現(xiàn)貨現(xiàn)發(fā)隔天到達(dá)
真人真事真本事
咨詢熱線13158823830
咨詢熱線13158823830
GenePulser Xcell 是一款模塊化電穿孔系統(tǒng)。它包括主機(jī)單元（main unit）、ShockPod? 電擊腔（cuvette chamber）、以及可選的兩個(gè)附件模塊：CE 模塊（Capacitance Extender）用于擴(kuò)展電容／時(shí)間常數(shù)范圍；PC 模塊（Pulse Controller）用于擴(kuò)展電阻（并聯(lián)電阻）控制。
系統(tǒng)支持兩種主要波形：指數(shù)衰減（exponential-decay）波形和方波（square-wave）波形。
其設(shè)計(jì)目標(biāo)是：適用于大范圍細(xì)胞類型—from 哺乳動(dòng)物細(xì)胞（包括原代細(xì)胞、難轉(zhuǎn)染細(xì)胞）到細(xì)菌、酵母、真菌。
儀器具備預(yù)設(shè)程序庫(kù)、用戶自定義程序、手動(dòng)參數(shù)輸入三種模式，便于快速啟動(dòng)或細(xì)致優(yōu)化。
此外，系統(tǒng)內(nèi)置了 PulseTrac? 電路與電弧保護(hù)等功能，以提高重復(fù)性并降低樣品風(fēng)險(xiǎn)。
此類波形通過(guò)電容快速充電，當(dāng)擊穿或放電啟動(dòng)后，電壓隨時(shí)間按指數(shù)形式下降。適用于很多標(biāo)準(zhǔn)電穿孔條件。用戶可設(shè)定電容（μF）、電壓（V）和（在某版本）時(shí)間常數(shù)（τ）或電阻。
優(yōu)點(diǎn)包括：電壓開(kāi)始時(shí)高峰，有利于在短時(shí)間內(nèi)打開(kāi)細(xì)胞膜孔隙；隨后電壓下降減少對(duì)細(xì)胞的損傷。缺點(diǎn)可能是對(duì)細(xì)胞電阻、緩沖液、電極間隙等敏感，需要優(yōu)化。
方波脈沖在設(shè)定時(shí)間內(nèi)電壓基本保持恒定，然后結(jié)束?？稍O(shè)定脈沖時(shí)間、脈沖數(shù)、脈沖間隔、脈沖電壓。適合某些敏感細(xì)胞類型、難轉(zhuǎn)染的原代細(xì)胞、懸浮細(xì)胞等。
優(yōu)點(diǎn)在于電壓恒定，刺激更為“可控”；缺點(diǎn)是可能對(duì)某些系統(tǒng)（如電阻變化大的樣品）更加要求嚴(yán)格。
下面列出在實(shí)驗(yàn)中應(yīng)重點(diǎn)調(diào)整或監(jiān)控的參數(shù)，并解釋其在電穿孔過(guò)程中的物理／生物意義。
這是施加于樣品兩電極之間的電勢(shì)差。GenePulser Xcell 可輸出范圍較廣，根據(jù)型號(hào)及模塊不同可達(dá)高達(dá)約 3000 V。
較高電壓有利于形成更多或更大的細(xì)胞膜孔隙，從而提高轉(zhuǎn)染/轉(zhuǎn)化效率。但電壓過(guò)高可能導(dǎo)致細(xì)胞死亡、氣體放電或電弧事故。使用時(shí)應(yīng)結(jié)合電極間隙（cuvette gap）與樣本體積、電阻情況進(jìn)行合理選擇。
對(duì)于指數(shù)衰減模式，用戶可設(shè)定電容，或時(shí)間常數(shù)（τ＝R×C，在工具給定或可測(cè)情況下）。電容越大，充電后釋放的能量越大；相應(yīng)地，時(shí)間常數(shù)也越長(zhǎng)，電壓下降越緩慢。GenePulser Xcell 在低壓、高電容回路中支持從 25 μF 到 3,275 μF 的范圍（在 CE 模塊情況下） 。
在高電壓回路（例如 500–3,000 V）下，其可設(shè)電容一般為 10、25、50 μF。
通過(guò)設(shè)置適當(dāng)電容／時(shí)間常數(shù)，可以調(diào)控電擊的“寬度”——電壓維持高水平的時(shí)間越長(zhǎng)，對(duì)細(xì)胞穿孔效應(yīng)越大，但可能損傷也越嚴(yán)重。
在系統(tǒng)中，并聯(lián)電阻（Parallel Resistance）用于控制負(fù)載；樣本實(shí)際電阻也需要滿足一定條件。GenePulser Xcell 的 PC 模塊可提供 50–1,000 Ω（50 Ω步進(jìn)）并聯(lián)電阻。
