伯乐(Bio-Rad)电穿孔仪165-2660是一款面向分子生物学、基因工程、细胞转染与基因编辑研究的高性能电转化系统。该仪器通过瞬时高压脉冲在细胞膜上形成可逆性微孔,使外源DNA、RNA、蛋白质等分子得以进入细胞内部,实现高效转化或转染。凭借其高精度控制系统、宽范围参数调节能力以及优良的重复性,165-2660已成为国际实验室广泛应用的标准化设备。
该设备采用先进的电容放电原理,通过精确的电压与时间常数控制,生成稳定的脉冲波形,确保能量均匀释放。其应用范围广泛,几乎涵盖了所有常见的电穿孔类型,包括细菌、酵母、真核细胞、植物原生质体及哺乳动物细胞等。无论是在基础研究还是临床前应用中,伯乐165-2660都以高效率、低损伤和强稳定性著称。
电穿孔技术基于细胞膜电穿孔效应原理。当细胞暴露在瞬间高电压脉冲下,膜上会产生瞬时的电位差,从而导致磷脂分子排列重组,形成纳米级孔洞。这些孔洞为外源分子进入细胞提供通道。
电场撤除后,细胞膜通过自身修复机制恢复完整性,使导入的分子得以稳定存在。伯乐165-2660通过精确的电场控制,使这一过程在极短时间内完成,从而实现高效、低损伤的转化。
该设备采用电容放电式高压脉冲系统。充电电容器储存能量后,在极短时间内释放形成脉冲。通过改变电容与电压值,可控制能量释放速率与电场强度,进而调整电穿孔效果。
其放电曲线符合指数衰减模型:
Vt=V0e−t/RCV_t = V_0 e^{-t/RC}Vt=V0e−t/RC
其中,V₀为设定电压,R为系统电阻,C为电容值,t为时间。
设备能自动测定实际时间常数(τ = RC),并实时反馈在显示屏上,帮助操作者判断放电特性。
高稳定性输出:采用精密数字控制系统,确保脉冲电压波形一致;
自动检测与保护:内置电弧检测、温度保护及电源稳压模块;
宽电压范围:0.2–2.5 kV连续可调;
智能显示系统:LCD屏同步显示电压、电容、时间常数及放电状态;
兼容多种电极:支持0.1 cm、0.2 cm、0.4 cm等间隙电转杯。
伯乐165-2660的整体结构设计简洁紧凑,模块化布局便于操作与维护。主要由以下部分构成:
核心控制单元采用高性能微处理器(MCU),负责电压调节、脉冲控制、时间常数计算和安全检测。该模块具备高速响应能力,可在微秒级实现能量释放控制,确保输出脉冲的精确与一致性。
采用隔离式稳压电源,提供稳定的高压输出。内置滤波与过载保护电路,有效抑制电网波动与干扰。电源效率高、噪音低,为长时间连续运行提供稳定保障。
电容组提供能量储存功能,容量范围25–3300 µF。放电电路采用高导电铜材及低阻抗设计,确保能量释放均匀。电路中的半导体开关响应速度快,可防止电弧形成。
前面板配备高亮液晶显示屏,实时显示电压、电容、时间常数和操作模式。
操作区设有旋钮和数字按键,用户可精确设定参数并保存实验方案。最多可存储50组参数,方便不同实验快速调用。
设备配备标准化电极接口,兼容伯乐原厂及其他品牌电转杯。安全盖设有联锁系统,在盖未闭合时设备无法启动,确保操作安全。
内部装有静音风冷系统与温度监控传感器,自动调节风速以维持适宜温度。所有高压元件均封装在绝缘模块内,防止漏电与静电积累。
| 项目 | 参数说明 |
|---|---|
| 电压输出范围 | 0.2–2.5 kV,连续可调 |
| 电容范围 | 25–3300 µF |
| 时间常数显示 | 0.1–99.9 ms 自动测量 |
| 电压精度 | ±1% |
| 时间常数精度 | ±0.1 ms |
| 放电模式 | 单脉冲、多脉冲、阶梯脉冲 |
| 脉冲间隔 | 50–500 ms 可调 |
| 电转杯规格 | 0.1 cm、0.2 cm、0.4 cm |
| 电弧检测 | 自动检测与中断保护 |
| 数据存储 | 最近1000次实验记录 |
| 电源要求 | 220V ±10%,50/60 Hz |
| 尺寸重量 | 约32×25×18 cm,6.5 kg |
