一、培训目标

本培训旨在让操作人员：

1. 熟悉Gene Pulser Xcell电穿孔仪的构造、原理及工作机制；

2. 掌握标准化操作流程，确保实验结果的重复性与安全性；

3. 能独立完成不同细胞类型的电穿孔实验；

4. 具备常见故障诊断和日常维护能力；

5. 理解仪器性能指标与数据评估标准。

二、仪器概述

Gene Pulser Xcell电穿孔仪是美国伯乐公司生产的一款高精度基因导入设备，广泛应用于微生物、植物原生质体、动物细胞等体系的DNA、RNA、siRNA及蛋白转入。

仪器组成

1. 主机控制单元（Main Unit）：
   提供可调电压、电容、电阻的脉冲输出。

2. 模块接口系统（CE或PC模块）：
   根据细胞类型选择适配模块；

• CE模块：用于方波电击（动物细胞）。

• PC模块：用于指数波电击（细菌、酵母、植物细胞）。

3. ShockPod电击槽：
   连接电穿孔杯并传递高压脉冲。

4. 显示面板：
   显示设定参数、电击状态与报警提示。

5. 安全防护结构：
   包含电弧检测、电极互锁与自动断电保护功能。

仪器性能特点

• 输出范围广（10–3000 V）；

• 时间常数可调（25–3275 μF）；

• 可设置单脉冲或多脉冲；

• 支持指数波、方波两种放电模式；

• 电弧自动检测与报警系统；

• 可储存100组实验方案；

• 结构模块化、维护方便。

三、工作原理讲解

电穿孔（Electroporation）是利用瞬时高压电场使细胞膜产生暂时性纳米孔洞的过程。
在电场作用下，细胞膜电位迅速上升至阈值（通常约0.5–1 V），膜结构发生可逆性重构，形成通道。外源核酸随之进入细胞。
电场撤除后，膜孔关闭，细胞得以存活。

影响电穿孔效果的核心参数包括：

• 电压（V）：决定电场强度；

• 电极间距（d）：影响电场均匀性；

• 时间常数（τ = RC）：影响脉冲持续时间；

• 缓冲液电导率：影响放电速度与热效应。

Gene Pulser Xcell通过高精度电容控制与实时反馈技术，实现可控的电场释放，使导入过程更加高效和稳定。

四、操作流程培训

1. 开机前检查

• 确保仪器放置在稳固平台上；

• 检查电源线、接地线是否完好；

• 确认ShockPod槽内清洁干燥；

• 电极无腐蚀、无盐渍残留；

• 模块连接牢固，显示屏正常亮起。

2. 样品准备

1. 细胞制备：

• 取对数生长期细胞；

• 低温洗涤3次以去除培养基盐分；

• 重悬于无离子甘油或电穿孔缓冲液中。

2. DNA/RNA制备：

• 纯度高（A260/A280 ≈ 1.8）；

• 无乙醇、盐或蛋白杂质；

• 浓度适中（1–5 µg/mL）。

3. 电击杯准备：

• 选用0.1、0.2或0.4 cm电极间距杯；

• 预冷至4℃，装入样品体积40–80 µL；

• 确保液面平整、无气泡。

3. 仪器设置与调节

1. 模式选择

• Manual（手动）：自定义所有参数；

• Preset（预设）：调用厂家推荐细胞参数；

• Protocol（程序）：保存和调用用户方案。

2. 参数设定

• 电压范围：根据细胞类型确定（细菌约2 kV、动物细胞约400 V）；

• 电容：25–3275 µF；

• 电阻：0–1000 Ω；

• 脉冲模式：单脉冲或多脉冲；

• 间隔时间：0.5–1秒；

• 电极间距：与电击杯匹配。

3. 执行电击

• 插入装样杯，盖好安全罩；

• 按“Pulse”键启动；

• 屏幕显示电压、时间常数及能量释放；

• 电击结束后取出样品，立即转入复苏液中。

4. 实验复苏与培养

• 电击后立即加入适宜培养基；

• 静置复苏或摇床培养；

• 细菌/酵母30–37℃，动物细胞37℃、5% CO₂。

4. 操作演示培训重点