Gene Pulser Xcell 電穿孔系統(tǒng)是一款模塊化、高靈活性的電穿孔儀器,適用于從細(xì)菌、酵母、真菌到哺乳動物細(xì)胞、原代細(xì)胞、植物原生質(zhì)體等多種細(xì)胞類型的電轉(zhuǎn)化/電轉(zhuǎn)染實(shí)驗(yàn)。系統(tǒng)由主控單元以及可選的附件模塊構(gòu)成,提供指數(shù)衰減波(exponential-decay)和方波(square-wave)兩種主要脈沖模式,可兼容多種電穿孔腔體(電極杯)及緩沖體系。系統(tǒng)具備預(yù)設(shè)程序、用戶自定義程序和優(yōu)化程序,可保存歷史參數(shù)、支持?jǐn)?shù)據(jù)管理,從而提升實(shí)驗(yàn) repeatability(可重復(fù)性)與可追溯性。百奧測科技+2百奧測科技+2
該系統(tǒng)特別強(qiáng)調(diào)“通用電穿孔”能力——即一套設(shè)備可覆蓋原核與真核、懸浮與貼壁、多種電極間距、多幅波形需求,從而在實(shí)驗(yàn)室中替代多臺專用機(jī)器。百奧測科技
此外,模塊化設(shè)計(jì)使得用戶可以根據(jù)需求選配功能模塊(例如高電容模塊、電阻控制模塊)以實(shí)現(xiàn)不同樣本類型所需的參數(shù)范圍。儀器網(wǎng)+1
主控單元為系統(tǒng)核心,提供電壓發(fā)生、脈沖控制、波形輸出、用戶界面交互、數(shù)據(jù)存儲等功能。該單元通常配合交流輸入(100–120 V 或 220–240 V,50/60 Hz)運(yùn)行,并具備對外模塊擴(kuò)展接口。百奧測科技+1
例如,“Gene Pulser Xcell Main Unit(#1652666)”即為主控模塊,可單獨(dú)訂購。百奧測科技
主控單元內(nèi)部具備高壓放電電路、脈沖跟蹤(PulseTrac?)機(jī)制、放電保護(hù)、電弧檢測功能,從而在電穿孔過程中保障穩(wěn)定性與安全性。百奧測科技
系統(tǒng)可配置兩類主要附件模塊,用于擴(kuò)展不同參數(shù)范圍和適配細(xì)胞類型:
電容擴(kuò)展模塊 (Capacitance Extender,CE 模塊): 用于真核細(xì)胞/原代細(xì)胞中,支持更大電容量、更長持續(xù)時間或方波輸出。
脈沖控制模塊 (Pulse Controller,PC 模塊): 用于微生物(細(xì)菌、酵母、真菌)或高電壓、小體積樣本情況,重點(diǎn)在控制并聯(lián)電阻、適應(yīng)高樣本電阻環(huán)境。
例如,全功能系統(tǒng)包含主單元 + CE 模塊 + PC 模塊 + 電擊槽(ShockPod?)+ 電極杯。百奧測科技+2百奧測科技+2
不同配置(真核型、微生物型、完全型)根據(jù)模塊組合區(qū)別。百奧測科技+1
系統(tǒng)配備專用電擊腔體 ShockPod?,以及多種間距電極杯(典型為 0.1 cm、0.2 cm、0.4 cm 間距)。這些電極杯容積、間距決定實(shí)際電場強(qiáng)度、樣本電阻和穿孔效率。Bio-Chain+1
例如,全系統(tǒng)包含 5 枚 0.1 cm、5 枚 0.2 cm、5 枚 0.4 cm 間距的無菌杯。百奧測科技
使用時須選取合適間距以匹配樣本類型、電壓及緩沖情況,否則容易導(dǎo)致效率下降或細(xì)胞損傷。
系統(tǒng)強(qiáng)調(diào)“通用電穿孔”功能:無論是原代、干細(xì)胞、懸浮或貼壁哺乳動物細(xì)胞,還是細(xì)菌、真菌、酵母,均可使用。百奧測科技
用戶無需為不同細(xì)胞系購置完全不同設(shè)備,從而節(jié)省成本并提高操作靈活性。
系統(tǒng)內(nèi)置預(yù)設(shè)實(shí)驗(yàn)方案庫,針對常用哺乳動物、細(xì)菌、電轉(zhuǎn)染應(yīng)用提供推薦參數(shù)。百奧測科技
同時支持用戶自定義程序,包括電壓、波形、脈沖次數(shù)、間隔、時間常數(shù)等,以便進(jìn)行參數(shù)優(yōu)化。
還支持優(yōu)化程序(optimization protocol)——通過電壓梯度、高通量嘗試確定最佳參數(shù)。百奧測科技
系統(tǒng)可輸出兩種主流脈沖形態(tài):
