伯乐(Bio-Rad)电穿孔仪165-2660是一款专为生命科学研究设计的高性能电转化设备,广泛应用于细菌、酵母、哺乳动物细胞、植物原生质体及真核体系的基因导入实验。
其核心原理是利用瞬时高压脉冲在细胞膜上形成可逆性微孔,使外源DNA、RNA或蛋白质进入细胞内部,从而实现转化或转染。
该设备以高精度电压控制、稳定的放电波形及灵活的参数设置而著称,支持0.2–2.5 kV电压范围、25–3300 µF电容范围及多模式脉冲输出。
为确保实验效果的可靠性和安全性,操作人员应严格遵守规范化的操作流程,正确设置参数并妥善维护仪器。
本指南详细介绍伯乐165-2660的操作步骤、参数调整、实验准备、常见问题及安全注意事项,旨在帮助科研人员高效掌握仪器操作方法并获得最佳实验结果。
主机是整个设备的控制中心,内部集成高压电源、控制电路和能量释放系统。主要功能包括电压设定、电容调节、脉冲输出、时间常数计算与安全监控。
显示屏:实时显示电压、电容、时间常数、脉冲次数等信息;
旋钮与按键:用于输入参数、启动放电及保存设置;
指示灯:显示设备工作状态,如“Ready”“Pulse”“Error”。
电极槽用于连接电转杯,安全盖配有联锁保护功能,未关闭盖时系统无法输出高压,确保操作安全。
电转杯(0.1 cm、0.2 cm、0.4 cm三种间隙)
高压连接线
样品支架与冷却模块
接地线与防尘罩
温度:20–25°C;湿度:≤60%;
电源要求:220V ±10%,接地良好;
操作台保持干燥清洁,远离水源与电磁干扰源。
在每次使用前,检查以下项目:
电源线连接是否牢固;
电极槽与电转杯是否清洁干燥;
安全盖感应开关功能是否正常;
屏幕显示与按键响应是否正常;
上次实验后的残余电荷已完全释放。
若发现异常,如屏幕闪烁或“Error”提示,应立即停止使用并联系技术人员。
细胞要求:
细胞需处于生理活跃期或对数生长期;
通过离心去除培养基并用低离子缓冲液洗涤3–4次;
样品悬液导电性低于5 µS/cm,以防放电不稳;
样品浓度控制在1×10⁸ cells/mL左右。
DNA/RNA要求:
纯度高,A260/A280比值在1.8–2.0;
无盐、无乙醇残留;
浓度一般为10–100 ng/µL。
接通电源,设备自动进行系统自检;
确认显示屏出现“Bio-Rad 165-2660 Ready”;
检查风扇运转与指示灯状态,确保设备处于待机模式。
按下 “Parameter” 键进入设置菜单,依次设定以下参数:
电压(Voltage):根据细胞类型选择
细菌:2.3–2.5 kV
酵母:1.0–1.5 kV
哺乳细胞:0.25–0.8 kV
植物原生质体:0.6–1.0 kV
电容(Capacitance):
范围:25–3300 µF
推荐:细菌25 µF、酵母50 µF、哺乳细胞250 µF、原生质体1000 µF
脉冲次数(Pulse):
单脉冲用于细菌与酵母;
双脉冲用于真核细胞转染(间隔100 ms)。
时间常数显示(τ):系统自动计算并在放电后显示,理想值为4–10 ms。
设置完成后,按下 “Enter” 键确认并返回主界面。
将处理好的细胞与DNA混合液加入电转杯,体积约为80–100 µL;
轻轻敲击杯壁,确保无气泡;
将电转杯置于冷却模块中预冷约1分钟;
插入主机电极槽,确保卡入定位槽;
关闭安全盖,屏幕显示“Ready”。
按下 “Pulse” 或 “Start” 键,设备发出短促提示音;
放电瞬间屏幕显示实际电压与时间常数;
放电完成后系统自动放电,等待数秒,屏幕恢复“Ready”。
若出现“ARC DETECTED”提示,说明样品中存在电弧放电,应重新洗涤细胞或更换缓冲液。
立即使用无菌移液器吸出样品,加入适宜培养基复苏:
细菌:加入SOC培养基,在37°C摇床复苏1小时;
酵母:在30°C培养30–60分钟;
哺乳细胞:转移至含血清培养基中静置复苏2小时;
植物原生质体:放入等渗液中静置12小时。
| 细胞类型 | 电压(kV) | 电容(µF) | 电转杯间隙(cm) | 时间常数(ms) |
|---|---|---|---|---|
| 大肠杆菌 | 2.5 | 25 | 0.2 | 4–5 |
| 酵母 | 1.2 | 50 | 0.2 | 6–8 |
| 哺乳动物细胞 | 0.45 | 250 | 0.4 | 8–10 |
| 植物原生质体 | 0.8 | 1000 | 0.4 | 10–12 |
| 放线菌 | 1.5 | 100 | 0.2 | 5–7 |
可根据实验目标适当微调参数,优化结果。
放电结束后等待30秒,让设备自动放电完毕;
用无离子水冲洗电极槽与电转杯;
必要时使用70%乙醇清洗并自然晾干;
不得使用强酸或金属刷清洁。
记录实验条件与结果,包括:
电压、电容、时间常数;
样品类型与浓度;
转化效率与复苏情况。
165-2660具备自动记录功能,可存储最近1000次实验数据。
按下 “Power Off” 键关闭设备;
断开电源线与接地线;
用干布擦拭仪器外壳;
覆盖防尘罩存放。
放电前务必确保安全盖关闭,否则系统将拒绝输出。
禁止在设备带电状态下插拔电转杯或连接线。
不得使用含盐或导电性高的缓冲液,以防电弧放电。
放电后需等待数秒,确保残余电荷完全释放。
避免连续放电超过10次,应间隔30秒以上防止过热。
操作时佩戴绝缘手套并保持实验环境干燥。
若设备发出异响或有异味,应立即断电检查。
| 问题 | 可能原因 | 解决办法 |
|---|---|---|
| 放电失败 | 安全盖未关闭或电极未接触 | 检查安全盖与电转杯位置 |
| 电弧放电 | 样品中有气泡或盐分过高 | 重新洗涤样品并排气泡 |
| 时间常数过低 | 电阻过小或缓冲液导电性高 | 更换低离子缓冲液 |
| 时间常数过高 | 电容过大或样品体积过小 | 调整电容或增加样品体积 |
| 转化效率低 | 电压不足或细胞状态差 | 提高电压或使用新鲜样品 |
| 样品过热 | 放电间隔太短 | 延长间隔或使用冷却模块 |
电压校准:每6个月使用校准适配器检测输出精度,误差应≤±1%。
电容检测:每12个月检测一次,偏差超过5%需更换。
电极维护:定期清洁并检查是否有腐蚀或变色。
线缆检查:防止老化、弯折和破损。
软件升级:根据伯乐官方更新版本执行升级。
良好的维护能确保设备长期稳定运行,并保持实验可重复性。
样品优化
保持低离子环境,防止电弧;
调整细胞密度,使能量分布均匀;
DNA应高纯无污染。
参数优化
首次实验建议采用中等电压与电容;
根据转化效率逐步微调;
观察时间常数是否稳定在目标范围内。
复苏条件优化
及时复苏,防止膜损伤进一步恶化;
对哺乳细胞可加入抗氧化剂或复苏促进因子;
植物原生质体需在等渗环境中恢复。
数据管理
建立实验参数数据库;
分析不同细胞类型下的电压、电容与效率关系;
为后续实验提供经验参考。
示例一:大肠杆菌质粒转化
电压:2.5 kV
电容:25 µF
电转杯间隙:0.2 cm
时间常数:约4.9 ms
结果:转化效率1×10⁹ CFU/µg DNA
示例二:哺乳细胞mRNA转染
电压:0.45 kV
电容:250 µF
脉冲:2次,间隔100 ms
时间常数:8.5 ms
结果:细胞活性70%,目标蛋白高表达。
通过标准化操作与参数优化,可获得稳定的实验结果与高重复性。
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