伯乐 MicroPulser 电穿孔仪（电转仪）详解

一、设备概述

MicroPulser 是由 Bio-Rad 伯乐公司推出的一款专为生命科学研究而设计的电穿孔仪（电转仪），主要功能是通过对细胞施加短时间、高强度的电脉冲，使细胞膜暂时出现可逆性孔隙，从而使外源 DNA、RNA、siRNA、蛋白质等分子得以导入细胞内部。

与传统的化学转染、病毒转染方法相比，电穿孔技术作为一种物理转染方式，具有高效、快速、适用性广、安全性强的特点。MicroPulser 凭借其小巧体积、高度集成的功能模块和智能化操作体验，已成为分子生物学、微生物工程和基因表达研究中广泛应用的电转设备。

二、核心原理

MicroPulser 的工作基础是“电致孔”效应。细胞膜由磷脂双层构成，本质上是电介质结构。当短时强电场施加于细胞时，膜两侧的电位差迅速上升，在局部区域形成临时的纳米孔洞。此时外源分子即可通过这些孔洞进入细胞质，甚至细胞核。电场撤除后，细胞膜会自行修复，恢复原有的屏障功能。

电穿孔属于非整合性转染方式，因无病毒载体参与，也不会引起基因组突变或遗传毒性，因此特别适用于转瞬时表达实验、高通量筛选和安全性要求高的研究任务。

三、技术规格与性能

四、主要功能特征

1. 一体化设计

设备采用小型化外壳结构，占用空间小，适合置于通风柜、生物安全柜内操作。无外接电容或控制模块，便于即插即用。

2. 预设程序与智能识别

仪器内置多种针对不同细胞类型的穿孔程序，包括：

• 微生物类（大肠杆菌、沙门氏菌等）

• 酵母与真菌类（酿酒酵母、念珠菌等）

• 哺乳动物细胞（CHO、HEK293、Jurkat等）

• 植物原生质体

用户只需选择相应类型，设备即自动设定电压与时间参数，简化流程。

3. 高度精确的电脉冲控制

MicroPulser 采用高精度电容放电系统，保障输出波形稳定、误差极小，有效避免因脉冲波动导致转染效率下降或细胞损伤。

4. 安全机制

设备配有电弧检测机制。当穿孔液导电性过强或电极接触异常时，自动阻断放电，提示用户调整样品条件，避免烧杯炸裂或样品丢失。

五、适用范围与目标细胞类型

MicroPulser 是一款通用型电穿孔仪，可用于下列各类实验：

1. 原核细胞转化

如大肠杆菌转化质粒DNA，适用于重组蛋白表达、突变体筛选等实验。

2. 酵母与真菌转染

在细胞壁去除或改性处理后，可导入线性DNA，用于基因敲除、敲入及重组工程。

3. 哺乳动物细胞转染

对悬浮细胞与部分贴壁细胞进行RNA、质粒、CRISPR/Cas9系统的导入，适合免疫细胞、造血细胞实验。

4. 植物原生质体处理

通过高电压、短时间脉冲实现基因导入，用于植物代谢工程或基因编辑试验。

六、标准操作流程

第一步：样品准备

• 取指数生长期细胞，去除培养基中盐分；

• 使用无离子甘油缓冲液重悬；

• 外源质粒/siRNA须在纯水中稀释；

• 预冷穿孔杯及细胞混合物至4°C。

第二步：设置仪器

• 开启电源，选择细胞类型；

• 检查电极支架是否安装稳固；

• 若使用手动模式，可自定义电压。

第三步：穿孔操作

• 向穿孔杯中加入50–100 µL细胞与外源分子混合液；

• 插入穿孔杯至电极座，确认无气泡；

• 按下“Pulse”键进行脉冲放电；

• 显示屏自动显示完成状态与实际参数。

第四步：恢复培养

• 快速将电穿孔样品转移至预温恢复液中；

• 培养30–60分钟后用于后续接种、筛选或表达分析。

七、实验参数参考表

八、使用注意事项

1. 穿孔液电导率应控制在低水平（不超过10 mS/cm）；

2. 所有穿孔杯需一次性使用，避免残留电击痕迹干扰下一次实验；

3. 气泡是引发电弧的主要风险，需排除；

4. 实验应在室温或低温环境中操作；

5. 放电间隔应不少于30秒，以防电容未完全释放；

6. 若发现电极发黑或氧化，需及时更换或清洗；

7. 禁止在潮湿环境使用设备。

九、常见问题与排查建议

十、维护保养

• 每次使用后，擦拭仪器外壳与电极接口；

• 存放于干燥通风处，避免日晒；

• 每半年检查一次系统稳定性；

• 每季度更换穿孔杯库存，避免老化影响实验；

• 若长时间不使用，断电封存设备并标记状态。

十一、总结与应用价值

Bio-Rad MicroPulser 是一款专注于电穿孔技术的紧凑型电转仪，适用于科研人员开展从细菌质粒转化、哺乳动物细胞瞬时转染，到植物细胞原生质体处理等多种实验。其特点在于：

• 操作简单，适合初学者和日常重复实验；

• 参数精度高，适用于高要求科研实验；

• 性价比高，广泛部署于高校及中型实验室；

• 使用安全，设备稳定，维护简便。

凭借上述优点，MicroPulser 成为电穿孔实验中被广泛认可的设备选择之一，在分子生物学、遗传学、微生物学、细胞工程等多个研究方向中发挥着重要作用。