指數(shù)衰減波(Exponential-decay):適用于多數(shù)原核、真核環(huán)境,尤其當(dāng)希望一次性釋放大量能量。
方波(Square-wave):提供恒定電壓脈沖,對膜穿孔更可控,尤其適用于哺乳動物細(xì)胞、原代細(xì)胞、難轉(zhuǎn)染細(xì)胞。
百奧測科技+1
用戶可依據(jù)細(xì)胞類型選擇適宜波形以提升導(dǎo)入效率及存活率。
系統(tǒng)可存儲并調(diào)用最近 100 次實(shí)驗(yàn)參數(shù),有助于故障排查、參數(shù)追溯、自定義優(yōu)化。百奧測科技
PulseTrac? 電路與電弧保護(hù)機(jī)制保證每次放電的一致性,從而提高穿孔重復(fù)性。百奧測科技
模塊化結(jié)構(gòu)允許用戶按需求選配 CE 模塊或 PC 模塊,或根據(jù)預(yù)算逐步升級。設(shè)備維修、校準(zhǔn)亦更為便捷。
兼容多種間距的電極杯,支持各種緩沖液(包括 Bio-Rad 的專用電穿孔緩沖液)使用。百奧測科技
以下為該系統(tǒng)部分關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)(以 Gene Pulser Xcell Total 系統(tǒng)為例):
波形:指數(shù)或方波。百奧測科技+1
輸出電壓范圍:10 V ~ 3,000 V。百奧測科技+1
電容范圍(Capacitance):例如在 10-500 V 時可調(diào) 25-3,275 μF(增量 25 μF);在 500-3,000 V 時為 10、25、50 μF。百奧測科技+1
并聯(lián)電阻(Parallel Resistance):50-1,000 Ω(增量 50 Ω),并支持“無窮大(∞)”狀態(tài)。百奧測科技
樣本電阻最低值:10-2,500 V 情況下最低可至 20 Ω;在 2,500-3,000 V 區(qū)間最低需 600 Ω。百奧測科技
方波計(jì)時參數(shù):
在 10-500 V 情況:脈沖持續(xù)時間 0.05-10 ms(增量 0.05 ms),或 10-100 ms(增量 1 ms);1-10 次脈沖;間隔 0.1-10 s。百奧測科技
在 500-3,000 V 情況:脈沖持續(xù) 0.05-5 ms(增量 0.05 ms),1-2 次脈沖;最小間隔為 5 s。百奧測科技+1
輸入電源:100-120 VAC 或 220-240 VAC,50/60 Hz;最大功耗約 240 W(在短時間充電情況下)。百奧測科技
環(huán)境要求:工作溫度 0-35 °C,濕度 0-95%(無冷凝條件)百奧測科技
尺寸及重量:主控單元約 31 × 30 × 14 cm,重量約 6.6 kg;CE 模塊 31 × 28 × 9 cm 重量 3.1 kg;PC 模塊 31 × 28 × 5 cm 重量 1.9 kg。Bio-Chain
以上參數(shù)顯示出系統(tǒng)的廣泛覆蓋能力與高可調(diào)節(jié)性。
選擇適合的緩沖液和樣本濃度:對于不同細(xì)胞類型,例如原代細(xì)胞、轉(zhuǎn)染難度大的細(xì)胞,應(yīng)選用低離子、低電導(dǎo)率的電穿孔緩沖液,以減小電解熱與細(xì)胞損傷。
選擇合適的電極杯:例如細(xì)菌常用 0.1 cm 或 0.2 cm 間距;哺乳動物細(xì)胞多用 0.4 cm。
調(diào)整樣本懸浮液體積與濃度、移除大顆?;蚣?xì)胞碎片,以減少放電異常。
選擇預(yù)設(shè)程序:如系統(tǒng)內(nèi)置哺乳動物細(xì)胞、細(xì)菌細(xì)胞等方案,作為起點(diǎn)。
根據(jù)細(xì)胞類型選擇波形:如哺乳動物細(xì)胞優(yōu)先方波;細(xì)菌或酵母可用指數(shù)衰減波。
設(shè)置電壓、電容(或時間常數(shù))、脈沖次數(shù)、間隔時間等。建議先從推薦參數(shù)出發(fā),再依據(jù)實(shí)驗(yàn)反饋進(jìn)行微調(diào)。
若首次使用,應(yīng)開啟優(yōu)化程序:例如以低電壓開始,逐步上升電壓,監(jiān)控轉(zhuǎn)化/轉(zhuǎn)染效率與細(xì)胞存活率。
