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一、儀器簡(jiǎn)介

伯樂Gene Pulser Xcell電穿孔儀是由美國(guó)Bio-Rad公司研發(fā)的一款高精度基因?qū)朐O(shè)備，主要用于將外源DNA、RNA或蛋白質(zhì)導(dǎo)入各種類型的細(xì)胞中，包括細(xì)菌、酵母、植物原生質(zhì)體、動(dòng)物細(xì)胞等。
設(shè)備采用高壓脈沖的方式暫時(shí)改變細(xì)胞膜的通透性，使分子物質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞。該儀器具有操作簡(jiǎn)便、參數(shù)可調(diào)、重復(fù)性強(qiáng)、安全性能高等優(yōu)點(diǎn)，是現(xiàn)代分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)中不可或缺的基礎(chǔ)設(shè)備。

主要技術(shù)特性：

• 輸出電壓范圍：10–3000 V；

• 電容調(diào)節(jié)范圍：25–3275 μF；

• 電阻調(diào)節(jié)范圍：0–1000 Ω；

• 支持指數(shù)波與方波兩種模式；

• 內(nèi)置安全電弧檢測(cè)系統(tǒng)；

• 可儲(chǔ)存和調(diào)用100組實(shí)驗(yàn)參數(shù)；

• 支持多模塊組合（CE模塊、PC模塊、ShockPod電擊槽）。

二、儀器結(jié)構(gòu)組成

Gene Pulser Xcell系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計(jì)，主要包括以下部分：

1. 主機(jī)控制單元（Main Unit）
   內(nèi)置微處理控制系統(tǒng)，負(fù)責(zé)輸出電壓、電容、電阻及脈沖參數(shù)的精確控制。

2. 電穿孔模塊（Pulse Controller Module）
   根據(jù)實(shí)驗(yàn)類型可選擇不同模塊，如細(xì)菌/酵母模塊、哺乳動(dòng)物細(xì)胞模塊等。

3. ShockPod電擊槽
   用于放置電穿孔杯（cuvette），并實(shí)現(xiàn)高壓脈沖的輸出傳導(dǎo)。

4. 顯示與操作面板
   配備液晶顯示屏及功能按鍵，可進(jìn)行模式選擇、參數(shù)設(shè)定及實(shí)驗(yàn)監(jiān)控。

5. 電源接口與接地端口
   確保電源輸入穩(wěn)定，接地端口用于安全防護(hù)。

6. 安全保護(hù)系統(tǒng)
   包含電弧偵測(cè)、電極互鎖和溫度監(jiān)控等功能，防止操作過(guò)程中產(chǎn)生電擊危險(xiǎn)。

三、工作原理

Gene Pulser Xcell通過(guò)在極短時(shí)間內(nèi)釋放高壓脈沖，使細(xì)胞膜脂質(zhì)雙層結(jié)構(gòu)瞬時(shí)形成微孔（納米級(jí)通道），外源核酸分子即可進(jìn)入細(xì)胞。脈沖結(jié)束后，細(xì)胞膜迅速恢復(fù)原狀，從而實(shí)現(xiàn)非破壞性轉(zhuǎn)化。

原理公式簡(jiǎn)述：
電場(chǎng)強(qiáng)度 E=VdE = \frac{V}zb9nj7vE=dV，其中V為電壓，d為電極間距。
細(xì)胞膜孔洞的形成依賴于E與時(shí)間常數(shù)τ（τ=RC），過(guò)高電壓會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞膜永久破裂，過(guò)低則無(wú)法形成孔道，因此控制精確的電場(chǎng)與時(shí)間參數(shù)至關(guān)重要。

