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MicroPulser 是由 Bio-Rad 伯樂(lè)公司推出的一款專為生命科學(xué)研究而設(shè)計(jì)的電穿孔儀（電轉(zhuǎn)儀），主要功能是通過(guò)對(duì)細(xì)胞施加短時(shí)間、高強(qiáng)度的電脈沖，使細(xì)胞膜暫時(shí)出現(xiàn)可逆性孔隙，從而使外源 DNA、RNA、siRNA、蛋白質(zhì)等分子得以導(dǎo)入細(xì)胞內(nèi)部。
與傳統(tǒng)的化學(xué)轉(zhuǎn)染、病毒轉(zhuǎn)染方法相比，電穿孔技術(shù)作為一種物理轉(zhuǎn)染方式，具有高效、快速、適用性廣、安全性強(qiáng)的特點(diǎn)。MicroPulser 憑借其小巧體積、高度集成的功能模塊和智能化操作體驗(yàn)，已成為分子生物學(xué)、微生物工程和基因表達(dá)研究中廣泛應(yīng)用的電轉(zhuǎn)設(shè)備。
MicroPulser 的工作基礎(chǔ)是“電致孔”效應(yīng)。細(xì)胞膜由磷脂雙層構(gòu)成，本質(zhì)上是電介質(zhì)結(jié)構(gòu)。當(dāng)短時(shí)強(qiáng)電場(chǎng)施加于細(xì)胞時(shí)，膜兩側(cè)的電位差迅速上升，在局部區(qū)域形成臨時(shí)的納米孔洞。此時(shí)外源分子即可通過(guò)這些孔洞進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)，甚至細(xì)胞核。電場(chǎng)撤除后，細(xì)胞膜會(huì)自行修復(fù)，恢復(fù)原有的屏障功能。
電穿孔屬于非整合性轉(zhuǎn)染方式，因無(wú)病毒載體參與，也不會(huì)引起基因組突變或遺傳毒性，因此特別適用于轉(zhuǎn)瞬時(shí)表達(dá)實(shí)驗(yàn)、高通量篩選和安全性要求高的研究任務(wù)。
| 參數(shù)項(xiàng) | 詳細(xì)說(shuō)明 |
|---|---|
| 電壓輸出范圍 | 200–3000 V，按100 V步進(jìn)調(diào)節(jié) |
| 脈沖類型 | 單次指數(shù)衰減波形（Exponential Decay） |
| 脈沖時(shí)間常數(shù) | 1–5 ms，自動(dòng)由系統(tǒng)電容放電生成 |
| 顯示界面 | LCD 數(shù)字顯示屏，操作狀態(tài)直觀 |
| 控制方式 | 按鍵式控制，預(yù)設(shè)+手動(dòng)模式 |
| 電極兼容性 | 支持0.1 cm 和 0.2 cm 電穿孔杯 |
| 主機(jī)尺寸 | 約22 × 20 × 9 cm |
| 重量 | 約2.9 kg |
| 電源需求 | 100–240V 通用電壓，50/60 Hz |
設(shè)備采用小型化外殼結(jié)構(gòu)，占用空間小，適合置于通風(fēng)柜、生物安全柜內(nèi)操作。無(wú)外接電容或控制模塊，便于即插即用。
儀器內(nèi)置多種針對(duì)不同細(xì)胞類型的穿孔程序，包括：
微生物類（大腸桿菌、沙門氏菌等）
酵母與真菌類（釀酒酵母、念珠菌等）
哺乳動(dòng)物細(xì)胞（CHO、HEK293、Jurkat等）
植物原生質(zhì)體
用戶只需選擇相應(yīng)類型，設(shè)備即自動(dòng)設(shè)定電壓與時(shí)間參數(shù)，簡(jiǎn)化流程。
MicroPulser 采用高精度電容放電系統(tǒng)，保障輸出波形穩(wěn)定、誤差極小，有效避免因脈沖波動(dòng)導(dǎo)致轉(zhuǎn)染效率下降或細(xì)胞損傷。
設(shè)備配有電弧檢測(cè)機(jī)制。當(dāng)穿孔液導(dǎo)電性過(guò)強(qiáng)或電極接觸異常時(shí)，自動(dòng)阻斷放電，提示用戶調(diào)整樣品條件，避免燒杯炸裂或樣品丟失。
MicroPulser 是一款通用型電穿孔儀，可用于下列各類實(shí)驗(yàn)：
如大腸桿菌轉(zhuǎn)化質(zhì)粒DNA，適用于重組蛋白表達(dá)、突變體篩選等實(shí)驗(yàn)。
在細(xì)胞壁去除或改性處理后，可導(dǎo)入線性DNA，用于基因敲除、敲入及重組工程。
