质保3年只换不修，厂家长沙实了个验仪器制造有限公司。

一、产品概述

伯乐（Bio-Rad）Gene Pulser Xcell 电穿孔仪是一款集高精度控制、广泛适配性与智能化操作于一体的电穿孔系统，专为DNA、RNA、蛋白质及其他大分子物质导入细胞而设计。该仪器采用先进的高压放电与微处理控制技术，可在极短时间内产生稳定可控的电场，使细胞膜瞬时形成纳米级可逆孔道，从而实现外源物质的有效导入。

系统在设计上兼顾了科研实验室的通用需求与工业应用的稳定要求，适用于细菌、酵母、真菌、哺乳动物细胞、植物原生质体等多种细胞类型。模块化结构、精准的波形控制与智能安全防护，使其成为分子生物学与细胞工程实验中的标准化设备之一。

二、技术原理说明

1. 电穿孔的基本物理原理

电穿孔（Electroporation）是一种基于电场瞬时作用的物理导入方法。当细胞暴露于短时高强度电场中，细胞膜的脂双层结构会因电势差增加而暂时性重排，形成微小的瞬时孔道。这些孔允许外源核酸、蛋白质等分子进入胞内。

当电场撤去后，细胞膜的流动性使其快速修复孔道结构，恢复完整性。若电场强度适中且脉冲控制得当，细胞可维持较高存活率，同时外源分子成功导入。这一过程的关键在于对电压、脉冲宽度、电场均匀性及放电能量的精准控制。

2. Gene Pulser Xcell 的技术实现机制

该仪器的核心在于采用高压脉冲发生系统与智能电容放电控制，通过微处理芯片实现对电压、电容、电阻、时间常数及波形形态的全程控制。系统提供两种主要波形：

• 指数衰减波（Exponential Decay Pulse）： 适合微生物、电阻高样本；能量释放迅速、穿孔孔径较大；

• 方波（Square Wave Pulse）： 适合真核细胞、原代细胞；电场稳定、细胞损伤小、可多次重复脉冲。

通过可编程参数设定，仪器可输出精确的单脉冲或多脉冲电场，确保细胞膜开孔时间与修复时间处于理想范围，从而平衡转化效率与存活率。

三、系统组成结构

1. 主控模块

主控模块为系统核心部分，承担电压生成、能量储存、脉冲触发与数据监控任务。其内部电路采用高精度电容阵列与高压放电晶体管，能在毫秒级时间内实现能量稳定释放。

系统配有数字化显示面板，可实时显示电压、电流、时间常数及脉冲状态。微控制芯片通过算法校正波形失真，使输出曲线更加标准化，确保实验间的可重复性。

2. 电容扩展模块（Capacitance Extender）

该模块主要用于调节脉冲放电时间与能量密度。电容值越大，放电持续时间越长；电容越小，放电能量释放越集中。扩展模块可满足从高阻抗微生物样本到低阻抗真核细胞的多样化需求。

3. 电阻控制模块（Pulse Controller）

用于调节电流流通速率与能量衰减速度，保证电场分布均匀，防止因瞬时电弧造成细胞损伤。该模块支持精确调节并联电阻值，从而实现不同样本间的最佳参数匹配。

4. 电极腔体（Cuvette Chamber）

电极腔体采用耐高压、耐热绝缘材料制成，内部金属电极板间距标准化（0.1 cm、0.2 cm、0.4 cm），用于放置细胞悬液。电极杯设计保证电场分布均匀，避免样本局部过热或产生气泡。