四、安裝與調(diào)試

1. 安裝環(huán)境要求

• 室溫范圍：15–30 ℃；

• 相對(duì)濕度：≤70%；

• 避免陽(yáng)光直射、灰塵、振動(dòng)和高頻電磁干擾；

• 電源要求：AC 220 V ±10%，50/60 Hz；

• 儀器必須可靠接地。

2. 安裝步驟

1. 將主機(jī)放置于穩(wěn)定工作臺(tái)上；

2. 連接ShockPod電擊槽至主機(jī)前端口；

3. 如需方波實(shí)驗(yàn)，連接PC模塊；

4. 插入電源線并確保接地線完好；

5. 開機(jī)后儀器自動(dòng)自檢，屏幕顯示“System OK”即表示可用。

3. 調(diào)試檢查

• 檢查所有模塊連接正確；

• 電極表面干凈、無(wú)水漬或鹽分殘留；

• 使用標(biāo)準(zhǔn)電阻負(fù)載測(cè)試電壓輸出是否穩(wěn)定；

• 確認(rèn)顯示屏參數(shù)調(diào)節(jié)功能正常。

五、操作步驟

（一）樣品制備

1. 細(xì)胞處理

• 培養(yǎng)至對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期（細(xì)胞活性最佳）；

• 使用無(wú)離子水或低導(dǎo)電緩沖液洗滌三次；

• 重懸于冰冷的甘油或電穿孔緩沖液中；

• 保持4℃預(yù)冷，避免溫升影響。

2. DNA樣品

• 使用純化好的質(zhì)?；蚓€性DNA；

• DNA濃度控制在1–5 μg/mL；

• 避免含鹽、酒精殘留。

3. 裝杯準(zhǔn)備

• 選擇合適電極間距（0.1 cm、0.2 cm、0.4 cm等）；

• 加入40–80 μL樣品；

• 確保液面平整、無(wú)氣泡。

（二）儀器設(shè)定

1. 模式選擇

• 手動(dòng)模式（Manual）：可自定義所有參數(shù)；

• 預(yù)設(shè)模式（Preset）：內(nèi)置常用細(xì)胞類型參數(shù)；

• 程序模式（Protocol）：保存與調(diào)用用戶自定義方案。

2. 參數(shù)設(shè)置

• 電壓（Voltage）：根據(jù)細(xì)胞類型選擇100–3000V；

• 電容（Capacitance）：調(diào)節(jié)脈沖持續(xù)時(shí)間，25–3275 μF；

• 電阻（Resistance）：調(diào)節(jié)放電速度，0–1000 Ω；

• 脈沖次數(shù)與間隔：設(shè)置單脈沖或多脈沖，間隔0.5–1.0秒；

• 電極間距選擇：確保參數(shù)與杯型號(hào)匹配。

3. 保存參數(shù)
   輸入?yún)?shù)后，可將方案存儲(chǔ)至設(shè)備記憶單元中，便于重復(fù)實(shí)驗(yàn)。

（三）執(zhí)行電擊

1. 放入裝樣后的電穿孔杯，確保接觸緊密；

2. 檢查屏幕參數(shù)無(wú)誤后按下“Pulse”鍵；

3. 儀器發(fā)出脈沖電壓，同時(shí)屏幕顯示實(shí)際輸出值與時(shí)間常數(shù)；

4. 電擊完成后立即取出電穿孔杯；

5. 將樣品迅速轉(zhuǎn)移至含復(fù)蘇培養(yǎng)基的離心管中；

6. 置于適宜溫度下恢復(fù)培養(yǎng)。

六、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)

1. 防止電?。ˋrc Error）

• 樣品中不能含有高濃度鹽分；

• 液體體積不能超過(guò)電極間隙上限；

• 避免出現(xiàn)氣泡。

2. 電極清潔
   每次實(shí)驗(yàn)后應(yīng)用蒸餾水清洗電極，必要時(shí)用70%乙醇消毒。

3. 安全防護(hù)

• 操作時(shí)不得觸摸電極；

• 電擊過(guò)程中不得打開ShockPod蓋；

• 使用防靜電工作臺(tái)。

4. 數(shù)據(jù)記錄
   每次實(shí)驗(yàn)記錄設(shè)定參數(shù)、電擊時(shí)間常數(shù)、轉(zhuǎn)化效率、備注等，便于追溯。

5. 避免過(guò)度使用
   連續(xù)高壓電擊超過(guò)50次后應(yīng)讓設(shè)備休息10分鐘，以防電容過(guò)熱。

七、常見參數(shù)參考

八、實(shí)驗(yàn)結(jié)束與關(guān)機(jī)流程

1. 電擊完成后關(guān)閉電源輸出；

2. 清理ShockPod電擊槽內(nèi)殘液；

3. 擦干設(shè)備表面水漬；

4. 關(guān)閉主機(jī)電源，拔下插頭；

5. 用防塵罩覆蓋設(shè)備，存放在干燥環(huán)境中。

九、維護(hù)與保養(yǎng)

