伯乐(Bio-Rad)电穿孔仪165-2660是一款精密的电转化设备,用于将外源DNA、RNA或蛋白质分子导入细胞、原生质体或组织样品中。该仪器通过在细胞膜上施加瞬时高压脉冲,产生可逆性纳米级孔洞,使分子能够透过细胞膜进入胞内,从而实现基因转化或转染。
作为国际实验室广泛使用的标准设备之一,165-2660以其高精度电压控制、宽范围电容可调与卓越的时间常数稳定性著称。为了确保实验的高效性与结果的可重复性,严格遵循规范化的操作流程至关重要。
本操作指南将从设备准备、参数设定、样品处理、放电操作、数据记录及安全收尾等环节,系统阐述165-2660的标准化操作步骤,帮助研究人员高效、安全地完成电穿孔实验。
温度要求:20–25°C
湿度要求:≤60%
电源规格:220V ±10%,50/60Hz,接地良好
操作台要求:干燥、平稳、无金属裸露与液体溅洒
照明条件:环境光充足,以便观察电极与显示状态
实验环境应避免高湿或强磁干扰,设备周围保持至少30 cm的通风间距。
在正式实验前应进行全面设备检查:
| 检查项目 | 要求 | 说明 |
|---|---|---|
| 电源线连接 | 稳固无松动 | 确保接地良好 |
| 显示屏状态 | 无闪烁与异常字符 | 若不亮需检查保险丝 |
| 电转杯接口 | 清洁干燥无盐分 | 避免电弧放电 |
| 安全盖 | 感应正常 | 未闭合则仪器无法放电 |
| 按键与旋钮 | 反馈灵敏 | 任何延迟需校修 |
| 内部风扇 | 运行正常 | 防止过热 |
仪器通电后进行自检,若屏幕显示“Ready”,则系统正常。
电转杯:标准规格0.1 cm、0.2 cm、0.4 cm,根据实验选择;
细胞样品:对数生长期细胞;
缓冲液:低离子强度缓冲液(如1 mM HEPES);
DNA/RNA溶液:纯度高、无盐残留;
无菌移液器与吸头:防止污染;
冰浴或冷却模块:用于放电前冷却样品。
样品应预冷至4°C,以减少电穿孔过程中热效应带来的细胞损伤。
连接电源与接地线。
确认接地端牢固,以防静电或电压泄漏。
按下电源键,设备自动进入自检程序。
观察显示屏提示:若显示“System Ready”,则设备可操作;若出现“Check System”或“Error”,需重新启动或联系技术维护。
确保安全盖处于开启状态,便于安装电转杯。
按下“Set”或“Parameter”键,进入设置模式。使用旋钮或数字键输入参数值。
范围:0.2–2.5 kV
调节精度:0.01 kV
建议设置:
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
电压过高可能引起电弧,过低则无法形成足够电场。
范围:25–3300 µF
推荐设置:
细菌:25 µF
酵母:50 µF
哺乳细胞:250 µF
植物原生质体:1000 µF
电容控制能量储存量,需与样品类型匹配。
伯乐165-2660采用指数衰减放电。时间常数(τ)表示能量释放速率,单位为毫秒(ms)。系统会在放电后自动计算实际τ值。
理想范围:4–10 ms。
设备可保存多组实验程序,设置完成后按“Store”键保存参数组合,以便重复使用。
在无菌条件下,将DNA或RNA加入预处理细胞悬液中:
混合后轻轻吹打均匀,避免气泡;
总体积约为80–100 µL(适用于0.2 cm电转杯);
样品浓度:1×10⁸ cells/mL。
使用前彻底清洁并干燥;
若为一次性杯体,拆封后立即使用;
装样时液面应覆盖电极板。
将装好样品的电转杯置于冰上或冷却模块中冷却1分钟。
冷却可防止热积累造成细胞膜破裂。
打开安全盖;
将电转杯插入电极槽,确保卡入定位槽;
关闭安全盖,系统显示“Ready for Pulse”。
按下“Pulse”键启动放电;
放电瞬间,显示屏同步显示实际电压与时间常数;
放电结束后自动进入“Cooling”状态,系统释放残余电荷;
