伯乐 GenePulser Xcell 电穿孔仪使用注意事项（系统版）

一、总则与适用范围

本注意事项面向在分子生物学、细胞工程、微生物学与生物医药研发中使用 GenePulser Xcell 的科研人员与技术工程师。内容覆盖人员资质、环境与供电、耗材与缓冲液、装样操作、脉冲参数设定、安全防护、异常处置、记录合规、维护保养以及典型细胞场景的专属要点，旨在在确保安全的前提下稳定提升实验成功率与重复性。

二、人员资质与培训

1. 仅限接受过电穿孔原理、设备结构、安全互锁与应急处置培训的人员独立上机。

2. 新人上机需在有经验导师的监督下完成至少3次完整流程，并通过书面与口头考核。

3. 了解“电场强度—时间—细胞存活率”的平衡关系，会用“阶梯法”优化参数。

4. 熟悉实验室EHS规定：电气安全、化学品管理、锐器与高压操作规范。

三、实验环境与供电要求

1. 设备置于干燥、稳固、防振的实验台，四周留足散热与操作空间，避免阳光直射与高湿。

2. 供电独立回路，可靠接地，建议配隔离稳压/UPS，避免与离心机、培养箱等大功率设备共用插座。

3. 相对湿度≤70%，环境洁净，无强电磁干扰；附近严禁堆放导电液体或金属器具。

4. 桌面保持整洁，电缆走线固定，避免人员绊倒与拉扯接口。

四、设备验收、点检与校准

1. 开箱/年度验收：核对序列号、附件与模块一致，通电自检无报错，ShockPod 上盖安全开关灵敏。

2. 例行点检（每周/每台）：外观、接口、风扇、显示、按键、比色皿槽、触点清洁度。

3. 输出核查（每月）：用标准负载或参考样测试电压偏差、时间读数一致性；出现漂移须登记并复测。

4. 校准周期：按照实验室质量体系（如GxP/ISO）执行，保存校准报告与证书。

五、耗材与配套选择

1. 比色皿间隙与样品类型匹配：0.1 cm（细菌/小体积/高场强）、0.2 cm（酵母/真菌）、0.4 cm（哺乳动物/敏感细胞）。

2. 严格区分一次性与可重复比色皿：一次性用后弃；可重复型号按规范清洗、烘干与编号。

3. 使用原配或等规格高纯电极与ShockPod配件；电极表面必须平整、无氧化斑。

4. 枪头、离心管、滤膜等与电穿孔缓冲体系相容，避免释放微量离子或增塑剂。

六、缓冲液与样品体系

1. 低导电、低盐策略：避免PBS、含高盐培养基；优先使用专用电穿孔缓冲液或等渗低离子体系。

2. pH与渗透压稳定：pH漂移会影响膜电位；等渗保护剂（如山梨醇/甘露醇）可显著提高敏感细胞存活率。

3. 核酸质量：高纯、无盐、无蛋白、无溶剂残留；超螺旋质粒较线性DNA更容易进入细胞。

4. 预冷策略：比色皿、缓冲液与细胞悬液4 ℃预冷以减轻热效应与电弧风险。

5. 细胞状态：对数生长期、活力高、无污染；哺乳动物细胞避免过度融合或营养匮乏状态。

七、装样与气泡控制

1. 缓慢沿比色皿壁加样，使液面平齐电极下缘，不得超过标称体积的90%。

2. 观察并消除气泡：轻敲比色皿侧壁或缓慢回抽再注入；切勿用力吹打造成二次起泡。

3. 保持电极/触点干燥洁净：外壁若有液滴立即拭净，防止外部漏电或虚接。

4. 比色皿须稳固插入ShockPod底座，确认定位槽贴合、上盖一次闭合到位。

八、脉冲参数设定的安全窗口

原则：先保活，再提效；先低后高、单因子递进微调。

1. 电压（V）：随间隙(d)线性折算电场E=V/d。初次建议从厂家/文献中位值—10%起步。

2. 脉冲时间/时间常数：方波以5–20 ms为常见起点（哺乳动物）；指数衰减观察τ（3–5 ms常见），τ过短穿孔不足，过长热损伤增大。

3. 电容/并联电阻：电容决定能量与波尾；并联电阻抑制过流与电弧，低电阻≠高成功率。

4. 脉冲数与间隔：1→2→3阶梯增加；间隔≥0.5–1 s，确保膜局部修复与散热。

5. 样品电阻监测：放电前/后比对；异常偏低提示盐/渗漏/沾湿，必须停机排查。