1. 日常維護(hù)

• 每天使用后清潔電擊槽；

• 避免液體滲入主機(jī)；

• 檢查接地是否完好；

• 定期擰緊模塊連接螺母。

2. 定期檢查

• 每3個(gè)月檢測(cè)電壓輸出精度；

• 每6個(gè)月校準(zhǔn)電容與時(shí)間常數(shù)；

• 檢查ShockPod內(nèi)電極有無(wú)腐蝕或裂紋；

• 若出現(xiàn)“Arc Error”頻繁報(bào)警，應(yīng)檢查樣品導(dǎo)電性與電極狀態(tài)。

3. 長(zhǎng)期停用

• 清洗干凈電極并晾干；

• 斷開電源與模塊連接；

• 放入原包裝箱中保存，環(huán)境濕度≤60%。

十、常見問(wèn)題與處理

十一、安全提示

1. 嚴(yán)格遵守實(shí)驗(yàn)室高壓安全操作規(guī)范；

2. 操作區(qū)域應(yīng)遠(yuǎn)離易燃物；

3. 在防護(hù)罩完全關(guān)閉的狀態(tài)下方可電擊；

4. 若出現(xiàn)異味或異常聲音，應(yīng)立即斷電；

5. 使用穩(wěn)壓電源，防止電流沖擊；

6. 電極嚴(yán)禁干燒，禁止在未加樣狀態(tài)下電擊。

十二、數(shù)據(jù)記錄與保存

Gene Pulser Xcell具備自動(dòng)存儲(chǔ)功能，可保存最近100條實(shí)驗(yàn)記錄，包括電壓、電容、時(shí)間常數(shù)及脈沖次數(shù)。用戶可通過(guò)菜單查看或?qū)С?，便于?shí)驗(yàn)追蹤與數(shù)據(jù)比對(duì)。
建議實(shí)驗(yàn)室建立電子記錄系統(tǒng)，對(duì)每臺(tái)設(shè)備建立編號(hào)及操作檔案，記錄使用者、時(shí)間、參數(shù)與結(jié)果，用于設(shè)備性能追蹤。

十三、校準(zhǔn)與性能驗(yàn)證

為確保數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，應(yīng)定期進(jìn)行性能驗(yàn)證：

1. 電壓校準(zhǔn)：使用標(biāo)準(zhǔn)高壓探針檢測(cè)實(shí)際輸出；

2. 時(shí)間常數(shù)驗(yàn)證：用示波器測(cè)定脈沖持續(xù)時(shí)間；

3. 電弧檢測(cè)系統(tǒng)測(cè)試：模擬電弧條件驗(yàn)證報(bào)警功能；

4. 溫升測(cè)試：連續(xù)放電監(jiān)測(cè)主機(jī)溫度變化；

5. 重復(fù)性驗(yàn)證：同一參數(shù)重復(fù)電擊10次，偏差應(yīng)小于5%。

若發(fā)現(xiàn)偏差超標(biāo)，應(yīng)立即聯(lián)系廠家技術(shù)支持進(jìn)行維護(hù)。

十四、儀器使用建議

• 在同類樣品實(shí)驗(yàn)前先進(jìn)行小規(guī)模優(yōu)化實(shí)驗(yàn)；

• 使用廠家推薦配件與電擊杯；

• 不同細(xì)胞類型應(yīng)使用相應(yīng)的模式模塊；

• 實(shí)驗(yàn)中保持環(huán)境潔凈與恒溫；

• 建議在有培訓(xùn)經(jīng)驗(yàn)的人員指導(dǎo)下操作新用戶。

十五、總結(jié)

伯樂Gene Pulser Xcell電穿孔儀以其高精度控制、優(yōu)良的重復(fù)性和強(qiáng)大的模塊擴(kuò)展能力，成為科研實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行基因?qū)肱c電穿孔操作的首選設(shè)備。
通過(guò)本手冊(cè)的規(guī)范使用，操作者可全面掌握設(shè)備性能，熟悉實(shí)驗(yàn)流程，有效避免操作失誤和實(shí)驗(yàn)誤差。
配合“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”的服務(wù)保障，用戶可在長(zhǎng)期使用中持續(xù)保持設(shè)備的高效與安全狀態(tài)。