | 
|---|---|---|
| 無法放電 | 蓋鎖未閉合或接觸不良 | 重新鎖定蓋子或清潔觸點 | 
| 電弧放電 | 樣品含鹽或有氣泡 | 重新制備樣品并排氣泡 | 
| 電壓過低 | 電容未充滿或設置錯誤 | 重新設定電壓并充電 | 
| 時間常數(shù)過短 | 電導率過高 | 稀釋緩沖液 | 
| 顯示 ERROR | 模塊過溫或電壓偏差 | 停機冷卻或校準 | 
實驗結束后關閉電源,拔掉插頭;
清潔 ShockPod 與電擊杯;
檢查電纜與接地是否牢固;
用無水乙醇擦拭機身。
每 3 個月校準電壓與電容模塊;
每 6 個月清理散熱風扇;
每年進行一次全面性能檢測。
不得用金屬刷清潔;
每次使用后立即沖洗并風干;
如出現(xiàn)變色或裂紋需更換。
樣品電導率對放電特性影響顯著;
電壓、電容與時間常數(shù)必須協(xié)調;
溫度過高會導致細胞死亡,應適度冷卻;
避免頻繁連續(xù)放電,間隔 ≥ 10 秒;
校準與維護必須由專業(yè)技術人員執(zhí)行。
電擊未完成:
檢查電壓是否達到設定值;
查看蓋鎖狀態(tài)。
電弧或短路:
立即斷電;
清理殘留樣品并檢查電極。
儀器報警:
讀取錯誤代碼;
對照維修手冊進行處理。
人身安全:
若發(fā)生觸電,應立即切斷電源并實施急救。
評估指標
轉化效率;
存活率;
時間常數(shù)與電壓一致性;
重復性(偏差 ≤ ±10%)。
優(yōu)化策略
調整電容與電壓組合;
使用適合的電擊杯間距;
優(yōu)化細胞濃度與預冷時間;
控制緩沖液離子強度。
結果穩(wěn)定性驗證
連續(xù) 5 次實驗,轉化效率波動不超過 15%,視為系統(tǒng)穩(wěn)定。
長期不使用時,斷電并拔除電源線;
存放環(huán)境溫度 10–35 ℃、濕度 ≤ 70%;
不得放置于陽光直射或強腐蝕氣體環(huán)境;
電擊杯與 ShockPod 分開存放,使用防潮袋密封;
定期開機自檢,防止電容老化。
操作員須經(jīng)過實驗室安全培訓;
熟悉設備結構與參數(shù)調節(jié)邏輯;
每年至少參加一次設備維護與安全復訓;
實驗記錄需經(jīng)技術負責人審核。
          
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