廠家長沙實(shí)了個(gè)驗(yàn)儀器制造有限公司,質(zhì)保3年只換不修。
一、產(chǎn)品概述
本說明書面向伯樂 MicroPulser 型號 1652100 電穿孔儀。該儀器為微生物和小體積高阻樣品設(shè)計(jì),支持對細(xì)菌、酵母以及其它微生物進(jìn)行高效、可重復(fù)的電轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)。設(shè)備結(jié)構(gòu)緊湊,操作界面簡潔,具備預(yù)設(shè)程序與手動(dòng)參數(shù)調(diào)整功能,能夠在教學(xué)與科研場景中提供穩(wěn)定的轉(zhuǎn)染方案與參數(shù)記錄能力。
二、主要技術(shù)規(guī)格(速覽)
輸出波型:指數(shù)衰減波(RC 時(shí)間常數(shù))或截?cái)嘀笖?shù)衰減形式。
電壓范圍:200–3000 V,可調(diào)精度 10 V。
默認(rèn)時(shí)間常數(shù):約 5 ms;手動(dòng)可設(shè)范圍約 1.0–4.0 ms,精度 0.1 ms(視機(jī)型菜單與固件而定)。
峰值輸出能力:可在 >600 W 負(fù)載下輸出最高 3000 V,峰值電流可達(dá)約 100 A。
輸入電源:100–120 V 或 220–240 V,50/60 Hz。
預(yù)設(shè)程序:常見細(xì)菌與真菌的多組預(yù)設(shè)參數(shù);帶電弧抑制與脈沖指示顯示。以上為核心參數(shù),后續(xù)章節(jié)將詳述每項(xiàng)參數(shù)的含義與設(shè)置原則。
三、安全須知(必須在使用前閱讀)
高壓風(fēng)險(xiǎn):本設(shè)備內(nèi)部含大容量高壓電容器,任何拆卸或帶電維修均存在觸電風(fēng)險(xiǎn)。非專業(yè)人員不得打開機(jī)殼。
接地要求:使用時(shí)必須確認(rèn)電源接地良好。電源接地異常會(huì)增加電擊與設(shè)備損壞風(fēng)險(xiǎn)。
環(huán)境條件:避免潮濕或易燃環(huán)境操作。工作臺應(yīng)穩(wěn)固且遠(yuǎn)離液體濺射源。
防護(hù)裝備:操作人員應(yīng)佩戴護(hù)目鏡與實(shí)驗(yàn)手套,避免面部與裸手直接接觸電極或樣品。
電弧響應(yīng):若設(shè)備提示電弧或出現(xiàn)異常聲光報(bào)警,立即斷電并排查樣品、比色杯與電極連接狀況。設(shè)備具備自動(dòng)電弧抑制功能,但不代替人為檢查。
四、設(shè)備組成與附件
主機(jī)控制單元:含顯示屏、按鍵或旋鈕,顯示實(shí)際電壓與時(shí)間常數(shù)。
電擊杯槽:用于固定電擊杯并保證電極對中。
電擊杯(配件):常配 0.1 cm 和 0.2 cm 兩類間隙電擊杯,亦可選配更大間隙款式。
電極線纜:高壓專用連接線,須保持絕緣完好。
說明書與合格證:含產(chǎn)品序列號與出廠檢驗(yàn)記錄。
備件(選配):備用電擊杯、電極、保險(xiǎn)絲等。正確配件請以設(shè)備訂購單與廠家配套清單為準(zhǔn)。
五、工作原理簡述(便于理解參數(shù))
電穿孔靠短時(shí)高強(qiáng)度電場在細(xì)胞膜上產(chǎn)生可逆性微孔,使外源分子進(jìn)入細(xì)胞。設(shè)備通過電容放電產(chǎn)生指數(shù)衰減脈沖,時(shí)間常數(shù) τ=R·C 描述電壓衰減特征。時(shí)間常數(shù)與電極間隙、樣品電阻和電容器參數(shù)共同決定穿孔深度與持續(xù)時(shí)間。理解電場強(qiáng)度(E=V/d)對不同細(xì)胞類型的影響是參數(shù)設(shè)定的核心。
六、操作前準(zhǔn)備(樣品與耗材)
