伯樂(lè)Genepulser Xcell電穿孔儀實(shí)驗(yàn)流程

詳情

質(zhì)保3年只換不修，廠家長(zhǎng)沙實(shí)了個(gè)驗(yàn)儀器制造有限公司。

伯樂(lè) GenePulser Xcell 電穿孔儀實(shí)驗(yàn)流程詳解

一、設(shè)備概述

Bio-Rad GenePulser Xcell 電穿孔儀是一款高性能的基因?qū)胂到y(tǒng)，能夠在短時(shí)間內(nèi)對(duì)細(xì)胞施加強(qiáng)電場(chǎng)，使細(xì)胞膜暫時(shí)形成可滲透通道，讓 DNA、RNA 或蛋白質(zhì)等外源分子進(jìn)入細(xì)胞。該系統(tǒng)模塊化設(shè)計(jì)靈活，操作簡(jiǎn)便，廣泛應(yīng)用于哺乳動(dòng)物細(xì)胞、細(xì)菌、酵母、真菌以及植物原生質(zhì)體的電轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)中。
設(shè)備配備主機(jī)單元、ShockPod 電擊腔、CE 電容擴(kuò)展模塊和 PC 電阻控制模塊，可實(shí)現(xiàn)不同波形（指數(shù)衰減波和方波）輸出，滿(mǎn)足多種實(shí)驗(yàn)需求。儀器具備精準(zhǔn)電壓控制、電弧保護(hù)和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能，確保實(shí)驗(yàn)的重復(fù)性與安全性。

為了幫助操作者高效掌握 GenePulser Xcell 的使用方法，以下對(duì)實(shí)驗(yàn)全過(guò)程進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明，包括實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備、參數(shù)設(shè)定、電擊操作、樣品恢復(fù)及數(shù)據(jù)記錄等步驟。

二、實(shí)驗(yàn)前準(zhǔn)備

1. 儀器檢查與工作環(huán)境

在實(shí)驗(yàn)前，確認(rèn)主機(jī)、電擊腔和模塊連接穩(wěn)固。檢查高壓線纜是否老化，確保接地良好。儀器應(yīng)置于平穩(wěn)干燥的實(shí)驗(yàn)臺(tái)上，避免靠近水源或電磁干擾設(shè)備。
通電前確認(rèn)電源電壓與儀器額定電壓一致，開(kāi)機(jī)后待系統(tǒng)自檢完成方可操作。

2. 實(shí)驗(yàn)材料準(zhǔn)備

準(zhǔn)備新鮮健康的細(xì)胞樣品、無(wú)菌比色皿（0.1、0.2 或 0.4 cm 間隙）、低導(dǎo)電電穿孔緩沖液、移液槍與無(wú)菌槍頭。
質(zhì)?；蚝怂針悠窇?yīng)純度高、無(wú)鹽離子殘留。實(shí)驗(yàn)前將所有液體與比色皿預(yù)冷至 4 ℃，以減輕電擊造成的熱損傷。

3. 細(xì)胞處理

細(xì)胞的生理狀態(tài)決定電穿孔效果。

哺乳動(dòng)物細(xì)胞：選擇對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期的貼壁或懸浮細(xì)胞，轉(zhuǎn)入前以 1×PBS 洗滌兩次，去除血清離子。濃度控制在 5×10?–1×10? 個(gè)/mL。
細(xì)菌：使用電感受態(tài)細(xì)胞，OD??? 在 0.5–0.7 之間，洗滌后懸浮于無(wú)鹽緩沖液。
酵母或真菌：用低離子緩沖液清洗數(shù)次以去除培養(yǎng)基殘留。

4. 比色皿準(zhǔn)備

根據(jù)細(xì)胞類(lèi)型選擇合適間隙：

0.1 cm：適用于細(xì)菌；
0.2 cm：適用于酵母；
0.4 cm：適用于哺乳動(dòng)物細(xì)胞。
加入樣品時(shí)要緩慢注入，避免氣泡產(chǎn)生。氣泡是電弧的主要誘因，可能導(dǎo)致樣品燒毀。

三、實(shí)驗(yàn)設(shè)置流程

1. 系統(tǒng)啟動(dòng)

插上電源，打開(kāi)主機(jī)。系統(tǒng)自檢完成后進(jìn)入主界面。確認(rèn) ShockPod 蓋子關(guān)閉良好，顯示屏顯示 “Ready” 狀態(tài)。

2. 選擇操作模式

GenePulser Xcell 提供三種操作模式：

手動(dòng)模式（Manual）：適合自定義實(shí)驗(yàn)參數(shù)。
預(yù)設(shè)程序模式（Preset Protocol）：內(nèi)置多種細(xì)胞類(lèi)型參數(shù)，可快速調(diào)用。
用戶(hù)程序模式（User Protocol）：可儲(chǔ)存常用參數(shù)供重復(fù)實(shí)驗(yàn)使用。