將樣本置于電極杯中,插入 ShockPod 模塊連接至主控單元。
確認(rèn)杯體接觸良好、無氣泡、無沉淀或?qū)щ姰愇铩?/p>
啟動系統(tǒng),觸發(fā)預(yù)設(shè)或自定義程序。系統(tǒng)將按照所選波形、參數(shù)自動給出脈沖。
脈沖結(jié)束后,應(yīng)立即對樣本進(jìn)行轉(zhuǎn)移、等候釋放、或回溫/培養(yǎng),以恢復(fù)細(xì)胞膜完整性并促進(jìn)外源物質(zhì)穩(wěn)定進(jìn)入。
轉(zhuǎn)染/轉(zhuǎn)化完成后,按樣本類型進(jìn)行適當(dāng)培養(yǎng)條件(如加入培養(yǎng)基、休眠期、補(bǔ)液等)。
記錄條件參數(shù)、轉(zhuǎn)染效率、存活率,以便后續(xù)優(yōu)化。
使用系統(tǒng)內(nèi)存儲功能保存成功參數(shù),便于追溯與重復(fù)。
若轉(zhuǎn)染效率低且存活率高,考慮略提電壓或延長脈沖時間。
若存活率低但有導(dǎo)入,考慮降低電場強(qiáng)度、電容或減少次數(shù)。
對于細(xì)胞電阻較高或者樣本濃度偏大、體積較大者,建議選用較大電容模塊或方波方式,以保證充分電場傳遞。
每次參數(shù)更改應(yīng)記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果,并對比不同組別參數(shù)變化帶來的影響。
對于哺乳動物貼壁或懸浮細(xì)胞、原代細(xì)胞、干細(xì)胞或植物原生質(zhì)體,系統(tǒng)通過方波和較大電容輸出實(shí)現(xiàn)較溫和但有效的基因、siRNA、mRNA、質(zhì)粒或蛋白質(zhì)導(dǎo)入。系統(tǒng)的“真核型”配置(含 CE 模塊)尤其推薦該類用途。百奧測科技
針對細(xì)菌、酵母、真菌或其他原核微生物,系統(tǒng)的“微生物型”配置(含 PC 模塊)提供適宜高電壓、短脈沖、小體積樣本的設(shè)置,適合質(zhì)粒轉(zhuǎn)化、基因敲入、基因敲出前處理等。百奧測科技
由于系統(tǒng)支持參數(shù)自定義、優(yōu)化程序及歷史參數(shù)調(diào)用,可用于科研中探索新的細(xì)胞系、載體類型、電穿孔緩沖體系或高難度轉(zhuǎn)染任務(wù)。系統(tǒng)的可調(diào)節(jié)性和數(shù)據(jù)管理功能使其在方法開發(fā)、技術(shù)優(yōu)化中表現(xiàn)優(yōu)異。
包括免疫細(xì)胞(如 T 細(xì)胞)電轉(zhuǎn)染、CAR-T 細(xì)胞項(xiàng)目、疫苗載體導(dǎo)入、基因編輯前處理(CRISPR、TALEN、ZFN)等。系統(tǒng)模塊的靈活性和波形選擇使其適應(yīng)多樣樣本與研究方向。百奧測科技
系統(tǒng)內(nèi)置電弧檢測及保護(hù)機(jī)制,當(dāng)放電出現(xiàn)異常電弧時,可停止放電并提示用戶。百奧測科技
每次操作后自動釋放殘余電荷,以防操作人員觸電或設(shè)備損壞。
環(huán)境條件要求 0-35 °C、濕度低、無冷凝,減少因濕度、電離引起的安全風(fēng)險。百奧測科技
電極杯插拔或放置時必須斷開電源,遵循標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室操作規(guī)程。
定期清潔電極杯與 ShockPod 連接器,避免鹽析、腐蝕或?qū)щ姵练e物累積,影響放電穩(wěn)定性。
檢查電極間距是否符合規(guī)格(0.1/0.2/0.4 cm),間距變化會直接影響電場強(qiáng)度。
對于長期使用,應(yīng)校準(zhǔn)電壓輸出、電容值、脈沖時間,以確保數(shù)據(jù)一致性。
存放時遠(yuǎn)離強(qiáng)磁場、高溫、高濕環(huán)境,避免設(shè)備老化。
使用設(shè)備時盡量避免連續(xù)大功率放電,以降低發(fā)熱、延長組件壽命。
每次實(shí)驗(yàn)建議記錄電壓、電容/電阻、脈沖次數(shù)、間隔、樣本電阻、轉(zhuǎn)染效率、存活率等關(guān)鍵參數(shù)。
保存系統(tǒng)調(diào)用的歷史參數(shù)庫(最近 100 條)可作為追溯依據(jù)。
