伯乐电穿孔仪操作流程与使用注意事项详解

一、前言

电穿孔技术是一种将外源分子（如 DNA、RNA、蛋白质等）导入细胞的常用方法，具有高效率、适用范围广等优势。伯乐电穿孔仪（Gene Pulser Xcell）以其模块化设计、高度精准的脉冲控制系统与人性化界面，在全球生命科学研究中被广泛使用。正确的操作流程与规范的使用细则是保障实验成功与设备寿命的关键。

本说明将围绕该仪器的标准操作流程、日常使用技巧及安全事项展开，帮助实验人员全面掌握使用要点，提升操作效率与实验重复性。

二、电穿孔实验准备工作

在正式启动设备前，应对实验流程、试剂准备、细胞状态等因素进行全面检查和准备。

1. 细胞预处理

• 选择对数生长期的细胞：确保细胞处于生长活跃阶段，有利于电穿孔后恢复。

• 洗涤与重悬：使用无血清培养基或电穿孔缓冲液对细胞进行2–3次清洗，移除干扰因素。

• 调整细胞密度：建议控制在 1×10⁶ – 1×10⁷ cells/mL 的范围，根据细胞类型适当调整。

2. 外源分子准备

• 质粒 DNA 或 RNA：应为高纯度，无蛋白污染；浓度一般控制在50–200 ng/μL。

• siRNA、蛋白质等：根据分子量与电荷特性调整缓冲体系，避免离子强度过高。

3. 电穿孔缓冲液

• 应使用专用电穿孔缓冲液或低导电性溶液（如Hepes、PBS变体）。

• 禁用含钙镁或高盐浓度的培养液，以免产生电弧或杀伤细胞。

4. 电穿孔比色皿

• 根据实验需求选择0.1 cm、0.2 cm或0.4 cm间隙的比色皿。

• 保证干净、无裂痕，避免残留液体污染ShockPod电极。

三、设备设置与启动流程

1. 电源与模块连接

• 插入主控单元电源，接通AC电源线。

• 根据需要连接CE模块（指数波）或PC模块（方波）；系统将自动识别并提示。

• 插入ShockPod模块，确保连接紧密、无松动。

2. 系统自检与初始化

• 开机后，设备进入自检状态，检查模块、显示屏、温度等。

• 出现主菜单后可进入参数设置、程序选择或用户设定界面。

3. 样品装载

• 将处理好的细胞与外源分子混合后，轻轻移入比色皿中（建议加样量20–100 μL）。

• 避免气泡形成，气泡会影响电场均匀性。

• 插入比色皿至ShockPod中，仪器将自动检测是否就位。

四、脉冲参数设置与运行流程

1. 参数设置

根据细胞类型选择合适参数：

• 脉冲数设定：多数实验设为1–3次，间隔0.5–1秒。

• 储存与调用：可将当前设置保存为程序编号，供下次调用。

2. 运行电穿孔

• 按下“Pulse”按钮启动。

• 仪器会自动显示输出电压、电流与电阻，并发出操作完成提示音。

• 若出现异常（如电弧），系统将中断操作并提示报警。

3. 电击结束后的处理

• 电穿孔完成后，立即将细胞从比色皿中移至预温的恢复液或培养基中孵育5–10分钟。

• 某些细胞可立即接种至培养板继续后续实验，如报告基因检测、转染效率评估等。

五、使用注意事项与安全指导

1. 安全操作建议

• 电穿孔过程中存在高压输出，严禁在比色皿未就位状态下启动脉冲操作。

• 操作人员应戴防护手套、穿实验服，避免皮肤直接接触电极。

• 设备需接地良好，避免电击或电流回流造成损坏。

2. 防止电弧现象

电弧放电可能导致样品烧毁、细胞死亡或设备损坏：

• 使用干净、无裂的比色皿。

• 彻底移除混合液中的气泡。

• 使用导电性合适的缓冲液，不可含有氯离子、钙镁等杂质。

• 避免样品体积过少，电极接触空气会增强电阻。

3. 参数设定合理性

• 初次实验建议从较低电压开始试探，逐步优化。

• 电压、电容过高会导致高热积聚、细胞灼伤。

• 方波宽度过大亦可引起膜破裂不可逆。

4. 比色皿使用建议

• 每次使用后立即用无RNA酶水或70%乙醇冲洗干净。

• 如比色皿反复使用，应高压灭菌并干燥存放。

• 不建议重复使用超过10次。

5. 日常设备维护

• 定期用棉签蘸无水乙醇清洁ShockPod电极表面。

• 清理过程中不得滴入液体至设备内部。

• 每月检查电源插头与模块接口是否松动，避免因接触不良引发工作异常。

6. 存储条件

• 关闭主机电源后，拔掉电源线并用防尘罩覆盖。

• 存放于干燥、恒温实验室中，避免阳光直射或强电磁干扰环境。

六、异常情况排查与应对

七、电穿孔效率优化建议

• 控制室温与细胞温度：保持20–25℃室温，细胞应在冰上处理，减缓膜修复速率。

• 缓冲液选择恰当：优选无离子杂质、低导电的专用缓冲液。

• 细胞状态稳定：使用活力高、无污染、对数期细胞。

• 脉冲优化：适当调节脉冲宽度、间隔时间，提高外源物质进入几率。

八、总结

伯乐电穿孔仪是当前细胞转染技术中的经典设备之一，凭借其可调参数范围广、操作界面清晰、兼容性强等优势，被广泛应用于分子生物学、基因工程、免疫学、干细胞研究等多个领域。掌握科学的操作流程和规范的注意事项，不仅能显著提升转染成功率，也能延长仪器使用寿命、降低故障发生概率。

实验人员在每次使用前应进行充分的准备与评估，在使用过程中严格遵循安全流程，并在使用后做好维护保养工作。唯有如此，方能在高效、高质的基础上，持续推动科学实验的稳步开展。