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Gene Pulser Xcell 電穿孔儀 是美國伯樂公司（Bio-Rad）研發(fā)的一款高性能電穿孔系統(tǒng)，用于將外源DNA、RNA或蛋白質引入細胞內(nèi)。該儀器以高電壓脈沖的方式暫時改變細胞膜通透性，從而使大分子物質進入細胞。
其廣泛應用于細菌、酵母、植物原生質體、動物細胞等多種類型樣品的基因轉化實驗中，具備精確控制、重復性強、安全性高的優(yōu)點。
主機（Gene Pulser Xcell Main Unit）：控制電壓、電容、電阻等參數(shù)。
電穿孔模塊（ShockPod Module）：根據(jù)細胞類型可選擇不同模塊，如：
Bacteria/Yeast 模塊；
Mammalian 模塊；
Plant 模塊。
Cuvette Holder 電擊槽：用于放置電穿孔杯（cuvette），保證電極間距穩(wěn)定。
顯示屏與控制按鍵：便于操作者輸入和監(jiān)控實驗參數(shù)。
安全連接線與接地裝置：確保操作安全，防止電擊風險。
電穿孔是一種物理轉化方法。當瞬間高電壓施加于細胞懸液時，細胞膜上的脂質雙層會暫時形成納米級孔洞，使核酸分子進入細胞。電場撤去后，膜結構迅速恢復完整性，從而實現(xiàn)非破壞性基因導入。
影響電穿孔效率的主要因素包括：
電場強度（E = V/d）；
脈沖時間（τ = RC）；
緩沖液電導率；
樣品濃度及溫度。
在正式操作前，需完成以下準備：
電源檢查
確保接地良好；
使用穩(wěn)定電源，避免電壓波動；
檢查電源線、連接線是否完好。
模塊選擇
根據(jù)實驗類型選擇相應模塊；
確保模塊正確插入主機接口，指示燈點亮表示連接成功。
儀器自檢
開機后系統(tǒng)自動檢測電容、電阻狀態(tài)；
若屏幕顯示“System OK”，即可進入操作界面；
若提示錯誤代碼，應先參考說明書排查。
電穿孔杯準備
確保電極無污染；
用70%乙醇或蒸餾水清洗干凈，烘干備用；
檢查間距（一般為0.2 cm或0.4 cm）。
按下主機電源鍵，屏幕顯示主菜單，可選擇以下模式：
Manual Mode（手動模式）：可自定義所有參數(shù)；
Preset Mode（預設模式）：系統(tǒng)內(nèi)置多種細胞類型參數(shù)；
Protocol Mode（方法保存模式）：用戶自定義并保存操作方案。
電壓范圍：100–3000 V；
一般原則：
細菌：1.5–2.5 kV；
酵母：1.0–1.5 kV；
哺乳動物細胞：0.2–0.8 kV；
植物原生質體：0.3–0.7 kV。
輸入數(shù)值后按 “Enter” 確認。
控制脈沖持續(xù)時間；
范圍：25–3250 μF；
調節(jié)原則：
小電容 → 短脈沖；
大電容 → 長脈沖；
示例：大腸桿菌常用25 μF；酵母常用200 μF。
可調0–1000 Ω；
用于調節(jié)放電速度與電場衰減；
若設為“∞”，表示無外加電阻。
可選擇單脈沖或多脈沖；
多脈沖模式常用于動物細胞，提高導入率；
間隔一般為0.5–1.0秒。
根據(jù)電擊杯規(guī)格選擇：
0.1 cm 間距用于小體積高電壓；
0.4 cm 間距用于中等體積；
0.2 cm 間距為常規(guī)細菌設置；
樣品體積一般為40–80 μL，避免溢出。
輸入完成后，可選擇“Save Protocol”；
系統(tǒng)支持多達100條用戶自定義方案；
以后可直接調用，保證重復性。
樣品準備
使用低電導緩沖液（如無鹽甘油溶液）重懸細胞；
預冷電穿孔杯與樣品（4℃）；
加入外源DNA或RNA混合均勻。
裝杯與放置
用無菌吸頭轉移樣品至電穿孔杯；
輕輕敲擊使液面平整；
放入電擊槽中，確保緊密接觸。
執(zhí)行電擊
確認參數(shù)無誤后，按下“Pulse”；
屏幕實時顯示電壓、時間、脈沖曲線；
系統(tǒng)自動記錄數(shù)據(jù)。
電擊后處理
立即用移液器吸出樣品；
轉入含恢復培養(yǎng)基的離心管；
置于37℃或適宜溫度下復蘇。
清潔與關機
電極用蒸餾水沖洗；
擦拭儀器表面；
關閉電源并拔掉插頭。
操作前務必接地，防止高壓泄漏；
電穿孔杯內(nèi)液體不能過多，防止放電短路；
操作過程中嚴禁用手觸摸電極；
若出現(xiàn)“Arc Error”提示，說明樣品導電性過強，應重新制備；
建議在防護罩內(nèi)完成實驗，避免電弧暴露。
| 問題表現(xiàn) | 可能原因 | 解決方法 |
|---|---|---|
| 電擊無反應 | 模塊未插好或參數(shù)設置錯誤 | 檢查連接并重新設定參數(shù) |
| Arc Error | 緩沖液電導率高或液體過多 | 使用低離子溶液、減少體積 |
| 轉化率低 | 電壓不足或DNA質量差 | 優(yōu)化電壓、提高DNA純度 |
| 電極腐蝕 | 清洗不及時或殘留鹽分 | 每次實驗后立即清潔電極 |
| 屏幕報錯 | 系統(tǒng)檢測異常 | 關閉電源后重新啟動 |
日常清潔
每日實驗結束后用去離子水沖洗電極；
避免使用強酸或有機溶劑。
定期校驗
每3–6個月進行一次電壓與時間精度校驗；
使用廠家提供的標準測試模塊。
存放條件
室溫 15–30℃；
相對濕度＜70%；
避免長時間日曬與振動。
軟件更新
Bio-Rad 官方網(wǎng)站定期發(fā)布固件更新；
可通過USB接口導入新版本。
優(yōu)化導入效率
控制細胞生長狀態(tài)在對數(shù)期；
使用純化DNA（OD260/OD280約1.8）；
預冷樣品與電擊杯。
減少細胞死亡率
適當降低電壓或電容；
使用含保護劑（如甘油、蔗糖）的緩沖液。
記錄實驗參數(shù)
每次實驗記錄電壓、時間常數(shù)、導入效率；
建立個人數(shù)據(jù)庫便于重復實驗。
結合化學轉化
對難轉化菌株，可先進行化學預處理，再電穿孔；
提高DNA吸收能力。
伯樂 Gene Pulser Xcell 電穿孔儀 以其精確的電控系統(tǒng)、靈活的參數(shù)調節(jié)及可靠的安全機制，成為分子生物學實驗室中高效基因導入的主流設備。
通過合理的參數(shù)設置與規(guī)范操作，可顯著提高轉化效率與重復性。操作者在熟悉各參數(shù)關系及樣品特性的基礎上，結合實驗目標進行優(yōu)化，可使該儀器發(fā)揮最大性能。
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