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一、儀器簡介

伯樂Gene Pulser Xcell電穿孔儀是由美國Bio-Rad公司研發(fā)的一款高精度基因?qū)朐O(shè)備，主要用于將外源DNA、RNA或蛋白質(zhì)導入各種類型的細胞中，包括細菌、酵母、植物原生質(zhì)體、動物細胞等。
設(shè)備采用高壓脈沖的方式暫時改變細胞膜的通透性，使分子物質(zhì)進入細胞。該儀器具有操作簡便、參數(shù)可調(diào)、重復(fù)性強、安全性能高等優(yōu)點，是現(xiàn)代分子生物學實驗中不可或缺的基礎(chǔ)設(shè)備。

主要技術(shù)特性：

• 輸出電壓范圍：10–3000 V；

• 電容調(diào)節(jié)范圍：25–3275 μF；

• 電阻調(diào)節(jié)范圍：0–1000 Ω；

• 支持指數(shù)波與方波兩種模式；

• 內(nèi)置安全電弧檢測系統(tǒng)；

• 可儲存和調(diào)用100組實驗參數(shù)；

• 支持多模塊組合（CE模塊、PC模塊、ShockPod電擊槽）。

二、儀器結(jié)構(gòu)組成

Gene Pulser Xcell系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計，主要包括以下部分：

1. 主機控制單元（Main Unit）
   內(nèi)置微處理控制系統(tǒng)，負責輸出電壓、電容、電阻及脈沖參數(shù)的精確控制。

2. 電穿孔模塊（Pulse Controller Module）
   根據(jù)實驗類型可選擇不同模塊，如細菌/酵母模塊、哺乳動物細胞模塊等。

3. ShockPod電擊槽
   用于放置電穿孔杯（cuvette），并實現(xiàn)高壓脈沖的輸出傳導。

4. 顯示與操作面板
   配備液晶顯示屏及功能按鍵，可進行模式選擇、參數(shù)設(shè)定及實驗監(jiān)控。

5. 電源接口與接地端口
   確保電源輸入穩(wěn)定，接地端口用于安全防護。

6. 安全保護系統(tǒng)
   包含電弧偵測、電極互鎖和溫度監(jiān)控等功能，防止操作過程中產(chǎn)生電擊危險。

三、工作原理

Gene Pulser Xcell通過在極短時間內(nèi)釋放高壓脈沖，使細胞膜脂質(zhì)雙層結(jié)構(gòu)瞬時形成微孔（納米級通道），外源核酸分子即可進入細胞。脈沖結(jié)束后，細胞膜迅速恢復(fù)原狀，從而實現(xiàn)非破壞性轉(zhuǎn)化。

原理公式簡述：
電場強度 E=VdE = \frac{V}jzxhhxrE=dV，其中V為電壓，d為電極間距。
細胞膜孔洞的形成依賴于E與時間常數(shù)τ（τ=RC），過高電壓會導致細胞膜永久破裂，過低則無法形成孔道，因此控制精確的電場與時間參數(shù)至關(guān)重要。

