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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
