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Bio?Rad “伯樂” Gene Pulser Xcell 電穿孔系統(tǒng)（貨號 1652660）是一款模塊化設計、功能全面、適用于多種細胞類型（包括哺乳動物、植物原生質(zhì)體、細菌、酵母等）基因轉(zhuǎn)染、電穿孔設備。
該系統(tǒng)由主機（Main Unit）、指數(shù)波模塊（CE Module）、方波模塊（PC Module）、ShockPod? 電擊槽及相應比色皿組成。
其中，型號 1652660為“總電穿孔系統(tǒng)”（Total System）版本，含 CE 和 PC 模塊，覆蓋真核細胞與原核細胞兩大類。
電壓設置是電穿孔成功的關鍵參數(shù)之一。下面重點介紹如何在該系統(tǒng)中進行電壓設置，并輔以相關波形、比色皿間隙、樣本類型、優(yōu)化思路及常見注意事項，以便用戶熟練、安全地操作設備。
在電穿孔過程中，施加在細胞懸液上的電場強度（通常以 kV/cm 為單位）、脈沖持續(xù)時間、波型（指數(shù)波或方波）等協(xié)同作用，決定了細胞膜的瞬時通透性，從而影響轉(zhuǎn)染/導入效率與細胞存活率。
在 Gene Pulser Xcell 系統(tǒng)中：
輸出電壓范圍為 10–3000 V。
當使用指數(shù)波模式時，可設定電容、電阻與電壓；當使用方波模式時，可設定脈沖寬度（如 0.05 ms–10 ms 等）、脈沖次數(shù)、間隔時間。
比色皿的電極間隙（如 0.1 cm、0.2 cm、0.4 cm）也直接影響電場強度：例如在 0.2 cm 杯中，同樣 V 電壓下，電場強度 = V ÷ 0.2 (cm) = (5×V) kV/cm 。因此在設定電壓時必須參照比色皿間隙。
所以，電壓設置不僅要看設備讀數(shù)，更應考慮比色皿規(guī)格、細胞類型、緩沖液導電性、樣本體積、電阻情況等多重因素。
以下為常規(guī)操作流程，適用于 1652660 系統(tǒng)，建議用戶熟悉各項參數(shù)設定并做好記錄優(yōu)化。
打開主機、連接 CE 模塊（如果做指數(shù)波）或 PC 模塊（如果做方波）。
插入 ShockPod 電擊槽，將比色皿（0.1 cm／0.2 cm／0.4 cm）正確放置。
確保電極干凈、沒有氣泡，樣品液體體積適中（推薦不超過比色皿容量范圍，且無氣泡）——氣泡或異物可導致電弧。
在界面中選擇波型：如果為真核細胞（如哺乳動物）通常選“指數(shù)波（Exponential Decay）”，若為細菌／酵母則可選“方波（Square Wave）”。
首先知道比色皿間隙：例如 0.2 cm 或 0.4 cm。
決定目標電場強度（例如為了細胞類型可能推薦 kV/cm 級別），然后根據(jù)間隙計算所需電壓。例如：若選 0.2 cm 比色皿，目標電場強度 2.0 kV/cm，則電壓約 0.2 cm × 2.0 kV/cm = 0.40 kV = 400 V。
在界面里輸入對應電壓數(shù)值。
進入菜單選擇波型。
使用上下箭頭選擇“電壓”參數(shù)，將高亮后輸入目標值（如 400 V）。
若為指數(shù)波：還需設定電容（μF）和可能的電阻（Ω）或設為開路（∞）。
若為方波：設定脈沖寬度（ms）、脈沖次數(shù)（1-10次）、脈沖間隔（s）。
確認輸入后，設備將激活“Pulse”鍵，準備釋放電擊。
按下“Pulse”鍵，設備開始釋放脈沖，屏幕會顯示實際施加電壓、電流或電阻反饋。
若設備檢測到電?。ˋrc）或異常波形，應立即停止并檢查樣本準備情況。
將數(shù)據(jù)記錄下來，比如成功經(jīng)過無電弧、細胞恢復良好、轉(zhuǎn)染效率高，應將該設定保存為用戶協(xié)議，以便日后調(diào)用。
脈沖后立即將細胞從比色皿轉(zhuǎn)移至溫熱培養(yǎng)基中靜置恢復。 例如5-10分鐘再接種。
分析轉(zhuǎn)染效率、細胞活力、是否有電弧損傷、是否有細胞死亡等。
若效果不理想，則返回步驟 2 進行參數(shù)微調(diào)：如適當提高電壓、縮短時間、減少脈沖次數(shù)，或改變比色皿規(guī)格。
