伯樂(lè)電穿孔儀 165-2661 是一款高性能電轉(zhuǎn)化儀器,廣泛應(yīng)用于分子生物學(xué)、細(xì)胞工程、基因編輯及藥物遞送研究。
其核心功能是通過(guò)高壓瞬時(shí)脈沖改變細(xì)胞膜通透性,使外源 DNA、RNA 或蛋白質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)部。
為了確保實(shí)驗(yàn)的成功率與安全性,操作人員需熟悉本儀器的操作步驟、參數(shù)設(shè)置原則及維護(hù)要求。
高壓模塊:提供穩(wěn)定的脈沖電壓輸出,范圍 10–3500 V;
儲(chǔ)能電容:用于控制能量釋放速度與放電時(shí)間常數(shù);
微處理控制單元:實(shí)現(xiàn)參數(shù)設(shè)定、自動(dòng)檢測(cè)、波形控制;
散熱系統(tǒng):保持儀器內(nèi)部溫度穩(wěn)定,防止過(guò)熱;
控制面板:顯示電壓、電容、時(shí)間常數(shù)、放電模式與溫度信息。
與主機(jī)連接,用于容納電擊杯;
內(nèi)設(shè)安全蓋鎖系統(tǒng),未閉合時(shí)無(wú)法放電;
可適配 0.1 cm、0.2 cm、0.4 cm 電擊杯。
兩電極間距決定電場(chǎng)強(qiáng)度;
材質(zhì)為耐高壓聚碳酸酯或石英玻璃;
用于承載樣品,形成穩(wěn)定電場(chǎng)環(huán)境。
高壓導(dǎo)線連接主機(jī)與 ShockPod;
設(shè)有自動(dòng)放電電阻與接地線,保障安全。
室溫 20–25 ℃,相對(duì)濕度 ≤ 70%;
環(huán)境應(yīng)干燥、無(wú)強(qiáng)電磁干擾;
工作臺(tái)需絕緣、防靜電。
使用 AC 220 V ±10%,50/60 Hz 電源;
儀器必須可靠接地,接地電阻 ≤ 1 Ω;
禁止共用大功率設(shè)備插座。
檢查電擊槽、ShockPod 內(nèi)部是否干凈;
電擊杯無(wú)裂紋、干燥無(wú)水跡;
電纜接口牢固無(wú)松動(dòng);
面板顯示與按鍵響應(yīng)正常。
細(xì)胞狀態(tài):取對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期細(xì)胞;
緩沖液:去離子水或低離子緩沖體系(電導(dǎo)率 0.5–1.5 mS/cm);
外源分子:DNA、RNA 或蛋白質(zhì)純度高、無(wú)鹽;
混合比例:一般 DNA 加入量為 0.1–5 μg / 每 100 μL 樣品;
預(yù)冷:樣品及電擊杯預(yù)冷至 0–4 ℃ 以減少熱效應(yīng)。
接通電源后,系統(tǒng)自動(dòng)檢測(cè)電壓模塊、電容模塊、蓋鎖傳感器及溫控狀態(tài)。
若顯示 “SELF TEST PASSED”,表示儀器可正常運(yùn)行。
屏幕顯示包括:
Voltage(設(shè)定電壓)
Capacitance(電容)
Resistance(電阻)
Time Constant(時(shí)間常數(shù))
Pulse Mode(波形模式)
Status(運(yùn)行狀態(tài))
通過(guò)旋鈕選擇參數(shù),按“ENTER”確認(rèn)。
范圍:10–3500 V;
細(xì)菌體系:1800–2500 V;
酵母體系:1200–1600 V;
動(dòng)物細(xì)胞:400–800 V;
植物原生質(zhì)體:600–900 V。
范圍:25–3275 μF;
電容越大,放電時(shí)間越長(zhǎng);
一般推薦時(shí)間常數(shù) τ = 4–8 ms;
細(xì)菌多用 25 μF,哺乳動(dòng)物細(xì)胞 500–1000 μF。
電阻:50–600 Ω,可自動(dòng)匹配;
波形:指數(shù)衰減波或方波,按實(shí)驗(yàn)體系選擇;
脈沖次數(shù):1–10 次,間隔 0.5–2 秒。
設(shè)置完畢后選擇 “SAVE PROTOCOL”,輸入方案編號(hào)并保存,便于下次調(diào)用。
取 0.1–0.4 cm 間距的電擊杯;
將樣品加入,不超過(guò)最大容量的 80%;
去除氣泡,以免電??;
蓋上蓋子并放入 ShockPod 槽內(nèi)。
合上蓋子,儀器檢測(cè)蓋鎖狀態(tài)并提示 “LID CLOSED – READY”。
未鎖定時(shí)禁止放電。
按 “PULSE” 鍵充電;
當(dāng)屏幕提示 “READY TO PULSE” 時(shí)按 “ENTER”;
儀器釋放高壓脈沖,同時(shí)記錄實(shí)際電壓與時(shí)間常數(shù);
放電完成后提示 “COMPLETE”;
系統(tǒng)自動(dòng)放電并冷卻。
等待 10 秒確認(rèn)無(wú)殘余電荷;
取出電擊杯,立即將樣品轉(zhuǎn)入恢復(fù)液或培養(yǎng)基中;
輕輕混勻后按實(shí)驗(yàn)需求培養(yǎng)。
| 體系 | 電壓 (V) | 電容 (μF) | 時(shí)間常數(shù) (ms) | 結(jié)果特征 |
|---|---|---|---|---|
| 大腸桿菌 | 2000 | 25 | 4.8 | 高效轉(zhuǎn)化 |