6. 不同间隙切换时，同步按比例更改电压，切勿直接套用旧参数。

九、运行时的人身与电气安全

1. 放电前最后一次“目视确认”：盖子闭合、安全锁指示正常、界面参数核对无误。

2. 放电中严禁触碰ShockPod与导线，禁止开启上盖或移动比色皿。

3. 如闻异味、见火花、界面报警或听到“噼啪”异常声，立即急停、断电并记录。

4. 工作台上不得有大量酒精或易燃溶剂；使用有机溶剂时注意通风与静电控制。

5. 操作者佩戴防护眼镜与实验手套；湿手不得触碰设备。

十、电弧与短路的预防与处置

预防：低盐、除气泡、洁净电极、干燥外壁、稳固接触、合理电压与时间。
处置：

1. 发生电弧后终止本次序列；取出比色皿检查有无焦痕与裂纹。

2. 清洁ShockPod触点；复查缓冲体系与加样体积，必要时更换新比色皿与缓冲液。

3. 降低电压或缩短脉冲时间，再次试验前做空载或标准样自检。

十一、异常中止与复位流程

1. 软报错：记录错误代码→返回主界面→断电1–2分钟→复位上电→空载自检→再上样。

2. 硬故障（异味/异常热/黑屏）：立即断电并张贴“停用”标识，通知工程支持；禁止带病运行。

3. 连续三次异常：暂停当日实验，执行“5点排查”——供电、触点洁净、比色皿、缓冲体系、参数边界。

十二、电击后的样品保护

1. 迅速转入等渗复苏体系：哺乳动物细胞加入含血清预温培养基静置5–10 min；细菌加入SOC/SOB 30–60 min复苏；酵母注意渗透压维持。

2. 电击后短时间内避免剧烈离心与频繁换液，降低膜二次损伤风险。

3. 设置“阴性/空载/载体对照”，区分设备与生物学因素。

十三、数据完整性与追溯

1. 记录原则：ALCOA+（可归属、清晰、同步、原始、准确、持久、完整、一致、可用）。

2. 每次实验至少记录：日期/人员/细胞批次/比色皿间隙/缓冲配方与批号/加样体积/预冷情况/设定与实测参数（电压、电流、τ或脉冲时间）/异常与处置/结果指标。

3. 建立“最佳参数库”，对不同细胞系与用途形成版本化SOP，限制随意改动。

十四、维护与保养要点

1. 结束当日：外壳与ShockPod表面擦拭；触点用去离子水+无绒巾清洁并自然干燥。

2. 每20–30次深度清洁：轻度酒精擦拭去污、彻底漂洗去离子水、完全干燥再收纳。

3. 每月：检查风道与散热；核对接口、线缆与上盖锁扣磨损。

4. 半年：输出一致性复核；必要时做专业校准与内部除尘。

5. 停机存放：干燥剂、防尘罩、远离腐蚀性气体；定期上电自检防止电容长期闲置劣化。

十五、不同应用场景的专属注意

1）哺乳动物细胞

• 方波优先；10–20 ms、1–2脉冲起步；细胞密度与活力决定上限。

• 贴壁细胞转悬必须温和；电击后尽快回温复苏。

• 质粒体积尽量小、纯度高；含血清的残留要彻底去除再电击。

2）细菌

• 0.1 cm间隙，高场强指数衰减；细胞反复低盐洗涤，彻底去离子。

• 质粒盐分残留会直接诱发电弧，必要时再纯化。

• 电击后复苏充分，再涂板；过早选择性压力会压低效率。

3）酵母/真菌

• 维持渗透压（山梨醇/甘露醇）；可配合细胞壁酶预处理。

• 脉冲能量宁稳不猛，多脉冲间隔要足够。

4）植物原生质体

• 高渗缓冲与抗氧化剂保护；装样轻柔，避免剪切损伤。

• 适度延长方波时间，但必须控制热效应。

5）CRISPR体系

• RNP较质粒更敏感：低温短时策略；核酸/蛋白摩尔比优化先于提高场强。

• 严控无菌与内毒素水平，减少应激反应。

十六、提高成功率的“三步阶梯法”

1. 保活阶：固定低电容/短时单脉冲，逐步加电压，监控活率≥80%。

2. 提效阶：在活率稳定前提下，微调脉冲时间或加第2脉冲，观察阳性率提升斜率。

3. 稳态阶：小范围往返微调，锁定“效率—活率—成本”的综合最优点，并固化为SOP与模板程序。