根據(jù)不同樣本類型及比色皿規(guī)格，以下為經(jīng)驗推薦（僅供參考，具體仍需優(yōu)化實驗）：
哺乳動物細胞（使用 0.4 cm 比色皿）：可先嘗試電壓 250-300 V。
0.2 cm 比色皿中（較窄間隙，電場強度高）：可嘗試電壓 1800-2500 V（如某快速指南所示）。
細菌／酵母（方波模式）可能使用更高電壓但極短脈沖時間。因為設備支持10-3000 V。
在具體操作中，若觀察到以下情況，可對應調(diào)整：
若轉(zhuǎn)染效率低，可能電壓偏低或脈沖時間太短 → 可適當升高電壓或延長脈沖寬度。
若細胞死亡率高、裂解嚴重，可能電壓過高、電場強度過大或脈沖次數(shù)過多 → 應降低電壓、縮短脈沖、或減少脈沖次數(shù)。
若經(jīng)常發(fā)生電弧，可能樣本中有氣泡、電極間隙不正確、緩沖液導電性太高 → 必須先解決這些物理問題，再調(diào)整電壓。
忽視比色皿規(guī)格（間隙）：誤把 0.4 cm 當作 0.2 cm，導致實際電場強度低于預期。
直接照搬文獻電壓值：不同設備、不同緩沖液、不同細胞類型皆有差別，應先做預實驗。
只關注電壓，不看脈沖時間、脈沖次數(shù)、波型：這些參數(shù)與電壓共同決定穿孔效果。
忽視電弧風險：電壓設定過高、樣本有氣泡、液體離子強度高都易導致電弧，嚴重影響細胞活力。
忽略設備反饋或參數(shù)記錄：系統(tǒng)可存儲用戶協(xié)議，建議保存成功參數(shù)，以便重復使用。
在正式實驗前做一系列梯度優(yōu)化試驗，如：電壓從低到高（e.g., 200V, 300V, 400V, 500V），其他參數(shù)固定，看轉(zhuǎn)染效率和細胞存活率。
建議每次更換比色皿、樣本類型、緩沖液或細胞株時重新優(yōu)化電壓。
記錄每次使用的設備編號、比色皿規(guī)格、電壓、波型、脈沖時間、細胞狀態(tài)、轉(zhuǎn)染效率，以便長期建立經(jīng)驗庫。
在電壓設定較高（如超過1000 V）時，務必保障操作環(huán)境安全、電擊槽接地良好、操作人員遠離電極。
若長期進行大量電穿孔，可考慮設備散熱、清潔維護、電極檢查，避免因設備老化影響輸出電壓準確性。
電壓是電穿孔流程中的核心變量，但其作用并非孤立。正確的電壓設置配合合適的波型、脈沖時間、比色皿規(guī)格、緩沖體系、細胞狀態(tài)才能實現(xiàn)優(yōu)良的轉(zhuǎn)染效果。具體來說：
電壓決定電場強度，對細胞膜產(chǎn)生的瞬時電穿孔效果至關重要。
波型（指數(shù)波 vs 方波）決定電壓釋放方式：指數(shù)波電壓快速衰減，適合某些細胞；方波電壓保持穩(wěn)定一定時間，適合其它類型。
比色皿規(guī)格決定電極間隙，從而決定在同一電壓下的電場強度。
脈沖時間、次數(shù)決定電場作用時間，對穿孔程度與細胞損傷有直接影響。
緩沖液的電導性、細胞懸液濃度、細胞狀態(tài)（周期、健康程度）也影響實際效果。
因此，在優(yōu)化電壓時不可孤立進行，而應放入整個優(yōu)化流程中考慮。
使用 1652660 系統(tǒng)進行電穿孔時，電壓設置是一個必須認真對待的步驟。建議按照以下原則執(zhí)行：
明確細胞類型、比色皿規(guī)格、目標電場強度。
在設備界面輸入合適電壓，并設定其他相關參數(shù)（脈沖時間、次數(shù)、波型等）。
做預實驗，梯度優(yōu)化電壓與其他變量，以取得高轉(zhuǎn)染效率且較低細胞損傷。
注重記錄并保存成功參數(shù)，以便重復使用。
遵循安全規(guī)范，防止電弧、設備損壞、樣本損失。
憑借 Gene Pulser Xcell 1652660 系統(tǒng)強大的參數(shù)調(diào)控能力（10–3000 V 輸出范圍、多波型支持、用戶協(xié)議存儲功能）用戶能夠靈活適配多種細胞類型，并通過合理設置電壓獲得穩(wěn)定、高效的電穿孔效果。希望以上關于電壓設置的詳盡說明能幫助您順利開展實驗。若您有具體細胞類型、比色皿規(guī)格或目標轉(zhuǎn)染體系，還可進一步討論推薦電壓值及優(yōu)化流程。
