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本文将针对《伯乐电穿孔1652660用户手册》进行详尽介绍,涵盖产品概况、系统组成、技术参数、操作流程、细胞准备、典型实验流程、安全注意事项、维护保养、常见故障及排查、优化建议等多方面内容,力求全面、通俗、条理清晰,无重复文案。
“伯乐电穿孔1652660”是指型号为 165-2660 的 Bio‑Rad (伯乐)“Gene Pulser Xcell Total System”电穿孔仪。该系统为科研实验室提供“原核与真核细胞通用”的电穿孔(electroporation)工具,其主要功能是通过短暂高电压电脉冲,在细胞膜上形成可逆性通道,使外源分子(如 DNA、RNA、蛋白质或染料)进入细胞内。根据官网资料,该型号输出电压范围可达 10–3 000 V,支持指数衰变波与方波两种模式。
该系统为模块化设计,包含主机、CE 模块(电容扩展器)、PC 模块(脉冲控制器)、ShockPod 电击杯室及电穿孔比色杯。用户界面友好,内置预设程序,并支持手动编辑。
适用范围广泛,从细菌、酵母菌、植系原生质体到哺乳动物细胞皆可。其优势在于高灵活性、高重复性、便于调参、实验方案丰富。官网也强调:“Universal electroporator capable of transfecting all cell types”这一特性。
系统包含以下主要部分:
主机控制单元:包括 LCD 显示屏、按键输入(字母数字键与功能键)、菜单界面,负责程序选择、参数设定、脉冲触发、结果显示。
CE 模块(Capacitance Extender):用于提供大电容范围(25–3,275 µF)以适应低阻抗样本的指数衰变或方波模式。适合真核细胞或低电阻条件。
PC 模块(Pulse Controller):用于控制并联电阻(50–1,000 Ω)以适应高阻抗样本、微生物等环境,优化指数衰变波时的时间常数。
ShockPod 电击杯室:样品插入用电击杯(cuvette)位于其中,操作便捷、安全性高。
电穿孔比色杯(cuvettes):配备不同间隙规格(如 0.1 cm、0.2 cm、0.4 cm)以适配不同体积、不同细胞类型的电转化实验。
电源适配器与安全保险装置:适配 100–240 V, 50/60 Hz 电源输入,确保设备全球通用。
系统包装中,该型号165-2660包括主单元、CE 模块、PC 模块、ShockPod、电穿孔比色杯(共15个:5个0.1 cm间隙、5个0.2 cm、5个0.4 cm)及配套附件。
在《用户手册》中,技术指标为用户正确操作、参数设定与实验优化提供依据。以下列出该系统主要技术参数(摘选整理):
波型(Waveform):指数衰变 (exponential decay) 或 方波 (square wave) 两种。
输出电压范围:10 V 至 3,000 V。
在10–500 V区间:电容可选25–3,275 µF(以25 µF为增量);在500–3,000 V区间:电容为10、25、50 µF。
并联电阻(应用于 PC 模块场景):50–1,000 Ω,以50 Ω为增量;加上无限大作为开路情况下参照。
样品电阻最低标准:在10–2,500 V时最低20 Ω;在2,500–3,000 V时最低600 Ω。
方波时序参数:10–500 V 时,脉冲持续 0.05–10 ms(以0.05 ms增量);10–100 ms脉冲以1 ms增量;1–10脉冲;间隔0.1–10 秒。500–3,000 V时,脉冲持续0.05–5 ms,以0.05 ms增量;1–2脉冲;最小间隔5 秒。
输入电源:100–240 V,50/60 Hz。最大功率约240 W(短时间充电时峰值)。
工作温度:0–35 °C,湿度0–95%(无冷凝)。
尺寸与重量参考:主机:约31 × 30 × 14 cm,CE模块:31 × 28 × 9 cm,PC模块:31 × 28 × 5 cm;主机净重约6.6 kg,CE模块3.1 kg,PC模块1.9 kg。
