伯乐电穿孔仪 165-2660 是一款高端的基因导入设备,其系统配置融合了精密电气控制、数字信号处理与智能安全管理三大技术平台。
设备主要用于细菌、酵母、植物原生质体及哺乳动物细胞的电穿孔实验,通过高压瞬时脉冲作用于细胞膜,使外源 DNA、RNA 或蛋白质分子进入细胞内部。
整机采用模块化硬件结构与多层软件系统配置,集成自动诊断、自适应参数调节、数据记录与安全防护功能,是实验室基因操作和细胞工程研究的核心仪器之一。
165-2660 的系统结构由 主机系统、控制系统、功能模块系统、输入输出系统、安全防护系统、软件管理系统 六大部分组成。
各子系统相互独立又紧密联动,形成高稳定性、高精度的运行体系。
| 系统名称 | 功能说明 |
|---|---|
| 主机系统 | 电源供应、能量储存与放电执行核心 |
| 控制系统 | 微处理器控制、参数设置、波形调节 |
| 模块系统 | 包括 CE 电容扩展模块与 PC 脉冲控制模块 |
| 输入输出系统 | 人机界面、信号采集、外部连接接口 |
| 安全防护系统 | 多级电气与机械安全保护机制 |
| 软件系统 | 参数控制、数据记录、日志管理与故障诊断 |
主机是 165-2660 的核心结构,承担电源转换、能量储存与高压放电任务。
输入电源:AC 220 V ±10%,50/60 Hz
最大功率:200 W
内置 EMI 滤波电路,有效抑制电磁干扰;
多级稳压电路保证输出电压稳定性,波动范围 ≤ ±1%。
电源模块采用线性稳压与开关电源结合方式,可自动识别电网波动并进行补偿,确保高压放电过程的稳定可靠。
由高压电容组与充放电控制电路组成。
电容容量:25 μF~3275 μF 可调;
充电时间:0.5–2 s;
最大输出电压:3000 V;
时间常数范围:0.05–10 ms。
电容采用耐高温聚丙烯薄膜介质,寿命超过 50 万次放电循环,能量释放精度高。
该模块由高速可控硅(SCR)与脉冲控制电路组成,确保高压能量瞬间释放且波形稳定。
响应时间:< 10 μs;
电流峰值:50 A;
波形误差:≤ ±3%。
控制系统采用 32 位高性能微处理器,构成整个设备的运算与逻辑控制核心。
控制系统主要包括以下单元:
主控制 CPU;
A/D 与 D/A 转换模块;
电压、电流采样反馈电路;
温度与电阻检测通道;
EEPROM 数据存储芯片。
主控 CPU 运行专用固件,控制逻辑分为五层结构:
用户命令层(接收按键输入);
参数解析层(计算设定值);
放电执行层(触发高压输出);
数据采集层(实时记录信号);
状态反馈层(显示并校正)。
控制分辨率:1 V / 0.01 ms;
电压调节精度:±2%;
参数响应时间:< 1 ms;
放电控制延迟:< 10 μs。
主控系统采用闭环反馈算法,根据采样电压自动修正输出波形,使得脉冲能量与设定值一致。
165-2660 的模块系统为可扩展架构,支持插拔式模块更换与功能扩展,主要包括 CE 模块 与 PC 模块。
功能:扩展储能电容容量,实现更宽能量范围;
容量范围:25–3275 μF;
耐压等级:3000 V;
容差:±5%;
识别方式:主机自动检测模块类型并加载对应参数;
接口形式:后置高压防误插接口。
该模块适用于指数衰减波模式,可调整时间常数与放电速率,常用于细菌或酵母电穿孔。
功能:控制方波与多脉冲模式;
脉冲时间:0.05–10 ms;
脉冲次数:1–10 次;
间隔时间:1–10 s;
最大输出电流:50 A;
控制精度:±0.1 ms。
PC 模块的可编程控制单元能精确调节每个脉冲的持续时间与间隔,实现高重复性输出。
系统支持热插拔识别,每次更换模块后自动执行校验程序。
模块接口配有机械锁扣与导向槽,防止错误插入。
输入输出系统构成了设备与使用者、外围设备之间的交互通道。
采用 4.3 英寸高清 LCD 显示屏,分辨率 320×240,亮度可调。
显示内容包括:
电压、电容、电阻、时间常数;
放电曲线图与能量百分比;
系统状态、报警代码与提示信息。
MENU:进入主菜单
ENTER:确认执行
↑/↓/←/→:参数选择与调节
PULSE:放电脉冲启动键
STOP/RESET:停止或复位操作
SAVE/LOAD:存储与读取用户程序
按键采用薄膜防水设计,触感清晰、寿命超过 50 万次。
| 接口类型 | 位置 | 功能 |
|---|---|---|
