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伯樂電穿孔儀 165-2661（Bio-Rad Gene Pulser Xcell 165-2661）是一款高性能生物電轉(zhuǎn)化設備，廣泛應用于分子生物學、細胞工程、基因編輯、藥物遞送及生物制藥等領(lǐng)域。
其主要作用是通過精確控制電場脈沖，使細胞膜瞬間形成可逆性微孔，從而實現(xiàn)外源分子（如 DNA、RNA、蛋白質(zhì)或藥物分子）進入細胞內(nèi)部的過程。
該型號在伯樂系列電穿孔系統(tǒng)中屬于高端科研級設備，兼具高電壓輸出、高靈敏檢測、智能控制與安全防護功能。165-2661 以可靠的硬件結(jié)構(gòu)和精密的電參數(shù)控制，滿足科研人員對高重復性、高導入率與細胞活性保持的多重要求。
電穿孔（Electroporation）是一種非化學性基因?qū)爰夹g(shù)，通過外加短暫高壓電場，使細胞膜兩側(cè)的跨膜電勢迅速上升。當電勢超過膜的介電強度閾值（約 0.2 V 至 1 V 之間）時，膜脂雙層重新排列，在納秒至微秒內(nèi)形成臨時微孔。
這些微孔允許外源核酸、蛋白質(zhì)或其他分子進入細胞質(zhì)甚至細胞核。電場移除后，細胞膜自行修復，恢復原有通透性。
165-2661 通過高壓模塊在兩電極間產(chǎn)生瞬時脈沖電場。電場強度 E 與施加電壓 V 及電極間距 d 的關(guān)系為：
E=VdE = \frac{V}6cwwew00wukwE=dV
儀器能夠精準調(diào)節(jié) 10–3500 V 的電壓，匹配不同間距（0.1–0.4 cm）的電擊杯，實現(xiàn) 0.5–15 kV/cm 范圍的電場強度。
同時可設定電容、電阻與波形類型，從而實現(xiàn)能量、時間常數(shù)及放電曲線的全方位控制。
伯樂 165-2661 整體由主機、電擊槽（ShockPod）、控制面板、電源系統(tǒng)、監(jiān)測模塊及外圍配件組成。
主機部分
內(nèi)置高壓脈沖發(fā)生器、放電模塊、控制電路與監(jiān)測系統(tǒng)；
采用耐高壓絕緣材料與金屬屏蔽結(jié)構(gòu)，確保輸出穩(wěn)定與安全。
控制面板
液晶顯示屏顯示實時電壓、電阻、電容、時間常數(shù)、脈沖數(shù)與波形模式；
具備多語言操作菜單與記憶功能；
通過數(shù)字化旋鈕與按鍵實現(xiàn)電壓、時間、模式的精確調(diào)節(jié)。
ShockPod 電擊槽
采用聚碳酸酯絕緣外殼，內(nèi)部設安全鎖；
與主機電纜連接，可容納 0.1 cm、0.2 cm、0.4 cm 等多種規(guī)格電擊杯；
具自動識別與蓋鎖檢測功能，未閉合無法放電，確保實驗安全。
電擊杯（Cuvette）
不同間距適配不同樣品體積與電場需求；
采用高透明度石英或聚碳酸酯材料，耐高壓、散熱快；
可一次性使用或經(jīng)消毒后重復使用。
安全與散熱系統(tǒng)
具有過壓、過流、短路與殘余電荷放電保護；
內(nèi)置智能風冷系統(tǒng)，維持溫度穩(wěn)定。
| 參數(shù)類別 | 技術(shù)數(shù)據(jù) |
|---|---|
| 電壓調(diào)節(jié)范圍 | 10 – 3500 V，分辨率 1 V |
| 輸出誤差 | ≤ ± 2% |
| 電容范圍 | 25 – 3275 μF |
| 電阻范圍 | 50 – 600 Ω，可自動匹配 |
| 電場強度 | 0.5 – 15 kV/cm（視電極間距） |
| 時間常數(shù) | 0.1 – 25 ms，可實時顯示 |
| 脈沖類型 | 指數(shù)衰減波、方波、多脈沖 |
| 放電響應時間 | ≤ 10 μs |
| 存儲功能 | 可保存 ≥ 100 組實驗參數(shù) |
| 數(shù)據(jù)接口 | USB 輸出實驗記錄文件 |
| 尺寸與重量 | 主機約 33 × 26 × 15 cm，重 約 6 kg |
這些參數(shù)使 165-2661 能同時滿足微生物、動物細胞、植物原生質(zhì)體及藥物載體體系的多樣化需求。
高精度電壓控制
通過閉環(huán)反饋系統(tǒng)實時監(jiān)測輸出電壓，偏差低于 ±2%，保證實驗重復性。
多模式放電
支持單脈沖、高頻多脈沖及方波、指數(shù)波切換，以適應不同細胞膜恢復特性。
智能化控制系統(tǒng)
內(nèi)置微處理器自動計算時間常數(shù)與能量釋放曲線，可實時顯示放電狀態(tài)。
安全防護機制
具備蓋鎖檢測、自動放電、過溫報警、過壓保護及電源接地保護。
可擴展性強
