伯樂Genepulser Xcell電穿孔儀實驗安全操作規(guī)程

一、概述

伯樂（Bio-Rad）Genepulser Xcell電穿孔儀是一種高效的細胞轉(zhuǎn)化工具，廣泛應用于分子生物學、細胞工程及基因工程實驗中。其基本原理是利用短暫高壓脈沖電場，使細胞膜瞬間形成可逆性微孔，從而使外源DNA、RNA或其他分子進入細胞內(nèi)部，實現(xiàn)基因轉(zhuǎn)化或物質(zhì)導入。
該設備兼具高重復性、操作簡便、參數(shù)可控等優(yōu)點，但由于涉及高壓脈沖與精密電子元件，若操作不當，容易造成樣品損傷或人身安全隱患。因此，嚴格遵守安全操作規(guī)程是確保實驗成功與人員安全的前提。

二、實驗前準備

1. 實驗人員要求

操作人員必須經(jīng)過電穿孔儀使用培訓，熟悉設備性能、操作流程及緊急處理方法。操作人員應佩戴實驗服、防護眼鏡和絕緣手套，保持雙手干燥，禁止佩戴金屬首飾。

2. 實驗環(huán)境要求

實驗室應保持干燥、整潔、無塵，避免潮濕環(huán)境。電穿孔儀應放置在堅固、平整的實驗臺上，遠離水源、易燃物及強電磁干擾設備。
使用前應檢查實驗室電源是否接地良好，確保設備連接的電源電壓與說明書一致。

3. 設備檢查

每次開機前，應對電穿孔儀及相關附件進行檢查：

• 確認主機、模塊、電極室無裂紋或松動；

• 檢查連接線接口是否牢固；

• 確保電極清潔無殘留；

• 檢查電源線絕緣層完好無破損；

• 若有異?，F(xiàn)象（如指示燈閃爍、氣味異常），應立即停止使用并報告技術人員。

三、操作原理與基本結(jié)構(gòu)

Genepulser Xcell系統(tǒng)主要由主機、Pulse Controller、ShockPod電擊槽、緩沖液和樣品比色杯組成。主機負責產(chǎn)生脈沖電信號，控制系統(tǒng)實現(xiàn)時間、電壓、阻抗和電容等參數(shù)的精確調(diào)節(jié)。ShockPod提供穩(wěn)定的電極間距與均勻電場環(huán)境，確保穿孔效果一致。
其核心原理基于電場誘導細胞膜瞬時電擊穿現(xiàn)象。當電場強度超過膜介電擊穿閾值（通常為10~20 kV/cm）時，細胞膜形成暫時性孔洞，外源分子得以進入；隨后細胞膜自行修復，維持細胞生理功能。通過控制脈沖時間、電壓和電阻，可實現(xiàn)不同細胞類型的最佳轉(zhuǎn)化效率。