細(xì)胞狀態(tài):選擇處于適宜生長期的細(xì)胞,常見細(xì)菌在對數(shù)生長期采收更易獲得高轉(zhuǎn)化率。酵母可能在對數(shù)末期或特定階段更易轉(zhuǎn)化。
緩沖液與鹽濃度:電穿孔要求低離子強(qiáng)度條件。殘留培養(yǎng)基或高濃度鹽會(huì)降低樣品電阻并增加電弧風(fēng)險(xiǎn)。務(wù)必用去鹽處理后的緩沖液并充分洗滌細(xì)胞。
體積控制:按電擊杯規(guī)格裝樣,避免超量。樣品體積過大或過小均可能改變電導(dǎo)性與時(shí)間常數(shù)。
去泡與冷卻:裝杯時(shí)避免氣泡產(chǎn)生。部分實(shí)驗(yàn)建議將裝杯后的樣品短時(shí)置冰上以提高感受性與降低熱損傷風(fēng)險(xiǎn)。
DNA 質(zhì)量:用于質(zhì)粒轉(zhuǎn)化時(shí)優(yōu)先使用純凈、高質(zhì)量 DNA,必要時(shí)調(diào)節(jié) DNA 用量做梯度優(yōu)化。
七、基本操作流程(步驟化)
開機(jī)自檢:接通電源并觀察自檢結(jié)果,確認(rèn)無報(bào)警。
插入電擊杯:將裝好樣品的電擊杯放入杯槽并連接電極線,確保插緊且無晃動(dòng)。
選擇程序或手動(dòng)設(shè)置:根據(jù)實(shí)驗(yàn)選擇合適的預(yù)設(shè)程序,或在手動(dòng)模式下輸入目標(biāo)電壓(V)與期望時(shí)間常數(shù)(或脈沖寬度)。若采用間隙為 d(cm) 的電擊杯,則目標(biāo)電場強(qiáng)度 E 應(yīng)按 E=V/d 計(jì)算。
準(zhǔn)備觸發(fā):確認(rèn)所有防護(hù)措施到位后按“Pulse”鍵觸發(fā)脈沖。屏幕將顯示實(shí)際施加電壓與測量到的時(shí)間常數(shù)。
復(fù)蘇處理:脈沖后立即將樣品轉(zhuǎn)入預(yù)溫培養(yǎng)基中進(jìn)行復(fù)蘇,通常靜置數(shù)分鐘再復(fù)溫培養(yǎng)或鋪板篩選。
記錄參數(shù):記錄本次實(shí)驗(yàn)的電壓、時(shí)間常數(shù)、樣品體積、復(fù)蘇條件、是否出現(xiàn)電弧與最終轉(zhuǎn)化效率,以便形成實(shí)驗(yàn)庫
八、參數(shù)設(shè)定建議(常見樣本起點(diǎn))
大腸桿菌(常用 0.1 cm 電擊杯):電壓通常可在 1.6–2.0 kV 范圍內(nèi)嘗試,時(shí)間常數(shù)以接近 5 ms 為基準(zhǔn)。酵母菌:可嘗試更高電壓結(jié)合短時(shí)間常數(shù)或酌情使用專用預(yù)設(shè)程序。高阻樣本或更大體積時(shí),可提升電壓直至設(shè)備允許的范圍,但需同步縮短時(shí)間常數(shù)或減少脈沖次數(shù)以控制細(xì)胞損傷。所有參數(shù)應(yīng)通過梯度優(yōu)化確定最佳點(diǎn)。
九、調(diào)優(yōu)與實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)建議
梯度實(shí)驗(yàn):固定除電壓外的所有變量,分步改變電壓以繪制轉(zhuǎn)化率—電壓曲線,找出峰值區(qū)間。
時(shí)間常數(shù)與體積聯(lián)動(dòng):在電壓范圍確定后,通過改變樣品體積或緩沖離子濃度微調(diào)時(shí)間常數(shù),以調(diào)整孔洞形成時(shí)長。
記錄對照組:每批實(shí)驗(yàn)保留陰性與陽性對照,便于結(jié)果判定與問題排查。
小規(guī)模預(yù)實(shí)驗(yàn):新菌株或新質(zhì)粒先做小規(guī)模預(yù)實(shí)驗(yàn),避免浪費(fèi)試劑與時(shí)間。
十、常見故障與排查指南