这些参数为用户在实际操作中设定电压、电容、电阻、脉冲时间提供标准依据,同时在选杯、选缓冲液、设定样品条件、评估实验结果时起到参考作用。
操作流程可分为开机准备、参数设定、样品插入、触发脉冲、后处理几个阶段。以下为分步骤指导:
将仪器连接到符合规格(100–240 V, 50/60 Hz)电源,打开主机电源。
检查设备是否工作正常:LCD 显示正常、按键响应、模块连接稳固。
确保 CE 模块、PC 模块(如使用)已正确安装,与主机连接牢固。参考手册第 2 章连接说明。
插入电穿孔比色杯插槽,检查是否干燥、无残液、无气泡。
确保操作环境干净、无导电液体泄漏、使用绝缘手套与护目镜。
在主机界面选择操作模式:可选择“预设程序”或“手动模式”。预设程序中包含常见细胞类型(细菌、酵母、哺乳动物细胞)对应的电转参数。
若使用手动模式:输入电压值(如 1,200 V)、选择或调整电容值或时间常数、设定脉冲数、脉冲间隔时间等。手册中详细说明如何切换参数。
根据样品的导电性、体积、杯隙大小(0.1 cm、0.2 cm、0.4 cm)等选择合适参数。较低阻抗/大体积样品可使用较大电容或方波模式,较高阻抗/细胞体积小则可借助 PC 模块并联电阻设定。
确认所有参数无误后,将插入比色杯,并关闭 ShockPod 盖子以确保安全。
系统自检后可显示“Ready”或类似提示,此时可准备触发脉冲。
将含细胞悬液与转入物(如 DNA、RNA)置于比色杯内,插入 ShockPod 插槽,确保方向正确。手册提醒“电击杯只能以正确方向插入”。
按下“Pulse”键或启动按钮,系统将对电容器充电,并在设定时刻释放电脉冲至样品。若出现电弧、气泡或异常应停止操作并检查样品状态。
脉冲结束后,屏幕会显示实际电压、时间常数、波形类型等运行结果(如成功发射、是否有放电异常等)。
立即将样品从电击杯转移至预热或回恢复培养基中,利于细胞膜修复和外源分子表达。
将样品放入适宜温度的孵育条件中(例如哺乳动物细胞 37 °C CO₂ 培养箱)。
若为细菌或酵母,可立即进行培养复苏。
记录实验参数与转染效果,以便优化和重复实验。
关闭设备电源,清理电击杯、更换或冲洗用过的杯体,保持设备整洁。
正确的样品准备是获得高转化效率的关键。以下为建议流程与注意事项:
使用 0.1 cm 间隙电击杯:适合细菌或酵母,高电场强度、体积小。
使用 0.2 cm 或 0.4 cm 间隙电击杯:适合哺乳动物细胞或原生质体,体积相对较大,电场强度适中。
比色杯要保持无裂痕、清洁、无气泡、无残液影响。
样品应悬浮在低离子强度缓冲液中,避免高导电介质(如 PBS、LB)直接使用,因为高导电性会降低电场强度并增加电弧风险。
悬液宜预冷至4 °C以降低热损伤并提高转化效率。
悬液体积应适当(如 50–100 µL),杯体中不要出现气泡。
细胞应处于对数生长期(生长活跃)。
洗涤后细胞应悬浮于适宜缓冲液中,去除培养液及残留离子。
悬液浓度可根据细胞类型而定,如常见为 ~10⁸ cells/mL。
操作前尽量保持细胞于冰上、减少环境刺激。
外源分子量、浓度应符合典型转染条件。
避免在悬液中含有大量杂质或己降解物。
若为哺乳动物细胞转染大质粒、siRNA 或蛋白,建议缩短脉冲时间或调整电压,以减少细胞死亡。
下面以哺乳动物细胞(如 293T、CHO)电穿孔为例,说明完整实验流程:
细胞处于对数生长期,收集、离心、洗涤两次以去除培养基和离子残余。
将细胞悬浮在低离子缓冲液(预冷 4 °C)中,调整浓度如 1 × 10⁷ – 5 × 10⁷ cells/mL。
准备外源 DNA(如 2–10 µg)或 RNA/蛋白,混合入细胞悬液中,轻轻混匀、避免气泡。
选用 0.4 cm 间隙电击杯,加入例如 100 µL混合液,轻轻抖动排气泡,插入 ShockPod。
在仪器上选择“预设程序”中哺乳动物细胞对应选项,或手动输入电压如 1,200 V、方波模式、脉冲时间例如 10 ms、1 脉冲、间隔不适用(单次脉冲)。
按“Pulse”键开始操作。注意观察是否有电弧、是否有异常提示。
脉冲结束后,立即将细胞转移至含复苏培养基、温暖至 37 °C 的 CO₂ 孵育箱中。