5. 安全与校准系统

系统具备自动放电保护、过流防护、温度监测及自检功能。每次实验结束后，系统自动释放残余电荷，避免操作者触电风险。内置电压校准程序确保长时间运行后的精度稳定。

四、技术参数

• 输出电压范围： 10 V – 3000 V

• 脉冲模式： 指数衰减波 / 方波

• 电容范围： 25 μF – 3275 μF，可扩展多档位

• 并联电阻： 50 Ω – 1000 Ω，可选∞（无并联）模式

• 脉冲持续时间： 0.05 ms – 100 ms 可调

• 脉冲次数： 1 – 10 次，可设定间隔 0.1 – 10 秒

• 最小样本电阻： 20 Ω（低电压）至 600 Ω（高电压）

• 工作电源： 100–240 V AC，50/60 Hz

• 操作环境： 温度 0–35 °C，湿度 < 95%（无冷凝）

• 控制精度： 电压误差 ± 2%，脉冲时间误差 ± 0.01 ms

• 系统重量： 主机约 6.5 kg，扩展模块 3 kg

五、性能特点

1. 高精度能量释放

通过数字控制电容放电机制，确保脉冲能量一致，消除传统电穿孔仪因电源波动导致的误差。

2. 多波形可选

指数波与方波两种模式可自由切换，满足不同细胞膜结构的需求。方波在低电压长时间脉冲下表现出更高细胞活性。

3. 可编程与数据存储

用户可设定自定义程序，系统自动记录并保存多达100组实验参数。研究人员可快速调用历史记录实现条件复现。

4. 兼容性广

支持多种电极间距、电容范围及样本类型，几乎覆盖所有主流转化对象。配合不同缓冲液（如低离子电穿孔液）使用，可优化导入效率。

5. 安全性强

仪器配备自动泄压、过流保护、电弧检测与高压互锁装置，一旦检测到异常立即中断输出，保障实验安全。

6. 智能校准系统

内置自检与电压校正功能，定期运行后可自动调整输出偏差，确保每次脉冲稳定。

六、操作流程

1. 样本准备

细胞需保持生理活性，避免杂质和气泡。使用无盐或低离子缓冲液以减少电解效应。悬浮液体积一般为 50–400 μL 之间。

2. 参数设定

• 选择电极间距与电压范围；

• 设定脉冲时间、电容、电阻及脉冲次数；

• 对于未知样本，先以低电压测试，再逐步上调以确定最优条件。

3. 放电过程

样本置入电极杯，装入电极腔体后连接主机。系统检测杯体接触后自动解锁电源。按下启动键后，电容储能经控制模块释放，形成高压电场完成穿孔。

4. 实验结束与后处理

放电完成后立即移出样本并置于培养体系中复苏。仪器自动执行残余放电，显示屏提示安全状态后方可再次操作。

七、适用范围

1. 细菌与酵母转化：
   可高效导入质粒、环状DNA、编辑载体。高电场短脉冲模式能显著提高转化效率。

2. 哺乳动物细胞转染：
   适用于293、HeLa、CHO、原代及干细胞等。方波模式下能有效导入核酸、siRNA、蛋白质或CRISPR系统。

3. 植物原生质体：
   通过低电压长脉冲方式实现基因导入，保持细胞膜可逆修复能力。

4. 基因编辑与蛋白表达实验：
   适用于CRISPR/Cas9、TALEN、mRNA及重组蛋白表达体系前期导入操作。

5. 疫苗与免疫细胞研究：
   广泛用于T细胞、B细胞及树突状细胞的DNA导入实验，为CAR-T等免疫治疗提供支持。

八、系统校准与维护

1. 校准机制

系统自动检测输出波形，校正高压偏移；用户可定期执行自检程序，检测电容容量、电阻响应与脉冲时间稳定性。

2. 日常维护

• 每次实验后清洗电极杯并保持干燥；

• 定期检查电极间距及金属表面氧化情况；

• 长期停用时应放电存储，避免残余能量损坏电容；

• 不可使用导电液清洁电极，防止漏电。

3. 故障与防护

系统设有错误代码提示，如电压异常、温度过高、放电失败等。出现警示时应立即断电并检查接触件。

九、安全设计

1. 自动放电防护： 每次操作结束后，设备自动释放残余电荷，确保再次操作安全。

2. 温度检测系统： 若腔体温升过快，系统自动暂停，防止热损伤细胞。

3. 电弧抑制功能： 检测异常电流波动时自动切断输出，保护样本和设备。

4. 过压与短路保护： 内部保险模块在检测异常时即时断电。

十、创新亮点

• PulseTrac™ 动态放电算法： 实时监测电压衰减曲线并自动调整，确保脉冲波形稳定。

• 智能自适应输出系统： 根据样本阻抗自动匹配输出能量，防止细胞损伤。

• 可溯源数据记录： 自动存储放电日志，便于质量控制与实验再现。

• 模块化扩展： 用户可后期增加扩展模块，实现多功能升级。

十一、典型应用实例

1. 细菌质粒导入实验：
   在1 mm电极杯下设定 12.5 kV/cm 电场强度，单脉冲 5 ms，可获得高效转化率。

2. 哺乳动物细胞基因编辑：
   在0.4 cm杯内设定 250 V、方波 10 ms、间隔 1 s 双脉冲模式，可实现mRNA或CRISPR系统高效导入。

3. 植物原生质体转染：
   采用低电压 150 V 长脉冲 30 ms，维持细胞较高活性。

通过这些实例可见，仪器能根据不同样本精准匹配最佳电场参数。

十二、优势总结

• 高适应性： 一台设备覆盖多种细胞类型；

• 高可控性： 电压、时间、电阻、电容多参数精准调节；

• 高重复性： 放电波形稳定，误差极小；

• 高安全性： 自动防护机制完善；

• 高效率： 外源基因导入率显著提高；

• 长寿命设计： 核心电容与高压组件使用寿命超10万次放电。

十三、应用前景

随着基因编辑、免疫治疗、疫苗研发及生物药物制备的快速发展，电穿孔技术已成为基因导入领域的重要平台技术。Gene Pulser Xcell 凭借其高精度、通用性与可扩展特性，已成为科研院所、制药企业及教学实验室的主流设备。未来，其在mRNA治疗、细胞重编程及合成生物学等新兴领域仍将持续发挥核心作用。

十四、结语

伯乐 Gene Pulser Xcell 电穿孔仪以其稳定可靠的硬件架构、精准可控的电场输出和智能安全设计，为科研人员提供了一种高效、安全且可重复的细胞导入解决方案。无论是基础研究还是应用开发，它都能在提高实验效率、保证细胞活性、提升导入成功率方面展现卓越性能。

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