| 酵母 | 1500 | 500 | 6.5 | 穩(wěn)定導(dǎo)入 |
| 動(dòng)物細(xì)胞 | 600 | 800 | 7.0 | 高存活率 |
| 植物原生質(zhì)體 | 700 | 1000 | 9.0 | 孔形成均勻 |
以上參數(shù)為參考值,可根據(jù)細(xì)胞種類(lèi)、電導(dǎo)率與樣品濃度微調(diào)。
放電后立即加入 1 mL 預(yù)溫培養(yǎng)液;
30–60 分鐘恢復(fù);
涂布平板培養(yǎng)。
轉(zhuǎn)入含血清培養(yǎng)基;
37 ℃、5% CO? 條件下培養(yǎng);
1–2 小時(shí)后更換新鮮培養(yǎng)基。
放電后轉(zhuǎn)入含甘露醇的緩沖液;
靜置 1 小時(shí)后進(jìn)行培養(yǎng)或分析。
儀器自動(dòng)保存以下數(shù)據(jù):
設(shè)定與實(shí)際電壓;
時(shí)間常數(shù) τ;
放電次數(shù)與波形類(lèi)型;
能量釋放百分比;
電容、電阻值。
通過(guò) USB 接口導(dǎo)出 CSV 文件,包含每次實(shí)驗(yàn)的運(yùn)行參數(shù)與時(shí)間戳。
建議操作員在實(shí)驗(yàn)日志中記錄:
樣品編號(hào)與體系類(lèi)型;
參數(shù)組合;
成功率、存活率與異常情況。
操作前必須閱讀使用說(shuō)明;
放電過(guò)程中嚴(yán)禁觸摸電極與 ShockPod;
電擊杯樣品體積不得超過(guò)推薦上限;
使用去鹽樣品,防止電弧;
每次放電后等待 10 秒,確認(rèn)放電完畢;
實(shí)驗(yàn)區(qū)保持干燥,防止漏電;
出現(xiàn)閃光、異味、異常響聲時(shí)立即斷電。
| 問(wèn)題 | 原因分析 | 解決方案 |
|---|---|---|
| 無(wú)法放電 | 蓋鎖未閉合或接觸不良 | 重新鎖定蓋子或清潔觸點(diǎn) |
| 電弧放電 | 樣品含鹽或有氣泡 | 重新制備樣品并排氣泡 |
| 電壓過(guò)低 | 電容未充滿或設(shè)置錯(cuò)誤 | 重新設(shè)定電壓并充電 |
| 時(shí)間常數(shù)過(guò)短 | 電導(dǎo)率過(guò)高 | 稀釋緩沖液 |
| 顯示 ERROR | 模塊過(guò)溫或電壓偏差 | 停機(jī)冷卻或校準(zhǔn) |
實(shí)驗(yàn)結(jié)束后關(guān)閉電源,拔掉插頭;
清潔 ShockPod 與電擊杯;
檢查電纜與接地是否牢固;
用無(wú)水乙醇擦拭機(jī)身。
每 3 個(gè)月校準(zhǔn)電壓與電容模塊;
每 6 個(gè)月清理散熱風(fēng)扇;
每年進(jìn)行一次全面性能檢測(cè)。
不得用金屬刷清潔;
每次使用后立即沖洗并風(fēng)干;
如出現(xiàn)變色或裂紋需更換。
樣品電導(dǎo)率對(duì)放電特性影響顯著;
電壓、電容與時(shí)間常數(shù)必須協(xié)調(diào);
溫度過(guò)高會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞死亡,應(yīng)適度冷卻;
避免頻繁連續(xù)放電,間隔 ≥ 10 秒;
校準(zhǔn)與維護(hù)必須由專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員執(zhí)行。
電擊未完成:
檢查電壓是否達(dá)到設(shè)定值;
查看蓋鎖狀態(tài)。
電弧或短路:
立即斷電;
清理殘留樣品并檢查電極。
儀器報(bào)警:
讀取錯(cuò)誤代碼;
對(duì)照維修手冊(cè)進(jìn)行處理。
人身安全:
若發(fā)生觸電,應(yīng)立即切斷電源并實(shí)施急救。
評(píng)估指標(biāo)
轉(zhuǎn)化效率;
存活率;
時(shí)間常數(shù)與電壓一致性;
重復(fù)性(偏差 ≤ ±10%)。
優(yōu)化策略
調(diào)整電容與電壓組合;
使用適合的電擊杯間距;
優(yōu)化細(xì)胞濃度與預(yù)冷時(shí)間;
控制緩沖液離子強(qiáng)度。
結(jié)果穩(wěn)定性驗(yàn)證
連續(xù) 5 次實(shí)驗(yàn),轉(zhuǎn)化效率波動(dòng)不超過(guò) 15%,視為系統(tǒng)穩(wěn)定。
長(zhǎng)期不使用時(shí),斷電并拔除電源線;
存放環(huán)境溫度 10–35 ℃、濕度 ≤ 70%;
不得放置于陽(yáng)光直射或強(qiáng)腐蝕氣體環(huán)境;
電擊杯與 ShockPod 分開(kāi)存放,使用防潮袋密封;
定期開(kāi)機(jī)自檢,防止電容老化。
操作員須經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)室安全培訓(xùn);
熟悉設(shè)備結(jié)構(gòu)與參數(shù)調(diào)節(jié)邏輯;
每年至少參加一次設(shè)備維護(hù)與安全復(fù)訓(xùn);
實(shí)驗(yàn)記錄需經(jīng)技術(shù)負(fù)責(zé)人審核。
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