若實(shí)驗(yàn)結(jié)果偏差較大,應(yīng)先檢查設(shè)備參數(shù)、樣本狀態(tài)、電極杯狀態(tài)、電穿孔緩沖度是否合規(guī)。
對于方法建立階段,可采用標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)控細(xì)胞系、標(biāo)準(zhǔn)載體作為對照,以評估設(shè)備性能穩(wěn)定性。
在選型時,建議根據(jù)細(xì)胞類型覆蓋需求,選擇“完全系統(tǒng)”(Total System)、“真核系統(tǒng)”或“微生物系統(tǒng)”版本。全系列支持 10-3,000 V 輸出,波形選擇更全面。百奧測科技
若實(shí)驗(yàn)主要為哺乳動物細(xì)胞、原代細(xì)胞,可選配真核系統(tǒng)以節(jié)省成本;若專注細(xì)菌、酵母、小體積樣本,微生物系統(tǒng)即可滿足。
配置時應(yīng)考慮后續(xù)升級空間,如未來可能開展干細(xì)胞、電轉(zhuǎn)染疫苗相關(guān)實(shí)驗(yàn),建議選完全系統(tǒng)留有余地。
在使用前應(yīng)熟悉系統(tǒng)操作界面、波形選擇邏輯、電容/電阻設(shè)定方法、電極杯匹配規(guī)范等,從而避免因誤操作導(dǎo)致細(xì)胞損傷或轉(zhuǎn)染失敗。
建議在首次使用時運(yùn)行一次標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)控實(shí)驗(yàn)(如已知細(xì)胞系 + 標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)染載體)以驗(yàn)證設(shè)備性能。
考慮配備專用電穿孔緩沖液、不同間距電極杯,以應(yīng)對不同樣本需求。具有良好兼容性。百奧測科技
廣泛適配性:覆蓋原核、真核、懸浮、貼壁、原代、干細(xì)胞等多種細(xì)胞類型,無需為每類細(xì)胞購買專用儀器。
高靈活性與可調(diào)性:用戶可自由選擇電壓、電容、電阻、波形、脈沖次數(shù)與間隔,從而精準(zhǔn)優(yōu)化導(dǎo)入效率與細(xì)胞存活率。
高度可重復(fù)性:通過數(shù)據(jù)存儲、程序調(diào)用、PulseTrac 機(jī)制與電弧保護(hù),顯著提升實(shí)驗(yàn)結(jié)果的一致性。
模塊化設(shè)計(jì):便于按需升級、更換、維修,降低長期實(shí)驗(yàn)室運(yùn)營成本。
操作簡易性強(qiáng):預(yù)設(shè)程序幫助新用戶快速上手,優(yōu)化程序支持科研人員精細(xì)調(diào)整,適用教學(xué)實(shí)驗(yàn)與前沿研究均可。
科研價值高:適用于基因編輯、細(xì)胞治療前處理、電轉(zhuǎn)染方法開發(fā)、蛋白表達(dá)載體導(dǎo)入等,多領(lǐng)域均可應(yīng)用。
Gene Pulser Xcell 電穿孔系統(tǒng)憑借其模塊化結(jié)構(gòu)、強(qiáng)大的參數(shù)調(diào)控能力、適配多樣細(xì)胞類型的能力、以及完善的數(shù)據(jù)管理與保護(hù)機(jī)制,成為現(xiàn)代分子生物學(xué)、電轉(zhuǎn)染和細(xì)胞工程實(shí)驗(yàn)室中非常實(shí)用的儀器選擇。無論是基礎(chǔ)研究中的基因?qū)搿⒌鞍踪|(zhì)表達(dá)優(yōu)化,還是應(yīng)用研究中的細(xì)胞治療、免疫細(xì)胞電轉(zhuǎn)染、原代細(xì)胞轉(zhuǎn)染方法開發(fā),只要合理設(shè)置參數(shù)、做好樣本制備、遵循操作規(guī)范,這一系統(tǒng)都能發(fā)揮其優(yōu)勢。
在實(shí)際使用過程中,用戶應(yīng)重視參數(shù)設(shè)定、樣本準(zhǔn)備、后處理培養(yǎng)、設(shè)備維護(hù)與記錄管理,從而確保實(shí)驗(yàn)效果、延長設(shè)備壽命并提升數(shù)據(jù)可重復(fù)性。
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