一、仪器简介

伯乐Gene Pulser Xcell电穿孔仪是伯乐公司研制的高性能电穿孔系统，专为基因转化、蛋白导入、RNA电转及细胞融合等实验设计。
设备采用可控高压脉冲技术，使细胞膜短暂形成可逆性纳米孔洞，从而实现外源分子进入细胞的过程。

主要特点：

• 输出电压范围宽：10–3000 V；

• 支持指数波与方波两种模式；

• 电容范围25–3275 μF，可精确控制时间常数；

• 内置电弧保护系统，防止样品击穿；

• 参数可储存、调用与复制，便于重复实验；

• 模块化设计，支持细菌、酵母、植物原生质体及动物细胞等多类型实验；

• 配备安全互锁系统与温度保护装置。

二、工作原理

电穿孔（Electroporation）是通过施加瞬间高电压脉冲改变细胞膜通透性，使带电分子（DNA、RNA、蛋白质）进入细胞内的一种物理方法。

原理要点

1. 当外加电场强度达到一定阈值时，细胞膜上的磷脂分子重新排列形成暂时性孔洞；

2. 孔洞形成后，外源物质可自由扩散进入细胞；

3. 移除电场后，膜孔在短时间内自我修复，保持细胞活性。

公式表达：
电场强度 $E=V/d$，其中V为电压，d为电极间距。
时间常数 $\tau =RC$，反映放电持续时间。
通过调节V、R、C三者，可以精确控制穿孔效果与细胞存活率。

三、仪器结构组成

1. 主机控制单元（Main Unit）
   控制电压、电容、电阻及波形输出，带有显示屏与操作面板。

2. 模块系统（Modules）

• PC模块（Pulse Controller）：适合指数波放电（细菌、酵母、植物细胞）；

• CE模块（Capacitor Extender）：用于方波放电（动物细胞）。

3. ShockPod电击槽
   用于放置电穿孔杯（cuvette），连接高压输出端。

4. 显示面板与按键区
   可设置电压、电容、电阻、脉冲次数等参数，并实时显示运行状态。

5. 安全系统
   包括电弧检测、电极互锁、防过载及过温保护功能。

6. 电源与接地装置
   提供稳定电流，确保安全运行。

四、安装与准备

1. 安装环境要求

• 室温15–30℃；

• 湿度≤70%，无冷凝；

• 避免阳光直射与强电磁干扰；

• 使用独立接地的交流电源（220V，50Hz）；

• 放置在平稳、防震、防潮的实验桌上。

2. 安装步骤

1. 将主机放置平稳；

2. 将ShockPod电击槽插入主机前面接口；

3. 若需方波实验，连接CE模块；

4. 插入电源线并接地；

5. 开机后系统自检，显示“System OK”即可使用。

3. 检查项目

• 电极表面干净、无氧化；

• 电击槽盖可正常闭合；

• 电源指示灯正常亮起；

• 显示屏参数清晰。

五、操作流程

（一）样品准备

1. 细胞预处理

• 使用对数期活性细胞；

• 低温离心，去除培养基盐分；

• 用无离子甘油或电穿孔缓冲液洗涤三次；

• 保持4℃预冷，防止电击升温。

2. DNA/RNA样品

• 纯度高，OD260/280≈1.8；

• 避免盐和酒精残留；

• 浓度一般为1–5 µg/mL。

3. 电击杯准备

• 选择适当间距（0.1 cm、0.2 cm、0.4 cm）；

• 加入40–80 µL混合样品；

• 避免产生气泡；

• 保持杯体干净、干燥。

（二）参数设定

根据实验类型调整电压、电容、电阻及波形。

设定方法：

1. 按“Menu”进入主菜单；

2. 选择“Manual”或“Preset”；

3. 输入电压、电容、电阻；

4. 选择脉冲次数与间隔时间；

5. 保存方案或直接运行。

（三）电击操作步骤

1. 将装好样品的电击杯放入ShockPod槽中；

2. 关闭防护盖；

3. 按“Pulse”键启动；

4. 屏幕显示电压、时间常数、脉冲曲线；

5. 电击结束后，系统自动放电；

6. 打开盖子，取出电击杯；

7. 立即将样品转入复苏培养基中。

注意： 每次电击后应间隔30秒以上再进行下一次操作。