四、實驗操作步驟

1. 樣品準備

1. 將待轉(zhuǎn)化的細胞以適當條件培養(yǎng)至對數(shù)生長期；

2. 收集細胞并用無離子緩沖液或電穿孔專用緩沖液洗滌2-3次；

3. 調(diào)整細胞濃度至合適范圍（一般為10?~10? cells/mL）；

4. 加入外源DNA或RNA溶液，輕柔混勻，避免產(chǎn)生氣泡。

2. 電穿孔設置

1. 打開電穿孔儀電源，進入主菜單；

2. 根據(jù)細胞類型選擇對應的預設程序或手動設置；

3. 常用參數(shù)包括：

• 電壓范圍：100~2500 V；

• 電容：25 μF、50 μF、200 μF等；

• 電阻：無或200 Ω可選；

• 時間常數(shù)：5~30 ms；

4. 核對參數(shù)無誤后，確認程序保存。

3. 電擊操作

1. 將樣品加入電擊杯（典型體積為0.2~0.4 mL），確保無氣泡；

2. 用鑷子夾住電擊杯兩側(cè)塑料邊緣，置入ShockPod槽內(nèi)；

3. 確認蓋子完全閉合，按下啟動鍵；

4. 電穿孔完成后，儀器顯示電壓、電流及時間常數(shù)數(shù)據(jù)；

5. 電擊后立即取出樣品，輕輕轉(zhuǎn)移至恢復培養(yǎng)液中；

6. 靜置冰浴或培養(yǎng)適當時間，促進膜修復。

五、安全注意事項

1. 電氣安全

• 嚴禁在設備運行時觸摸電擊槽內(nèi)部；

• 電擊過程中不得打開ShockPod蓋；

• 電源接地必須可靠，禁止使用多孔插座或臨時電源線；

• 使用完畢后，應立即關閉電源并拔掉插頭；

• 若發(fā)現(xiàn)異常聲響或電弧，應立即停止操作。

2. 樣品安全

• 電擊杯必須清潔干燥，避免水滴引起電弧放電；

• 不得重復使用一次性電擊杯；

• 電穿孔后樣品應立即回收，防止細胞因高壓后延遲修復而死亡；

• 外源DNA需符合生物安全等級要求；

• 所有操作在生物安全柜內(nèi)完成時，應保持通風和防護措施。

3. 個人防護

• 操作人員必須佩戴防護眼鏡；

• 避免身體接觸儀器金屬外殼；

• 禁止多人同時接觸設備；

• 如發(fā)生電擊，應立即切斷電源并報告實驗室負責人；

• 對高風險樣品（如含有致病微生物的細胞）必須執(zhí)行Biosafety Level 2級別以上的操作規(guī)范。

六、實驗結(jié)束與設備維護

1. 清潔步驟

1. 關閉電源并拔掉電源線；

2. 使用無水乙醇或70%酒精擦拭電極和外殼；

3. 電擊槽可用去離子水沖洗并晾干；

4. 不可使用強酸、強堿或腐蝕性清潔劑；

5. 確保設備完全干燥后再存放或下次使用。

2. 日常維護

• 每月對電極進行導電性檢測；

• 定期檢查電源線與接頭；

• 記錄使用次數(shù)與運行參數(shù)；

• 避免長時間連續(xù)運行，以防電容過熱；

• 存放時應蓋好防塵罩，避免灰塵進入電路系統(tǒng)。

七、常見問題與排除方法

八、應急處理

1. 觸電事故：立即切斷電源，使用絕緣物將患者與電源隔離，實施心肺復蘇并呼叫急救。

2. 設備冒煙或起火：關閉電源總閘，使用二氧化碳滅火器，禁止使用水型滅火器。

3. 樣品污染泄漏：佩戴防護裝備，使用含氯消毒劑擦拭處理，污染廢物按危險廢棄物管理規(guī)范處理。

4. 異常警報：立即停止運行，記錄顯示代碼，聯(lián)系廠家技術支持。

九、記錄與追蹤管理

每次實驗完成后，應填寫《電穿孔儀使用記錄表》，包括：

• 實驗日期、操作者姓名；

• 樣品類型與體積；

• 電壓、電容、電阻及脈沖次數(shù)；

• 實驗結(jié)果及異常情況；

• 設備運行狀態(tài)。

記錄表應定期審核，確保設備使用的可追溯性與安全合規(guī)性。

十、廢棄物與安全處置

所有電擊后殘余溶液、細胞及電擊杯應歸類為生物廢棄物。
廢棄物應收集在帶蓋容器中，標識清晰，經(jīng)高壓滅菌后再統(tǒng)一交由實驗室安全管理部門處理。
禁止隨意丟棄，以防環(huán)境污染或生物風險擴散。

十一、培訓與監(jiān)督

實驗室應建立電穿孔儀使用培訓制度，新進人員需通過理論與實操考核方可獨立操作。
管理人員應定期檢查操作記錄與維護日志，確保設備狀態(tài)良好。每半年應組織一次安全檢查與應急演練，強化安全意識。

十二、總結(jié)

伯樂Genepulser Xcell電穿孔儀是一種精密、高效的細胞轉(zhuǎn)化設備，其優(yōu)良性能能夠顯著提升基因?qū)氤晒β?。但由于操作過程中涉及高壓放電、精密電容與易感生物樣品，必須嚴格遵守實驗安全規(guī)范。
正確的使用方法、完善的安全管理和定期維護，不僅能保證實驗數(shù)據(jù)的可靠性與可重復性，還能有效預防事故發(fā)生。
每位操作人員都應將安全操作規(guī)程作為必備技能，形成規(guī)范化、制度化的實驗室安全文化，從而在保證實驗成功的同時，確保人員與設備的長期安全運行。