伯乐 Bio-Rad MicroPulser 电穿孔仪详尽介绍

一、技术背景与研发理念

电穿孔是一种通过短暂高压电脉冲引发细胞膜瞬时孔洞，从而实现外源分子导入的物理方法。与传统的化学转染或病毒感染方式相比，电穿孔具有广泛适用性、高效率及低毒性的优点，尤其适用于常规转染手段难以奏效的细菌、酵母和部分哺乳动物细胞。

基于此背景，Bio-Rad 公司推出了 MicroPulser 电穿孔仪，这是一款定位于“操作简单、精准高效”的实验设备，尤其适合科研型实验室中常规微生物转化、高效质粒导入与教学实践等日常使用需求。

二、仪器概述

MicroPulser 电穿孔仪是 Bio-Rad 专为微生物转化实验开发的一款紧凑型单脉冲穿孔设备。其集成了预设穿孔程序、可调电压输出和简洁的交互界面，为微生物转化提供了高重复性、高效率的解决方案。

该设备支持多种标准电穿孔比色皿，适用于多种细菌与酵母的穿孔环境，极大地简化了操作流程，提高了转化成功率。

三、主要技术参数

四、设计结构与构成模块

1. 主机部分

MicroPulser 的主机为一体化封闭结构，采用金属壳体防电磁干扰设计，内部设有高压输出电容、阻尼系统与安全监控模块。

2. 控制面板

控制区域包括模式选择按钮、开始脉冲按键以及液晶显示界面。用户可通过旋钮选择细菌或自定义程序，系统会自动加载对应参数。

3. 电极座接口

设备配有标准 ShockPod 电极座，可插入 Bio-Rad 专用电穿孔比色皿，确保电极接触均匀、安全闭合，避免意外触电或击穿。

五、主要功能与优势

1. 内置穿孔程序简化操作

设备预设多种常用细菌（如 E. coli、Bacillus subtilis）和酵母（Saccharomyces cerevisiae）参数，初学者只需选择目标细胞，即可完成转化设置，极大降低了上手门槛。

2. 脉冲高稳定性与低电弧风险

高性能电容释放机制确保电场输出稳定，同时配备电弧抑制系统，有效避免因液体导电性变化产生的击穿现象，提升样品安全性。

3. 精准显示穿孔参数

完成穿孔后，屏幕将显示时间常数、电压值等关键指标，方便研究人员判断穿孔效率，亦有助于后期实验参数优化与文献记录。

4. 小型轻便，节省空间

MicroPulser 尺寸紧凑，适合放置于通风橱、生物安全柜内操作，极大提高实验室空间利用率。

5. 安全保护机制齐全

具备电极保护盖、电容快速放电模块、自动断电等功能，确保穿孔过程对人员及样品的双重保护。

六、适用实验类型

1. 质粒导入大肠杆菌

最常见用途是将重组质粒导入 E. coli 以进行克隆表达或蓝白斑筛选，成功率可达 90%以上，远高于化学法。

2. 放线菌转化

面对细胞壁厚、转化效率低的放线菌，MicroPulser 可通过高电压短脉冲实现细胞膜短时电穿通，增强导入率。

3. 酵母表达系统启动

在酿酒酵母、毕赤酵母等表达系统中，电穿孔为质粒导入提供可控的参数环境，适配重组蛋白表达研究。

4. CRISPR元件导入微生物

适用于将CRISPR干扰系统或编辑工具导入细菌或酵母中，探索基因敲除、敲入功能，推动微生物遗传工程研究。

七、操作流程示意

1. 细胞准备：将对数期细胞制备为电穿孔状态，洗涤去除离子。

2. 混合质粒：与高纯度DNA或RNA混合，转入比色皿。

3. 选择程序：在设备上选择相应细胞类型预设。

4. 执行穿孔：插入ShockPod，按下Pulse键。

5. 复苏处理：立即转移至复苏液中，静置培养。

6. 后续筛选：根据实验需求进行抗性筛选、表达分析等。

八、注意事项与维护建议

• 每次使用后，应及时用去离子水冲洗比色皿，防止盐分残留导致电极腐蚀。

• 穿孔液应选用低电导、无盐缓冲液，防止电弧。

• 电压设置不应超过推荐值，避免击穿细胞或设备故障。

• 建议每年进行一次内部电容与电压输出精度校验。

• 放置于干燥通风环境，避免长时间处于高湿度状态下存储。

九、适用用户群体

• 分子生物学实验室进行基因克隆工作的科研人员；

• 微生物代谢工程、发酵工程研究团队；

• 生物学教学单位开展教学演示；

• 合成生物学相关项目中的质粒重构验证工作。

十、总结与评价

MicroPulser 电穿孔仪以其卓越的可操作性、精准的参数控制和强大的微生物转化能力，为日常科研提供了稳定、高效的穿孔平台。无论是基础研究还是产业化前期开发，该设备都能以简洁的形式提供专业级穿孔支持。其所代表的高性价比和简易维护属性，使其成为各类实验室中不可或缺的工具之一。