这些参数表明设备兼具灵活性与精确度,能满足多种细胞体系的实验需求。
电压是电穿孔成功的关键因素。165-2660通过数字稳压技术与高速反馈机制,保证每次放电电压偏差不超过1%。这种高精度控制确保电场强度一致,从而提高实验重复性与转化效率。
设备可通过调节电压与电容,覆盖从细菌到哺乳细胞的所有实验体系:
高电压短脉冲适用于细菌与酵母;
低电压长脉冲适用于真核细胞与原生质体。
这种灵活性使165-2660成为多用途电穿孔平台。
设备内置电弧检测电路,一旦检测到异常电流波动会立即中断放电,防止样品损坏。自动放电功能在实验结束后释放残余电荷,确保操作者安全。温度监控模块可实时感知电路发热并自动降温。
内置微存储模块能自动记录实验参数与实际放电数据,方便后续结果分析与实验优化。通过USB接口可导出实验记录,实现长期数据追踪与统计。
通过严格的硬件校准与数字控制算法,设备在连续运行上百次后仍能保持稳定输出,时间常数偏差小于0.3 ms,适合高通量研究。
在基因克隆中,电穿孔是质粒DNA导入细菌的主要方法。伯乐165-2660以其高能量输出与精确电压控制,实现高达10⁹ CFU/µg DNA的转化效率。
在细胞生物学与基因表达研究中,该设备常用于将质粒或mRNA导入哺乳动物细胞,实现瞬时或稳定表达。
植物原生质体实验需要较长脉冲时间与温和电压。165-2660的高容量电容系统能提供稳定能量输出,确保细胞膜可逆穿孔并维持再生能力。
该仪器支持RNA、RNP复合物导入,是CRISPR/Cas9系统非病毒递送的重要工具。其安全性和可控性使其在免疫细胞工程(如CAR-T制备)中得到广泛应用。
通过在酵母或细菌中导入外源基因,研究者可构建合成代谢通路,实现蛋白质表达与功能验证。
165-2660在设计上充分考虑实验人员的使用体验:
界面直观:LCD屏清晰显示所有参数;
旋钮与按键结合:实现快速输入与精确微调;
程序存储:常用参数可保存并一键调用;
自动提示系统:异常状态(如电弧、接触不良)即时报警。
这种人性化设计大幅提升实验效率,减少操作错误。
清洁:实验结束后,用无离子水清洗电转杯并晾干;
电极检查:定期检查电极是否腐蚀或变形;
环境要求:设备应置于干燥、通风、无尘环境;
校准:建议每6个月进行一次输出电压与电容校准;
存储:长时间不使用时,应断电并覆盖防尘罩。
正确的维护能显著延长设备寿命,保持性能稳定。
在多组标准实验中,伯乐165-2660显示出优异的性能:
| 测试项目 | 实测结果 | 标准要求 |
|---|---|---|
| 电压误差 | ±0.8% | ≤±1% |
| 时间常数波动 | ±0.2 ms | ≤±0.5 ms |
| 放电响应时间 | 8 µs | ≤10 µs |
| 电弧抑制成功率 | 99.5% | ≥98% |
| 重复实验偏差 | <1% | ≤2% |
这些数据表明设备在连续操作中表现稳定,能量输出精准,适合高要求的科研应用。
精准稳定的高压输出:保证实验可重复性;
多功能兼容设计:适配多种细胞与实验需求;
智能化控制系统:实现全自动检测与参数显示;
强安全防护机制:确保操作者与样品安全;
高性价比与耐用性:长寿命组件、维护成本低。
相较于传统电穿孔设备,165-2660在能量释放均匀性、放电响应速度及操作安全性方面均有显著提升,是科研与生产领域的理想选择。
随着分子生物学与细胞工程技术的发展,电穿孔技术正逐渐与人工智能控制、微流控平台和高通量筛选系统结合。伯乐165-2660具备强大的扩展潜力,可通过软件升级实现:
自动参数优化算法;
数据联网分析与云端存储;
与微流控芯片接口连接以进行单细胞电转;
与自动化工作站集成,支持高通量电转化。
这使得165-2660不仅是一台实验设备,更是一套可持续升级的智能科研平台。
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