選擇相應(yīng)模式后，確認(rèn)連接的模塊類(lèi)型，如 CE 模塊或 PC 模塊，以便系統(tǒng)正確識(shí)別控制參數(shù)。

3. 設(shè)定實(shí)驗(yàn)參數(shù)

不同模式下的參數(shù)略有差別，但核心包括以下幾項(xiàng)：

（1）電壓

決定電場(chǎng)強(qiáng)度。E=V/d，其中 d 為比色皿間隙。
哺乳動(dòng)物細(xì)胞一般設(shè)置在 100–300 V，細(xì)菌可達(dá) 1800–2500 V。
應(yīng)根據(jù)細(xì)胞耐受性逐步優(yōu)化，避免一次設(shè)置過(guò)高。

（2）電容或時(shí)間常數(shù)

在指數(shù)衰減波模式中，電容控制放電能量和持續(xù)時(shí)間。
低電容（25–125 μF）產(chǎn)生短脈沖，適合細(xì)菌；高電容（500–1000 μF）產(chǎn)生長(zhǎng)脈沖，適用于真核細(xì)胞。
時(shí)間常數(shù) τ=RC，可直接顯示在儀器結(jié)果界面。

（3）脈沖持續(xù)時(shí)間與數(shù)量

方波模式下設(shè)定脈沖時(shí)間（0.05–100 ms）與次數(shù)（1–10 次）。
難轉(zhuǎn)染細(xì)胞可適度增加脈沖數(shù)或時(shí)間，但應(yīng)注意存活率。

（4）間隔時(shí)間

多脈沖間需設(shè)定間隔 0.1–10 s。時(shí)間過(guò)短會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞尚未恢復(fù)再次受擊而死亡。

（5）電阻調(diào)節(jié)

若使用 PC 模塊，可增加并聯(lián)電阻（50–1000 Ω）穩(wěn)定輸出。樣品電阻過(guò)低時(shí)必須調(diào)整以防短路。

四、電穿孔操作步驟

1. 加載樣品

準(zhǔn)備好的細(xì)胞懸液與核酸混合均勻后，吸入比色皿中。
每次加入體積應(yīng)略小于比色皿容量（如 0.4 cm 比色皿加樣 250 μL 左右）。
輕輕敲擊比色皿壁使氣泡浮出并移除。

2. 放入 ShockPod

將比色皿放入電擊腔底部凹槽，確保電極端完全接觸金屬接點(diǎn)。蓋緊 ShockPod 上蓋。

3. 執(zhí)行電擊

檢查顯示屏上參數(shù)無(wú)誤后，按下 “Pulse” 按鈕。系統(tǒng)發(fā)出提示音后立即執(zhí)行電擊。
電擊時(shí)間通常為幾毫秒到幾十毫秒，結(jié)束后儀器顯示實(shí)際電壓、電流及時(shí)間常數(shù)。
電擊期間禁止觸摸儀器及樣品。若出現(xiàn)異常響聲或放電閃光，應(yīng)立即停止操作。

4. 取出樣品

電擊結(jié)束后，等待顯示屏恢復(fù) “Ready” 狀態(tài)，再打開(kāi) ShockPod 蓋子。
取出比色皿，迅速將樣品轉(zhuǎn)入預(yù)冷復(fù)蘇液或培養(yǎng)基中。
電擊后細(xì)胞膜短暫開(kāi)放，應(yīng)立即處理以促進(jìn)修復(fù)。

五、樣品復(fù)蘇與后處理

1. 哺乳動(dòng)物細(xì)胞

電擊后立即加入適量含血清培養(yǎng)基，靜置 5–10 分鐘以恢復(fù)膜完整性，再轉(zhuǎn)入培養(yǎng)皿培養(yǎng)。
過(guò)早離心或更換培養(yǎng)基會(huì)增加死亡率。

2. 細(xì)菌樣品

加入 800 μL 復(fù)蘇液（SOC 或 SOB），在 37 ℃ 振蕩 1 小時(shí)以表達(dá)抗性基因。
隨后可用于涂板篩選。

3. 酵母與真菌

電擊后將細(xì)胞轉(zhuǎn)入富含營(yíng)養(yǎng)的復(fù)蘇培養(yǎng)基中，30 ℃ 下靜置 1–2 小時(shí)，再進(jìn)行篩選或培養(yǎng)。

六、數(shù)據(jù)記錄與分析

1. 實(shí)時(shí)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)

電擊結(jié)束后，儀器自動(dòng)顯示輸出電壓、時(shí)間常數(shù)、電流峰值等信息。
這些數(shù)據(jù)反映了放電過(guò)程的真實(shí)情況，應(yīng)記錄保存以便優(yōu)化實(shí)驗(yàn)。

2. 存儲(chǔ)與導(dǎo)出

GenePulser Xcell 可自動(dòng)保存最近 100 次實(shí)驗(yàn)記錄。
建議定期導(dǎo)出數(shù)據(jù)至電腦或記錄本中，包括：