對(duì)懸浮細(xì)胞與部分貼壁細(xì)胞進(jìn)行RNA、質(zhì)粒、CRISPR/Cas9系統(tǒng)的導(dǎo)入，適合免疫細(xì)胞、造血細(xì)胞實(shí)驗(yàn)。
通過(guò)高電壓、短時(shí)間脈沖實(shí)現(xiàn)基因?qū)?，用于植物代謝工程或基因編輯試驗(yàn)。
取指數(shù)生長(zhǎng)期細(xì)胞，去除培養(yǎng)基中鹽分；
使用無(wú)離子甘油緩沖液重懸；
外源質(zhì)粒/siRNA須在純水中稀釋；
預(yù)冷穿孔杯及細(xì)胞混合物至4°C。
開啟電源，選擇細(xì)胞類型；
檢查電極支架是否安裝穩(wěn)固；
若使用手動(dòng)模式，可自定義電壓。
向穿孔杯中加入50–100 μL細(xì)胞與外源分子混合液；
插入穿孔杯至電極座，確認(rèn)無(wú)氣泡；
按下“Pulse”鍵進(jìn)行脈沖放電；
顯示屏自動(dòng)顯示完成狀態(tài)與實(shí)際參數(shù)。
快速將電穿孔樣品轉(zhuǎn)移至預(yù)溫恢復(fù)液中；
培養(yǎng)30–60分鐘后用于后續(xù)接種、篩選或表達(dá)分析。
| 細(xì)胞類型 | 電壓設(shè)定（V） | 間隙杯 | 液體體積 | 備注 |
|---|---|---|---|---|
| E. coli | 1800–2500 | 0.1 cm | 50 μL | 需冰冷緩沖液 |
| 釀酒酵母 | 1500–1800 | 0.2 cm | 80 μL | 去壁處理后更有效 |
| HEK293細(xì)胞 | 250–350 | 0.2 cm | 100 μL | 使用ECM緩沖液 |
| 植物原生質(zhì)體 | 600–900 | 0.4 cm | 100 μL | 可加PEG增強(qiáng)轉(zhuǎn)化率 |
穿孔液電導(dǎo)率應(yīng)控制在低水平（不超過(guò)10 mS/cm）；
所有穿孔杯需一次性使用，避免殘留電擊痕跡干擾下一次實(shí)驗(yàn)；
氣泡是引發(fā)電弧的主要風(fēng)險(xiǎn)，需排除；
實(shí)驗(yàn)應(yīng)在室溫或低溫環(huán)境中操作；
放電間隔應(yīng)不少于30秒，以防電容未完全釋放；
若發(fā)現(xiàn)電極發(fā)黑或氧化，需及時(shí)更換或清洗；
禁止在潮濕環(huán)境使用設(shè)備。
| 問(wèn)題現(xiàn)象 | 可能原因 | 處理方式 |
|---|---|---|
| 電弧報(bào)警 | 杯中有氣泡/液體過(guò)少 | 補(bǔ)液或更換樣品 |
| 無(wú)放電反應(yīng) | 電源未接或電極接觸差 | 檢查接觸點(diǎn)、更換杯體 |
| 轉(zhuǎn)染效率低 | 電壓過(guò)低或細(xì)胞狀態(tài)差 | 優(yōu)化電壓、更新細(xì)胞培養(yǎng)條件 |
| 屏幕卡頓 | 控制模塊緩存問(wèn)題 | 重啟設(shè)備或恢復(fù)默認(rèn)出廠設(shè)置 |
每次使用后，擦拭儀器外殼與電極接口；
存放于干燥通風(fēng)處，避免日曬；
每半年檢查一次系統(tǒng)穩(wěn)定性；
每季度更換穿孔杯庫(kù)存，避免老化影響實(shí)驗(yàn)；
若長(zhǎng)時(shí)間不使用，斷電封存設(shè)備并標(biāo)記狀態(tài)。
Bio-Rad MicroPulser 是一款專注于電穿孔技術(shù)的緊湊型電轉(zhuǎn)儀，適用于科研人員開展從細(xì)菌質(zhì)粒轉(zhuǎn)化、哺乳動(dòng)物細(xì)胞瞬時(shí)轉(zhuǎn)染，到植物細(xì)胞原生質(zhì)體處理等多種實(shí)驗(yàn)。其特點(diǎn)在于：
操作簡(jiǎn)單，適合初學(xué)者和日常重復(fù)實(shí)驗(yàn)；
參數(shù)精度高，適用于高要求科研實(shí)驗(yàn)；
性價(jià)比高，廣泛部署于高校及中型實(shí)驗(yàn)室；
使用安全，設(shè)備穩(wěn)定，維護(hù)簡(jiǎn)便。
憑借上述優(yōu)點(diǎn)，MicroPulser 成為電穿孔實(shí)驗(yàn)中被廣泛認(rèn)可的設(shè)備選擇之一，在分子生物學(xué)、遺傳學(xué)、微生物學(xué)、細(xì)胞工程等多個(gè)研究方向中發(fā)揮著重要作用。
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