| USB Type-A | 右侧面 | 数据导出与固件升级 |
| 模块插槽 | 后面板 | 连接 CE/PC 模块 |
| 电源插口 | 后面板 | AC 电源输入,带保险仓 |
| 接地端子 | 后面板 | 独立接地,防漏电 |
| 电击槽接口 | 前部 | 连接 ShockPod 电击装置 |
165-2660 的安全防护系统采用硬件与软件双重设计,确保操作人员及设备的安全。
盖锁检测:ShockPod 盖未闭合时禁止放电;
防滑底座:保持设备稳固;
绝缘外壳:采用高密度 ABS 工程塑料,耐压强度高。
过压保护:输出电压超限自动切断电源;
过流保护:监控输出电流峰值并实时限流;
自动放电:放电结束后在 5 s 内释放残余能量;
温度保护:检测模块温度超过 50 ℃ 时自动停机;
接地保护:监测漏电电流并自动断路。
系统具备异常检测与报警功能,显示错误代码(ERR01–ERR05),并提供对应提示信息。
当检测到模块异常或通信错误时,系统自动进入保护模式,禁止高压输出。
软件系统是 165-2660 的运行核心,负责参数控制、界面显示、数据记录与系统诊断。
内置嵌入式实时控制系统(RTOS),具有多任务并行处理能力。
核心模块包括:
参数设置模块
放电控制模块
数据采集与记录模块
安全检测模块
用户界面管理模块
预设程序模式
内置多种标准细胞类型参数(细菌、酵母、哺乳动物细胞)。
用户可一键选择对应模式。
手动设定模式
用户可自由输入电压、电容、波形与脉冲参数。
用户程序管理
支持 50 组用户自定义程序存储。
可命名、加载与编辑。
实验数据记录
自动记录电压、时间常数、能量百分比、样品电阻。
支持导出为 TXT/CSV 文件格式。
系统诊断与错误提示
检测模块通信、电源状态、温度及盖锁信号。
异常状态下自动报警并显示错误编号。
多语言界面支持
中文与英文界面可自由切换。
固件升级
用户可通过 USB 接口更新软件版本,无需拆机。
165-2660 配备完善的数据记录与传输系统,便于实验追溯与长期管理。
存储芯片容量:64 MB;
支持存储 1000 条实验记录;
每条记录包含实验日期、参数与结果。
格式:CSV、TXT;
兼容 Excel 与科研数据分析软件;
可通过 USB 设备或数据线传输至计算机。
系统自动生成实验日志文件,记录实验编号、操作员、时间及模块配置情况。
日志文件可用于质量控制与项目追踪。
设备采用智能温控散热系统:
风扇自动调速,根据温度动态调整转速;
温度传感器实时监控核心电路温升;
散热通道采用下进上出风设计,防止热积聚。
能量管理系统通过实时监测储能电容充放电状态,实现安全能量分配与高效率运行。
165-2660 支持多种通信方式,便于与实验室信息系统对接。
| 通信方式 | 功能说明 |
|---|---|
| USB | 数据导出、固件升级 |
| RS232(可选) | 外部控制通信接口 |
| 模块识别总线 | 自动识别模块类型 |
| 内部 SPI 通信 | 高速信号传输(10 Mbps) |
系统扩展接口支持未来升级,如无线数据传输、云端记录等功能。
开机自动检测以下项目:
电源与接地状态;
模块连接与识别;
电压输出通道;
温度与风扇状态;
电击槽盖锁。
检测完成后显示 “READY” 进入待机状态。
系统具备自校准程序,可通过标准高压探头进行电压与波形校正。
模块接口采用镀金插针,防止氧化;
支持单模块拆装与更换,无需全机拆解。
| 项目 | 性能指标 |
|---|---|
| 电压精度 | ±2% |
| 时间常数误差 | ≤ ±0.05 ms |
| 放电重复性 | ±1% |
| 系统响应时间 | < 10 μs |
| 稳定性漂移 | < ±1% / 8 h |
| 安全保护级别 | IP21 |
| MTBF(平均无故障时间) | ≥ 10,000 小时 |
设备经过高温老化与电压极限测试,确保长期运行的可靠性。
高度集成化:软硬件紧密结合,运行效率高。
模块可扩展:支持多波形、多能量输出。
智能安全管理:自动检测并防止误操作。
精准控制:闭环反馈确保输出波形稳定。
数据可追溯:完善的日志与记录系统。
操作人性化:菜单简洁,界面直观。
维护便捷:模块化更换与自诊断系统。
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