實(shí)驗(yàn)日期
樣品類(lèi)型
電壓、電容、電阻、時(shí)間常數(shù)
實(shí)際電流與脈沖圖形
轉(zhuǎn)染效率與存活率評(píng)價(jià)

3. 參數(shù)優(yōu)化

通過(guò)多次實(shí)驗(yàn)比較不同條件下的結(jié)果，繪制電壓—轉(zhuǎn)染率或時(shí)間—存活率曲線。
選擇兼顧高效率與高存活的參數(shù)作為標(biāo)準(zhǔn)條件。

七、實(shí)驗(yàn)安全與防護(hù)

1. 防電擊

儀器最高輸出達(dá) 3,000 V。操作時(shí)應(yīng)保證手部干燥，不得觸碰電擊腔。
僅在 ShockPod 蓋子關(guān)閉時(shí)方可電擊，嚴(yán)禁裸露比色皿通電。

2. 防電弧

確保樣品中無(wú)氣泡、電極清潔、比色皿無(wú)裂紋。
緩沖液導(dǎo)電性適中，不含高濃度鹽。實(shí)驗(yàn)前樣品充分冷卻可降低風(fēng)險(xiǎn)。

3. 防污染

所有耗材必須無(wú)菌處理。操作臺(tái)表面用 70% 乙醇擦拭，防止交叉污染。
實(shí)驗(yàn)后廢液需按生物危害廢棄物處理。

八、常見(jiàn)問(wèn)題與處理方法

出現(xiàn)電弧或火花：
可能因氣泡、電極臟、樣品導(dǎo)電性過(guò)高。應(yīng)重新制備樣品、清潔比色皿或降低鹽濃度。
轉(zhuǎn)染效率低：
可能電場(chǎng)強(qiáng)度不足或電擊時(shí)間太短。適度提高電壓或延長(zhǎng)脈沖。
細(xì)胞死亡率高：
電壓過(guò)高或多脈沖間隔過(guò)短。應(yīng)減小電場(chǎng)強(qiáng)度或增加間隔時(shí)間。
無(wú)電擊反應(yīng)：
可能比色皿未接觸接點(diǎn)或模塊未識(shí)別。檢查 ShockPod 安裝與模塊連接。
結(jié)果重復(fù)性差：
樣品電阻波動(dòng)大、溫度不穩(wěn)定或緩沖液濃度不一致。建議統(tǒng)一制備體系并保持低溫操作。

九、實(shí)驗(yàn)結(jié)束與設(shè)備維護(hù)

1. 清理儀器

關(guān)閉電源并拔掉插頭。
用軟布蘸去離子水清潔機(jī)身與電擊腔表面。避免液體流入插口。

2. 比色皿與電極維護(hù)

使用后立即用去離子水沖洗比色皿，晾干保存。若電極發(fā)黑可用無(wú)水乙醇輕擦。
嚴(yán)禁使用酸性溶液清洗，以防腐蝕。

3. 模塊檢查

每月檢查一次 CE 與 PC 模塊接口是否牢固。長(zhǎng)期使用后建議半年進(jìn)行一次全面校準(zhǔn)。
若發(fā)現(xiàn)輸出電壓偏差或電流異常，應(yīng)停止使用并聯(lián)系廠家檢測(cè)。

十、數(shù)據(jù)整理與報(bào)告

實(shí)驗(yàn)完成后，應(yīng)及時(shí)整理數(shù)據(jù)并撰寫(xiě)實(shí)驗(yàn)報(bào)告，內(nèi)容包括：

細(xì)胞類(lèi)型與批次
樣品電阻與電導(dǎo)率
各參數(shù)設(shè)定值與實(shí)際輸出值
轉(zhuǎn)染效率統(tǒng)計(jì)結(jié)果
異?，F(xiàn)象與原因分析
后續(xù)改進(jìn)建議

標(biāo)準(zhǔn)化的數(shù)據(jù)記錄有助于提高實(shí)驗(yàn)可重復(fù)性，也能在不同批次間實(shí)現(xiàn)條件比對(duì)。

十一、質(zhì)量與售后說(shuō)明

GenePulser Xcell 電穿孔儀由長(zhǎng)沙實(shí)了個(gè)驗(yàn)儀器制造有限公司生產(chǎn)，整機(jī)質(zhì)保三年，實(shí)行“只換不修”的服務(wù)政策。
使用過(guò)程中若出現(xiàn)非人為損壞的性能故障，廠家提供免費(fèi)更換設(shè)備。所有配件均符合國(guó)家計(jì)量與安全標(biāo)準(zhǔn)。
用戶(hù)在購(gòu)買(mǎi)后應(yīng)妥善保存合格證與發(fā)票，以便質(zhì)保期內(nèi)享受換機(jī)服務(wù)。