24 小时后更换培养基,48–72 小时后评估转染效率(如荧光蛋白表达、抗性筛选、生存率)。
记录所使用参数及结果,为下次实验优化提供依据。
通过实践,用户可逐步调整电压、电容或脉冲数以兼顾转染效率与细胞存活率。
操作高压电穿孔设备需严格遵守安全规程,减少风险。以下为关键注意事项:
操作时务必佩戴绝缘手套、护目镜、穿实验室防护服。
不可在设备通电状态下触摸裸露电极或插入液体。
电击杯插入前,必须关闭 ShockPod 盖,并确认上盖关闭良好。
若发现比色杯有裂痕、液体有气泡、样品混浊,应立即终止操作。
操作平台应保持干燥,远离水源或易导电液体。
不得频繁连续触发脉冲,应给设备适当冷却时间,避免充放电过热。
若出现电弧或误触,按下“Discharge”键或断电处理。
操作环境应满足工作温度(0–35 °C)且无冷凝湿气。
为了保证设备长期可靠运行,应进行定期维护:
使用 70% 乙醇擦拭外壳、电极连接线、ShockPod 表面。
不得使用丙酮、苯等有机溶剂清洗电极或主机面板。
清理样品残液、雾状液体或污染物,避免导致导电短路。
存放于干燥、通风、无腐蚀气体、无阳光直射环境。
长期停用前应断电、清洁、盖防尘罩、拔出电源。
建议每月检查模块连接、电极磨损、电穿孔杯使用次数。
建议每月至少用标准电阻/比色杯检查输出电压及时间常数。
建议每季度检查模块功能、电容值稳定性、是否有电弧保护问题。
若设备提示错误,应联系厂家或授权服务商进行维修(但根据开头声明“质保3年只换不修”)。
记录设备的使用情况、维修记录、实验参数,为质量控制与溯源提供依据。
以下列出常见问题、原因分析与解决方法:
| 问题 | 可能原因 | 解决方案 |
|---|---|---|
| 无电压输出 | 电源未接通;保险丝烧毁;模块未连接 | 检查电源、模块插口、保险丝,确保连接正确 |
| 出现电弧 / 放电异常 | 液体有气泡;比色杯间隙过大;样品导电性过强 | 排除气泡、换用合适杯隙(如0.1 cm用于细菌)、降低导电性或体积 |
| 转染效率低 | 参数不适合;细胞状态差;DNA/混合物质量低 | 优化电压/脉冲时间;使用对数期细胞;提高样品纯度 |
| 屏幕冻结或死机 | 静电干扰;模块连接不良;系统出错 | 断电重启;检查模块连接;如仍无效送修服务 |
| 电压偏低 / 时间常数偏差大 | 电容老化;样品电阻异常;模块故障 | 检查电容模块;测量样品阻抗;更换模块或联系厂家 |
如发生严重硬件故障,应联系设备供应商或厂家进行处理。鉴于本设备由厂家提供质保3年只换不修政策(开头所述),建议在保证期内如出现硬件故障,即联系厂方更换。
为了获得更优的转染效率和更高的细胞存活率,以下为一些建议:
使用 0.1 cm 间隙电击杯 时可显著提高电场强度,适用于细菌、酵母等高效转化。
对于哺乳动物细胞,建议先使用低电压、短脉冲时间方案,再根据存活率和表达率逐步提升电压。
若使用线性 DNA、siRNA 或蛋白质转染,可缩短脉冲持续时间以减少因较高电压造成的细胞热损伤。
转染后立即置于 37 °C 孵育有助于细胞膜快速修复,从而提高表达效率。
每次实验记录详细参数(电压、电容/时间常数、脉冲数、间隔、杯隙、细胞浓度、缓冲液类型)以便优化。
分批操作大体积样品,有助于热量散失与电场均匀,提高整体效率。
定期检查样品温度、电击杯状态(无裂痕、无残液、无气泡)以及电极连接线是否磨损。
本型号165-2660 “伯乐电穿孔仪”是一款适用于科研实验室、支持广泛细胞类型的高性能电穿孔系统。其模块化设计、丰富参数设定、预设程序与手动灵活调整能力,使其在细菌、酵母、植系细胞、哺乳动物细胞等多领域应用成为得力工具。通过规范操作、细胞良好状态、合适的缓冲液和杯隙选择、合理参数设定与维护保养,用户可获得高效、稳定的转染效果。设备若在质保期内出现硬件故障,可依据“质保3年只换不修”政策进行更换,从而降低维修成本、提高实验保障。
建议用户在首次使用前熟读完整用户手册,严格遵守安全操作规范及维护建议,以延长设备寿命、保障实验安全、提升数据可信度。
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