問題:頻繁電弧或脈沖被中斷。排查:檢查樣品是否含鹽、是否有氣泡、電擊杯或電極是否污染、電纜接觸是否良好。問題:實(shí)際輸出電壓遠(yuǎn)低于設(shè)定值。排查:測量樣品電阻,確認(rèn)電源電壓與接地良好,檢查設(shè)備內(nèi)部保險(xiǎn)與電容狀態(tài)。問題:轉(zhuǎn)化效率低或樣品大量死亡。排查:確認(rèn)細(xì)胞狀態(tài)、DNA 質(zhì)量、復(fù)蘇條件;嘗試降低電壓或縮短時(shí)間常數(shù)進(jìn)行二次優(yōu)化。對無法自行排除的故障,應(yīng)聯(lián)系授權(quán)服務(wù)中心進(jìn)行檢修或備件更換。
十一、維護(hù)保養(yǎng)與校準(zhǔn)建議
外觀清潔:每日試驗(yàn)后清除外殼與杯槽表面殘液,避免腐蝕或污染堆積。
電極與電纜:定期檢查絕緣層與接觸端子,發(fā)現(xiàn)裂紋或接觸不良應(yīng)立即更換。
保險(xiǎn)絲與電容:遵循廠方建議周期檢查內(nèi)部高壓電容與保護(hù)保險(xiǎn)件,必要時(shí)由授權(quán)工程師更換。
校準(zhǔn)記錄:保持設(shè)備運(yùn)行日志,記錄每次維護(hù)、校準(zhǔn)與異常,以便追溯。
存放環(huán)境:長期停用時(shí)保持干燥、避光、斷電并覆蓋防塵罩。
十二、實(shí)施樣例與 SOP 建議(便于實(shí)驗(yàn)室上手)
SOP 標(biāo)題:大腸桿菌質(zhì)粒電轉(zhuǎn)化(0.1 cm 電擊杯)
步驟要點(diǎn):細(xì)胞采收于對數(shù)生長期、三次低鹽洗滌、40 μL 細(xì)胞+1–2 μL 質(zhì)粒、裝杯避免氣泡、設(shè)置電壓 1800 V、觸發(fā)脈沖、立即轉(zhuǎn)入 1 mL 預(yù)溫 LB 復(fù)蘇 1 小時(shí)再鋪板。
記錄模板:樣品編號、菌株、培養(yǎng)狀態(tài)、DNA 用量、電壓、時(shí)間常數(shù)、是否電弧、復(fù)蘇條件、轉(zhuǎn)化陽性克隆數(shù)。建立此類模板可顯著提升實(shí)驗(yàn)可重復(fù)性與新人上手速度。
十三、常見問題 FAQ(快速參考)
Q:為何總出現(xiàn)電弧?A:多因樣品含鹽或氣泡,清洗細(xì)胞并去泡通常可解決。
Q:如何選擇電擊杯間隙?A:按所需電場強(qiáng)度與樣品體積選擇;間隙越小同一電壓下電場越強(qiáng)。
Q:設(shè)備能否用于哺乳動(dòng)物細(xì)胞?A:本機(jī)以微生物與小體積高阻樣品為主,如需哺乳動(dòng)物細(xì)胞,建議選配或使用專為哺乳動(dòng)物設(shè)計(jì)的電穿孔系統(tǒng)。
十四、附錄(術(shù)語與計(jì)算)
電場強(qiáng)度 E(kV/cm)= 施加電壓 V(kV)÷ 電極間隙 d(cm)。
時(shí)間常數(shù) τ = R(Ω)× C(F),描述指數(shù)衰減脈沖的衰減速度。
電?。ˋrc):樣品中出現(xiàn)放電通道,常伴隨火花與電壓急劇下降,應(yīng)立即停止并排查。
結(jié)語
1652100 MicroPulser 是一款聚焦微生物電轉(zhuǎn)化的實(shí)用設(shè)備。通過理解電場強(qiáng)度、時(shí)間常數(shù)與樣品電阻之間的關(guān)系,并采用系統(tǒng)的梯度優(yōu)化與規(guī)范化記錄流程,用戶能在保證樣品安全的前提下獲得穩(wěn)定且高效的轉(zhuǎn)化結(jié)果。為保障設(shè)備長期穩(wěn)定運(yùn)行,請嚴(yán)格遵循安全規(guī)范與維護(hù)建議,遇到無法處理的電氣故障請聯(lián)系授權(quán)售后處理。若需要,我可以將上述內(nèi)容拆分成可打印的說明書頁、SOP 模板或參數(shù)記錄表格,方便直接放在實(shí)驗(yàn)臺使用。