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一、培訓(xùn)目標(biāo)

本培訓(xùn)旨在讓操作人員：

1. 熟悉Gene Pulser Xcell電穿孔儀的構(gòu)造、原理及工作機(jī)制；

2. 掌握標(biāo)準(zhǔn)化操作流程，確保實(shí)驗(yàn)結(jié)果的重復(fù)性與安全性；

3. 能獨(dú)立完成不同細(xì)胞類型的電穿孔實(shí)驗(yàn)；

4. 具備常見故障診斷和日常維護(hù)能力；

5. 理解儀器性能指標(biāo)與數(shù)據(jù)評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)。

二、儀器概述

Gene Pulser Xcell電穿孔儀是美國(guó)伯樂公司生產(chǎn)的一款高精度基因?qū)朐O(shè)備，廣泛應(yīng)用于微生物、植物原生質(zhì)體、動(dòng)物細(xì)胞等體系的DNA、RNA、siRNA及蛋白轉(zhuǎn)入。

儀器組成

1. 主機(jī)控制單元（Main Unit）：
   提供可調(diào)電壓、電容、電阻的脈沖輸出。

2. 模塊接口系統(tǒng)（CE或PC模塊）：
   根據(jù)細(xì)胞類型選擇適配模塊；

• CE模塊：用于方波電擊（動(dòng)物細(xì)胞）。

• PC模塊：用于指數(shù)波電擊（細(xì)菌、酵母、植物細(xì)胞）。

3. ShockPod電擊槽：
   連接電穿孔杯并傳遞高壓脈沖。

4. 顯示面板：
   顯示設(shè)定參數(shù)、電擊狀態(tài)與報(bào)警提示。

5. 安全防護(hù)結(jié)構(gòu)：
   包含電弧檢測(cè)、電極互鎖與自動(dòng)斷電保護(hù)功能。

儀器性能特點(diǎn)

• 輸出范圍廣（10–3000 V）；

• 時(shí)間常數(shù)可調(diào)（25–3275 μF）；

• 可設(shè)置單脈沖或多脈沖；

• 支持指數(shù)波、方波兩種放電模式；

• 電弧自動(dòng)檢測(cè)與報(bào)警系統(tǒng)；

• 可儲(chǔ)存100組實(shí)驗(yàn)方案；

• 結(jié)構(gòu)模塊化、維護(hù)方便。

三、工作原理講解

電穿孔（Electroporation）是利用瞬時(shí)高壓電場(chǎng)使細(xì)胞膜產(chǎn)生暫時(shí)性納米孔洞的過程。
在電場(chǎng)作用下，細(xì)胞膜電位迅速上升至閾值（通常約0.5–1 V），膜結(jié)構(gòu)發(fā)生可逆性重構(gòu)，形成通道。外源核酸隨之進(jìn)入細(xì)胞。
電場(chǎng)撤除后，膜孔關(guān)閉，細(xì)胞得以存活。

影響電穿孔效果的核心參數(shù)包括：

• 電壓（V）：決定電場(chǎng)強(qiáng)度；

• 電極間距（d）：影響電場(chǎng)均勻性；

• 時(shí)間常數(shù)（τ = RC）：影響脈沖持續(xù)時(shí)間；

• 緩沖液電導(dǎo)率：影響放電速度與熱效應(yīng)。

Gene Pulser Xcell通過高精度電容控制與實(shí)時(shí)反饋技術(shù)，實(shí)現(xiàn)可控的電場(chǎng)釋放，使導(dǎo)入過程更加高效和穩(wěn)定。

四、操作流程培訓(xùn)

1. 開機(jī)前檢查

• 確保儀器放置在穩(wěn)固平臺(tái)上；

• 檢查電源線、接地線是否完好；

• 確認(rèn)ShockPod槽內(nèi)清潔干燥；

• 電極無腐蝕、無鹽漬殘留；

• 模塊連接牢固，顯示屏正常亮起。

2. 樣品準(zhǔn)備

1. 細(xì)胞制備：

• 取對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期細(xì)胞；

• 低溫洗滌3次以去除培養(yǎng)基鹽分；

• 重懸于無離子甘油或電穿孔緩沖液中。

2. DNA/RNA制備：

• 純度高（A260/A280 ≈ 1.8）；

• 無乙醇、鹽或蛋白雜質(zhì)；

• 濃度適中（1–5 μg/mL）。

3. 電擊杯準(zhǔn)備：

• 選用0.1、0.2或0.4 cm電極間距杯；

• 預(yù)冷至4℃，裝入樣品體積40–80 μL；

• 確保液面平整、無氣泡。

3. 儀器設(shè)置與調(diào)節(jié)

1. 模式選擇

• Manual（手動(dòng)）：自定義所有參數(shù)；

• Preset（預(yù)設(shè)）：調(diào)用廠家推薦細(xì)胞參數(shù)；

• Protocol（程序）：保存和調(diào)用用戶方案。

2. 參數(shù)設(shè)定

• 電壓范圍：根據(jù)細(xì)胞類型確定（細(xì)菌約2 kV、動(dòng)物細(xì)胞約400 V）；

• 電容：25–3275 μF；

• 電阻：0–1000 Ω；

• 脈沖模式：?jiǎn)蚊}沖或多脈沖；

• 間隔時(shí)間：0.5–1秒；

• 電極間距：與電擊杯匹配。

3. 執(zhí)行電擊

• 插入裝樣杯，蓋好安全罩；

• 按“Pulse”鍵啟動(dòng)；

• 屏幕顯示電壓、時(shí)間常數(shù)及能量釋放；

• 電擊結(jié)束后取出樣品，立即轉(zhuǎn)入復(fù)蘇液中。

4. 實(shí)驗(yàn)復(fù)蘇與培養(yǎng)

• 電擊后立即加入適宜培養(yǎng)基；

• 靜置復(fù)蘇或搖床培養(yǎng)；

• 細(xì)菌/酵母30–37℃，動(dòng)物細(xì)胞37℃、5% CO?。

4. 操作演示培訓(xùn)重點(diǎn)