伯樂電穿孔儀操作流程與使用注意事項詳解

一、前言

電穿孔技術是一種將外源分子（如 DNA、RNA、蛋白質等）導入細胞的常用方法，具有高效率、適用范圍廣等優(yōu)勢。伯樂電穿孔儀（Gene Pulser Xcell）以其模塊化設計、高度精準的脈沖控制系統(tǒng)與人性化界面，在全球生命科學研究中被廣泛使用。正確的操作流程與規(guī)范的使用細則是保障實驗成功與設備壽命的關鍵。

本說明將圍繞該儀器的標準操作流程、日常使用技巧及安全事項展開，幫助實驗人員全面掌握使用要點，提升操作效率與實驗重復性。

二、電穿孔實驗準備工作

在正式啟動設備前，應對實驗流程、試劑準備、細胞狀態(tài)等因素進行全面檢查和準備。

1. 細胞預處理

• 選擇對數生長期的細胞：確保細胞處于生長活躍階段，有利于電穿孔后恢復。

• 洗滌與重懸：使用無血清培養(yǎng)基或電穿孔緩沖液對細胞進行2–3次清洗，移除干擾因素。

• 調整細胞密度：建議控制在 1×10? – 1×10? cells/mL 的范圍，根據細胞類型適當調整。

2. 外源分子準備

• 質粒 DNA 或 RNA：應為高純度，無蛋白污染；濃度一般控制在50–200 ng/μL。

• siRNA、蛋白質等：根據分子量與電荷特性調整緩沖體系，避免離子強度過高。

3. 電穿孔緩沖液

• 應使用專用電穿孔緩沖液或低導電性溶液（如Hepes、PBS變體）。

• 禁用含鈣鎂或高鹽濃度的培養(yǎng)液，以免產生電弧或殺傷細胞。

4. 電穿孔比色皿

• 根據實驗需求選擇0.1 cm、0.2 cm或0.4 cm間隙的比色皿。

• 保證干凈、無裂痕，避免殘留液體污染ShockPod電極。

三、設備設置與啟動流程

1. 電源與模塊連接

• 插入主控單元電源，接通AC電源線。

• 根據需要連接CE模塊（指數波）或PC模塊（方波）；系統(tǒng)將自動識別并提示。

• 插入ShockPod模塊，確保連接緊密、無松動。

2. 系統(tǒng)自檢與初始化

• 開機后，設備進入自檢狀態(tài)，檢查模塊、顯示屏、溫度等。

• 出現主菜單后可進入參數設置、程序選擇或用戶設定界面。

3. 樣品裝載

• 將處理好的細胞與外源分子混合后，輕輕移入比色皿中（建議加樣量20–100 μL）。

• 避免氣泡形成，氣泡會影響電場均勻性。

• 插入比色皿至ShockPod中，儀器將自動檢測是否就位。

四、脈沖參數設置與運行流程

1. 參數設置

根據細胞類型選擇合適參數：

• 脈沖數設定：多數實驗設為1–3次，間隔0.5–1秒。

• 儲存與調用：可將當前設置保存為程序編號，供下次調用。

2. 運行電穿孔

• 按下“Pulse”按鈕啟動。

• 儀器會自動顯示輸出電壓、電流與電阻，并發(fā)出操作完成提示音。

• 若出現異常（如電?。?，系統(tǒng)將中斷操作并提示報警。

3. 電擊結束后的處理

• 電穿孔完成后，立即將細胞從比色皿中移至預溫的恢復液或培養(yǎng)基中孵育5–10分鐘。

• 某些細胞可立即接種至培養(yǎng)板繼續(xù)后續(xù)實驗，如報告基因檢測、轉染效率評估等。

五、使用注意事項與安全指導

1. 安全操作建議

• 電穿孔過程中存在高壓輸出，嚴禁在比色皿未就位狀態(tài)下啟動脈沖操作。

• 操作人員應戴防護手套、穿實驗服，避免皮膚直接接觸電極。

• 設備需接地良好，避免電擊或電流回流造成損壞。

2. 防止電弧現象

電弧放電可能導致樣品燒毀、細胞死亡或設備損壞：

• 使用干凈、無裂的比色皿。

• 徹底移除混合液中的氣泡。

• 使用導電性合適的緩沖液，不可含有氯離子、鈣鎂等雜質。

• 避免樣品體積過少，電極接觸空氣會增強電阻。

3. 參數設定合理性

• 初次實驗建議從較低電壓開始試探，逐步優(yōu)化。

• 電壓、電容過高會導致高熱積聚、細胞灼傷。

• 方波寬度過大亦可引起膜破裂不可逆。

4. 比色皿使用建議

• 每次使用后立即用無RNA酶水或70%乙醇沖洗干凈。

• 如比色皿反復使用，應高壓滅菌并干燥存放。

• 不建議重復使用超過10次。

5. 日常設備維護

• 定期用棉簽蘸無水乙醇清潔ShockPod電極表面。

• 清理過程中不得滴入液體至設備內部。

• 每月檢查電源插頭與模塊接口是否松動，避免因接觸不良引發(fā)工作異常。

6. 存儲條件

• 關閉主機電源后，拔掉電源線并用防塵罩覆蓋。

• 存放于干燥、恒溫實驗室中，避免陽光直射或強電磁干擾環(huán)境。

六、異常情況排查與應對

七、電穿孔效率優(yōu)化建議

• 控制室溫與細胞溫度：保持20–25℃室溫，細胞應在冰上處理，減緩膜修復速率。

• 緩沖液選擇恰當：優(yōu)選無離子雜質、低導電的專用緩沖液。

• 細胞狀態(tài)穩(wěn)定：使用活力高、無污染、對數期細胞。

• 脈沖優(yōu)化：適當調節(jié)脈沖寬度、間隔時間，提高外源物質進入幾率。

八、總結

伯樂電穿孔儀是當前細胞轉染技術中的經典設備之一，憑借其可調參數范圍廣、操作界面清晰、兼容性強等優(yōu)勢，被廣泛應用于分子生物學、基因工程、免疫學、干細胞研究等多個領域。掌握科學的操作流程和規(guī)范的注意事項，不僅能顯著提升轉染成功率，也能延長儀器使用壽命、降低故障發(fā)生概率。

實驗人員在每次使用前應進行充分的準備與評估，在使用過程中嚴格遵循安全流程，并在使用后做好維護保養(yǎng)工作。唯有如此，方能在高效、高質的基礎上，持續(xù)推動科學實驗的穩(wěn)步開展。