当屏幕恢复显示“Ready”,方可取出电转杯。
整个放电过程持续时间极短(通常小于10毫秒),但能量释放极为集中。
操作期间不得触摸设备金属部位;
确保安全盖关闭,否则系统拒绝放电;
放电后等待至少10秒再取样,避免残余电荷。
放电后立即用无菌吸头将样品转移至含适当培养基的离心管中。
若样品为细菌,可加入SOC培养基(37°C复苏1小时)。
若为哺乳细胞,则转移至含血清培养基中静置复苏2小时。
| 样品类型 | 复苏培养基 | 时间 | 温度 |
|---|---|---|---|
| 大肠杆菌 | SOC | 60分钟 | 37°C |
| 酵母 | YPD | 45分钟 | 30°C |
| 哺乳细胞 | DMEM + 10% FBS | 2小时 | 37°C |
| 植物原生质体 | W5溶液 | 12小时 | 25°C |
复苏期间应避免剧烈震荡,以利细胞膜修复。
实验结束后,记录设备显示的时间常数(τ)。
标准参考范围:
细菌:4–5 ms;
酵母:6–8 ms;
哺乳细胞:8–10 ms。
时间常数偏低说明放电过快或样品电阻低,偏高则代表能量释放过慢。
若出现“ARC DETECTED”提示,说明放电过程中发生电弧放电,可能由以下原因引起:
样品中有气泡;
电转杯潮湿;
缓冲液离子浓度过高。
应重新制备样品并清洁电转杯后再试。
165-2660可自动存储最近1000组实验数据,包括:
电压与电容设定值;
实测时间常数;
放电次数;
电弧状态记录。
数据可通过USB接口导出,以供统计分析。
放电时严禁开启安全盖;
使用绝缘手套操作高压接口;
禁止在湿手条件下触摸设备;
确保接地线连接可靠。
实验后用无离子水清洗电极槽;
电转杯可用70%乙醇消毒后自然晾干;
不得使用含氯清洁剂;
外壳用干布擦拭,防止积尘。
每6个月检测电压与电容输出精度;
每12个月进行一次全面校准;
若长时间未使用,重新开机前应进行预热10分钟。
| 问题 | 可能原因 | 处理方式 |
|---|---|---|
| 无法放电 | 安全盖未闭合 | 关闭盖后重试 |
| 时间常数过短 | 电阻过小或缓冲液导电性高 | 使用低离子溶液 |
| 电弧放电 | 杯体潮湿或有气泡 | 重新装样并排气泡 |
| 样品温度升高 | 电容过大或放电频繁 | 使用冷却模块或延长间隔 |
| 电压偏差 | 模块老化或电极腐蚀 | 校准电源模块 |
| 显示异常 | 控制电路受潮 | 关机晾干并检查内部元件 |
关闭设备电源,待风扇停止后拔下电源线;
清理工作台面与样品残留;
将仪器覆盖防尘罩并存放于干燥处;
记录实验编号、参数与结果,建立电子档案;
若出现异常放电或设备报警,应填写维护记录表并通知管理员。
为了确保实验的科学性与一致性,需定期验证设备性能:
放电稳定性测试:
连续10次相同条件放电,计算时间常数的平均值与标准差(SD < 0.2 ms)。
电压精度验证:
使用外部高压计测量输出电压,偏差不得超过±1%。
转化效率验证:
使用标准样品(如pUC19质粒与大肠杆菌DH5α)进行实验,对比历史转化效率,应在正常范围内波动(±10%)。
安全功能验证:
在安全盖打开状态下测试放电锁定功能,确保系统自动中断。
实验过程中,可根据样品反应情况微调参数以获得最佳结果:
| 样品类型 | 建议电压(kV) | 电容(µF) | 目标时间常数(ms) |
|---|---|---|---|
| 大肠杆菌 | 2.5 | 25 | 4.8 |
| 酵母 | 1.2 | 50 | 7.0 |
| 哺乳细胞 | 0.45 | 250 | 9.0 |
| 植物原生质体 | 0.8 | 1000 | 11.0 |
若转化效率偏低,可微调电压±0.1 kV或调整电容以延长时间常数。
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