可配合伯樂 Micropulser 模塊及 Electroporation Buffer 系統(tǒng)實現(xiàn)高通量操作。
實驗記錄與追溯
自動保存實驗參數(shù)與輸出波形，支持數(shù)據(jù)導出用于科研歸檔。
伯樂 165-2661 可廣泛應用于以下研究方向：
分子生物學與遺傳工程
質(zhì)粒導入、DNA 克隆、基因編輯（CRISPR/Cas9）；
RNA 轉(zhuǎn)染、基因沉默、信號通路研究。
細胞生物學與蛋白表達
動物細胞瞬時或穩(wěn)定轉(zhuǎn)染；
蛋白定位、功能驗證與信號通路分析。
微生物工程
高效轉(zhuǎn)化大腸桿菌、乳酸菌、放線菌；
工業(yè)菌株代謝通路改造。
植物生物技術(shù)
原生質(zhì)體電穿孔導入外源基因；
植物瞬時表達與育種研究。
醫(yī)學與藥物研究
基因治療、細胞免疫療法、mRNA 疫苗載體測試；
電穿孔輔助藥物遞送與電化學療法。
納米與材料科學
納米顆粒、藥物載體進入細胞機制研究；
電場調(diào)控下的生物材料反應。
樣品洗滌去鹽，保持電導率 0.5 – 1.5 mS/cm；
調(diào)整細胞濃度，預冷至 4 ℃；
混合外源分子后裝入電擊杯。
進入 Menu 設置 → 輸入電壓、電容、波形及脈沖次數(shù)；
確認時間常數(shù)在目標范圍內(nèi)；
保存方案后準備執(zhí)行。
插入電擊杯，確認蓋鎖；
按 Pulse 鍵執(zhí)行放電，系統(tǒng)實時顯示輸出數(shù)據(jù)；
電擊完成后取出樣品進行培養(yǎng)或分析。
實驗結(jié)束后，儀器自動保存當前參數(shù)；
可通過 USB 接口導出 CSV 文件以便統(tǒng)計。
精準可控的電場輸出
電壓分辨率 1 V，時間常數(shù)偏差 < ±0.1 ms，使結(jié)果高度一致。
兼容性強
支持多種電擊杯及樣品體系，用戶可自定義電阻、電容。
高重復性
在連續(xù)放電 500 次后輸出波形偏差不超過 1.8%，長期穩(wěn)定可靠。
數(shù)據(jù)化管理
每次實驗參數(shù)、能量與波形自動存檔，實現(xiàn)科研可追溯。
操作安全性高
自動放電、蓋鎖保護、過壓與過流防護等多重措施確保安全。
維護成本低
模塊化設計，易更換、易清潔，維護周期長。
電極保養(yǎng)
每次使用后清洗電擊杯并徹底晾干，防止電極氧化。
ShockPod 維護
保持內(nèi)部干燥清潔，定期檢查蓋鎖與電纜連接。
系統(tǒng)校準
每 3 個月檢測輸出電壓偏差并校正；若偏差 > 2%，需檢修。
散熱系統(tǒng)
確保通風口無灰塵堵塞，定期清理風扇濾網(wǎng)。
環(huán)境要求
溫度 10–35 ℃，濕度 ≤ 75%，避免高濕與腐蝕性氣體。
操作時必須佩戴絕緣手套，避免觸摸電極；
放電前確保蓋鎖閉合；
不得使用含鹽或有機溶劑的高導液體；
實驗臺面保持干燥，避免液體溢出；
出現(xiàn)閃光、煙霧或異味時立即斷電并檢查；
所有廢棄樣品高壓滅菌后方可棄置。
| 應用類型 | 樣品 | 電壓 (V) | 電場強度 (kV/cm) | 成功率 |
|---|---|---|---|---|
| 質(zhì)粒轉(zhuǎn)化 | E. coli | 2000 | 10 | > 95% |
| 酵母導入 | S. cerevisiae | 1400 | 7 | > 90% |
| CHO 轉(zhuǎn)染 | 動物細胞 | 600 | 1.5 | > 80% |
| 植物原生質(zhì)體 | 煙草 | 700 | 1.75 | > 85% |
| 藥物電穿孔 | 黑色素瘤模型 | 800 V/cm | — | 效率提升 10 倍 |
伯樂電穿孔儀 165-2661 的推出極大地推動了非病毒基因?qū)爰夹g(shù)的發(fā)展。它以物理方式取代傳統(tǒng)化學轉(zhuǎn)染或病毒載體轉(zhuǎn)導，具有以下科研價值：
安全性高：無病毒基因整合風險，適合臨床細胞制備；
通用性強：幾乎適用于所有生物體系；
效率穩(wěn)定：通過可控電場獲得高導入率；
節(jié)省成本：耗材少，操作簡便，維護周期長；
可重復性高：適合標準化、自動化研究流程。
隨著生物技術(shù)與電子控制技術(shù)的進步，電穿孔儀的應用正由單純的基因?qū)胪卣沟?strong>精準藥物遞送、細胞治療、疫苗開發(fā)與納米生物工程等領(lǐng)域。
未來版本將更多融合智能算法與參數(shù)學習模型，使電壓、電容及時間常數(shù)自動匹配樣品類型，實現(xiàn)智能化穿孔控制。
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