四、安裝與調(diào)試

1. 安裝環(huán)境要求

• 室溫范圍：15–30 ℃；

• 相對濕度：≤70%；

• 避免陽光直射、灰塵、振動和高頻電磁干擾；

• 電源要求：AC 220 V ±10%，50/60 Hz；

• 儀器必須可靠接地。

2. 安裝步驟

1. 將主機放置于穩(wěn)定工作臺上；

2. 連接ShockPod電擊槽至主機前端口；

3. 如需方波實驗，連接PC模塊；

4. 插入電源線并確保接地線完好；

5. 開機后儀器自動自檢，屏幕顯示“System OK”即表示可用。

3. 調(diào)試檢查

• 檢查所有模塊連接正確；

• 電極表面干凈、無水漬或鹽分殘留；

• 使用標準電阻負載測試電壓輸出是否穩(wěn)定；

• 確認顯示屏參數(shù)調(diào)節(jié)功能正常。

五、操作步驟

（一）樣品制備

1. 細胞處理

• 培養(yǎng)至對數(shù)生長期（細胞活性最佳）；

• 使用無離子水或低導電緩沖液洗滌三次；

• 重懸于冰冷的甘油或電穿孔緩沖液中；

• 保持4℃預(yù)冷，避免溫升影響。

2. DNA樣品

• 使用純化好的質(zhì)?；蚓€性DNA；

• DNA濃度控制在1–5 μg/mL；

• 避免含鹽、酒精殘留。

3. 裝杯準備

• 選擇合適電極間距（0.1 cm、0.2 cm、0.4 cm等）；

• 加入40–80 μL樣品；

• 確保液面平整、無氣泡。

（二）儀器設(shè)定

1. 模式選擇

• 手動模式（Manual）：可自定義所有參數(shù)；

• 預(yù)設(shè)模式（Preset）：內(nèi)置常用細胞類型參數(shù)；

• 程序模式（Protocol）：保存與調(diào)用用戶自定義方案。

2. 參數(shù)設(shè)置

• 電壓（Voltage）：根據(jù)細胞類型選擇100–3000V；

• 電容（Capacitance）：調(diào)節(jié)脈沖持續(xù)時間，25–3275 μF；

• 電阻（Resistance）：調(diào)節(jié)放電速度，0–1000 Ω；

• 脈沖次數(shù)與間隔：設(shè)置單脈沖或多脈沖，間隔0.5–1.0秒；

• 電極間距選擇：確保參數(shù)與杯型號匹配。

3. 保存參數(shù)
   輸入?yún)?shù)后，可將方案存儲至設(shè)備記憶單元中，便于重復(fù)實驗。

（三）執(zhí)行電擊

1. 放入裝樣后的電穿孔杯，確保接觸緊密；

2. 檢查屏幕參數(shù)無誤后按下“Pulse”鍵；

3. 儀器發(fā)出脈沖電壓，同時屏幕顯示實際輸出值與時間常數(shù)；

4. 電擊完成后立即取出電穿孔杯；

5. 將樣品迅速轉(zhuǎn)移至含復(fù)蘇培養(yǎng)基的離心管中；

6. 置于適宜溫度下恢復(fù)培養(yǎng)。

六、實驗注意事項

1. 防止電?。ˋrc Error）

• 樣品中不能含有高濃度鹽分；

• 液體體積不能超過電極間隙上限；

• 避免出現(xiàn)氣泡。

2. 電極清潔
   每次實驗后應(yīng)用蒸餾水清洗電極，必要時用70%乙醇消毒。

3. 安全防護

• 操作時不得觸摸電極；

• 電擊過程中不得打開ShockPod蓋；

• 使用防靜電工作臺。

4. 數(shù)據(jù)記錄
   每次實驗記錄設(shè)定參數(shù)、電擊時間常數(shù)、轉(zhuǎn)化效率、備注等，便于追溯。

5. 避免過度使用
   連續(xù)高壓電擊超過50次后應(yīng)讓設(shè)備休息10分鐘，以防電容過熱。

七、常見參數(shù)參考

八、實驗結(jié)束與關(guān)機流程

1. 電擊完成后關(guān)閉電源輸出；

2. 清理ShockPod電擊槽內(nèi)殘液；

3. 擦干設(shè)備表面水漬；

4. 關(guān)閉主機電源，拔下插頭；

5. 用防塵罩覆蓋設(shè)備，存放在干燥環(huán)境中。

九、維護與保養(yǎng)

1. 日常維護

• 每天使用后清潔電擊槽；

• 避免液體滲入主機；

• 檢查接地是否完好；

• 定期擰緊模塊連接螺母。

2. 定期檢查

• 每3個月檢測電壓輸出精度；

• 每6個月校準電容與時間常數(shù)；

• 檢查ShockPod內(nèi)電極有無腐蝕或裂紋；

• 若出現(xiàn)“Arc Error”頻繁報警，應(yīng)檢查樣品導電性與電極狀態(tài)。

3. 長期停用

• 清洗干凈電極并晾干；

• 斷開電源與模塊連接；

• 放入原包裝箱中保存，環(huán)境濕度≤60%。

十、常見問題與處理

十一、安全提示

1. 嚴格遵守實驗室高壓安全操作規(guī)范；

2. 操作區(qū)域應(yīng)遠離易燃物；

3. 在防護罩完全關(guān)閉的狀態(tài)下方可電擊；

4. 若出現(xiàn)異味或異常聲音，應(yīng)立即斷電；

5. 使用穩(wěn)壓電源，防止電流沖擊；

6. 電極嚴禁干燒，禁止在未加樣狀態(tài)下電擊。

十二、數(shù)據(jù)記錄與保存

Gene Pulser Xcell具備自動存儲功能，可保存最近100條實驗記錄，包括電壓、電容、時間常數(shù)及脈沖次數(shù)。用戶可通過菜單查看或?qū)С?，便于實驗追蹤與數(shù)據(jù)比對。
建議實驗室建立電子記錄系統(tǒng)，對每臺設(shè)備建立編號及操作檔案，記錄使用者、時間、參數(shù)與結(jié)果，用于設(shè)備性能追蹤。

十三、校準與性能驗證

為確保數(shù)據(jù)準確，應(yīng)定期進行性能驗證：

1. 電壓校準：使用標準高壓探針檢測實際輸出；

2. 時間常數(shù)驗證：用示波器測定脈沖持續(xù)時間；

3. 電弧檢測系統(tǒng)測試：模擬電弧條件驗證報警功能；

4. 溫升測試：連續(xù)放電監(jiān)測主機溫度變化；

5. 重復(fù)性驗證：同一參數(shù)重復(fù)電擊10次，偏差應(yīng)小于5%。

若發(fā)現(xiàn)偏差超標，應(yīng)立即聯(lián)系廠家技術(shù)支持進行維護。

十四、儀器使用建議

• 在同類樣品實驗前先進行小規(guī)模優(yōu)化實驗；

• 使用廠家推薦配件與電擊杯；

• 不同細胞類型應(yīng)使用相應(yīng)的模式模塊；

• 實驗中保持環(huán)境潔凈與恒溫；

• 建議在有培訓經(jīng)驗的人員指導下操作新用戶。

十五、總結(jié)

伯樂Gene Pulser Xcell電穿孔儀以其高精度控制、優(yōu)良的重復(fù)性和強大的模塊擴展能力，成為科研實驗室進行基因?qū)肱c電穿孔操作的首選設(shè)備。
通過本手冊的規(guī)范使用，操作者可全面掌握設(shè)備性能，熟悉實驗流程，有效避免操作失誤和實驗誤差。
配合“質(zhì)保3年只換不修，廠家長沙實了個驗儀器制造有限公司”的服務(wù)保障，用戶可在長期使用中持續(xù)保持設(shè)備的高效與安全狀態(tài)。