伯乐电穿孔系统 Gene Pulser Xcell 电穿孔仪详解

一、产品简介

Gene Pulser Xcell 电穿孔系统是 Bio-Rad 推出的一款高精度、高通用性的模块化电穿孔平台，适用于各种细胞类型的外源分子导入实验。通过控制电流脉冲，使细胞膜瞬时穿孔，从而实现DNA、RNA、蛋白质等分子的高效转染。

与传统的化学或病毒转染方式相比，电穿孔具有更高的通用性、无载体依赖、安全性高等特点。伯乐的这套系统集成了指数波与方波脉冲输出，可灵活配置模块，满足科研人员从细菌、酵母到哺乳动物细胞、干细胞甚至植物原生质体的电转化需求。

二、系统结构与模块功能

Gene Pulser Xcell 系统采用模块化设计，由以下几个核心组件构成：

1. 主控单元（Main Unit）

• 控制整个平台的参数输入、执行逻辑和程序管理；

• 内建LCD图形界面与功能按键；

• 支持实时电压、电流、电阻、电容读取；

• 可保存100组用户自定义程序。

2. CE 模块（Capacitance Extender Module）

• 输出指数衰减波形，适用于敏感细胞，如哺乳动物细胞、植物原生质体；

• 电容支持范围广（25–3275 μF），可微调精度至25 μF；

• 支持并联电阻配置，适应不同细胞的膜电性。

3. PC 模块（Pulse Controller Module）

• 输出方波脉冲，专为大肠杆菌、酵母等原核细胞设计；

• 可设置脉冲时间（0.05–10 ms）与脉冲次数（1–10次）；

• 可调整脉冲间隔时间（0.1–10秒），支持连续电击。

4. ShockPod 电击槽

• 与电穿孔比色皿连接，用于实际电极放电；

• 自动识别比色皿插入状态，避免空击操作；

• 适配0.1 cm、0.2 cm、0.4 cm三种标准比色皿。

三、技术规格总览

四、适用细胞类型与推荐设置

五、标准操作流程

Step 1：前期准备

• 准备新鲜细胞，处于对数生长期；

• 清洗细胞并重悬于专用电穿孔缓冲液中；

• 与目标DNA/RNA等外源分子混合均匀。

Step 2：设备设置

• 接通主机电源，连接所需模块（CE 或 PC）；

• 插入ShockPod槽；

• 在主机界面选择或设定所需程序参数；

• 装入无气泡样品于比色皿中，插入ShockPod。

Step 3：执行电击

• 按下“Pulse”按钮；

• 脉冲电击释放，系统会自动记录电压与放电过程；

• 电击完成后立即将细胞转入恢复液或培养基中。

Step 4：细胞恢复

• 孵育细胞于37°C环境下5–10分钟；

• 转移至合适培养体系中继续培养，进行后续检测如转染效率、蛋白表达、筛选等。

六、功能优势亮点

1. 全波形覆盖

• 指数波适合柔弱细胞；方波适合原核类硬膜细胞。

2. 自由参数配置

• 可根据实验需要细调电压、电容、电阻、脉冲时间。

3. 模块化结构

• 使用者可仅选配所需模块，降低成本；

• 后续可升级拓展，保护投资。

4. 自动故障诊断

• 系统具备电弧检测、电极保护、电压异常自停等功能。

5. 操作直观

• 中文界面+图形菜单，便于上手；

• 快速存取常用参数，减少手动设置时间。

七、注意事项与维护建议

操作安全

• 使用前检查比色皿干燥无盐渍；

• 不可在空载状态下执行电击；

• 操作时佩戴手套，注意高压警告。

设备保养

• 每次使用后用无水乙醇或纯水清洁ShockPod；

• 每月检查电缆与接口是否松动；

• 不使用时断电、盖上防尘罩，存放于干燥环境。

故障排查

八、应用领域

Gene Pulser Xcell 适用于以下研究和工业方向：

• 分子克隆：高效导入质粒至菌株；

• 基因编辑：导入CRISPR系统至细胞系或干细胞；

• 疫苗开发：转染抗原编码序列至表达系统；

• 合成生物学：构建工程化菌株；

• 植物转化：植物原生质体DNA导入与表达；

• 蛋白表达平台：优化宿主菌株表达效率。

九、总结

Bio-Rad Gene Pulser Xcell 电穿孔系统是一款专为现代分子生物学研发需求设计的高性能平台，兼具稳定性、灵活性与智能控制。其强大的脉冲设定能力和多细胞兼容性，为研究人员提供了高效且可重复的细胞转化方案。

无论是在高校基础研究还是在企业级生物工程项目中，该系统都能胜任多样化的转染需求，是提升实验效率和数据质量的重要工具。