樣品電阻最低要求：當(dāng)輸出 10–2,500 V 時(shí)，樣品電阻至少約 20 Ω；當(dāng)輸出 2,500–3,000 V 時(shí)，樣品電阻至少約 600 Ω。
樣品電阻過(guò)低可能導(dǎo)致電流過(guò)大、擊穿或電??；過(guò)高可能導(dǎo)致電壓下降快、穿孔效率低。因此在實(shí)驗(yàn)前測(cè)定樣本電阻很重要。
對(duì)于方波模式，GenePulser Xcell 在 10–500 V 區(qū)間可設(shè)定脈沖時(shí)間從 0.05 到 100 ms（0.05 ms 步進(jìn)）并可進(jìn)行 1-10 脈沖，脈沖間隔為 0.1-10 秒。
在高壓范圍 500-3,000 V 下，則脈沖時(shí)間一般為 0.05-5 ms，脈沖數(shù)為1-2次，間隔為至少 5-30 秒。
這些參數(shù)決定了每次電擊的“刺激長(zhǎng)短”和“次數(shù)”，直接影響穿孔效率與細(xì)胞存活率。一般來(lái)說(shuō)，多次脈沖或延長(zhǎng)脈沖時(shí)間可以提高轉(zhuǎn)染率，但也可能降低存活率。
GenePulser Xcell 系統(tǒng)兼容 0.1 cm、0.2 cm 和 0.4 cm 間隙的比色皿。
電極間隙越小，相同電壓下電場(chǎng)強(qiáng)度越高（E=V/d），容易穿孔但也更易損傷。因此，通常細(xì)菌、酵母用小間隙（0.1–0.2 cm），哺乳動(dòng)物細(xì)胞用較大間隙如 0.4 cm。樣本體積（如 100 μL）和細(xì)胞濃度也需要配合間隙、電壓進(jìn)行優(yōu)化。
以下為典型操作流程（手動(dòng)模式為例），可按需改為使用預(yù)設(shè)或用戶自定義模式。
將儀器及模塊正確連接：關(guān)閉主機(jī)電源，連接 CE 模塊／PC 模塊（任選一或兩者視系統(tǒng)配置），以及 ShockPod 電擊腔。
插入所選比色皿（電極間隙根據(jù)實(shí)驗(yàn)設(shè)定選擇），將待電穿孔樣本（細(xì)胞 + 質(zhì)粒/試劑）加入比色皿中，并放入 ShockPod。確保安全蓋關(guān)閉。
打開(kāi)儀器，進(jìn)入主菜單。選擇模式：
手動(dòng)操作（Manual）
預(yù)設(shè)程序（Pre-set Protocol）
用戶程序（User Protocol）
若為手動(dòng)模式：選擇波形（指數(shù)衰減或方波）→ 輸入相關(guān)參數(shù)（如電壓、電容/時(shí)間常數(shù)、電阻／樣本電阻、脈沖時(shí)間、脈沖數(shù)、間隔、比色皿縫隙、樣本體積）→ 確認(rèn)后，Pulse 按鈕變?yōu)榭砂礌顟B(tài)。
按 Pulse 按鈕實(shí)施電擊。儀器顯示 “Pulsing”，電擊結(jié)束后發(fā)出提示音，并顯示結(jié)果（如實(shí)際電壓、電流、時(shí)間常數(shù)等） 。
若有需要，可按 Back 鍵返回參數(shù)界面，調(diào)整或重復(fù)操作。
建議記錄每次參數(shù)及結(jié)果，便于后續(xù)優(yōu)化或故障排查。該系統(tǒng)可存儲(chǔ)最近 100 次脈沖數(shù)據(jù)。
以下為儀器出廠預(yù)設(shè)程序中摘錄部分常用細(xì)胞類型的參數(shù)，以供參考。使用時(shí)仍推薦依據(jù)細(xì)胞類型/緩沖條件自行優(yōu)化。
| 細(xì)胞類型 | 波形 | 脈沖時(shí)間（msec） | 電容（μF） | 比色皿間隙 (cm) | 電壓 (V) |
|---|---|---|---|---|---|
| CHO (哺乳動(dòng)物) | 方波 | 15 | — | 0.2 | 100 |
| COS7 | 方波 | 20 | — | 0.2 | 100 |
| 3T3 | 指數(shù)衰減 | — | 160 | 0.2 | 100 |
| E. coli (細(xì)菌) | 指數(shù)衰減 | 25 | 200 | 0.1 | 1800 |
| S. cerevisiae (酵母) | 指數(shù)衰減 | 25 | 200 | 0.4 | 80 (μl) |
（注：以上表格為示范，實(shí)際操作時(shí)仍建議查閱最新儀器手冊(cè)，并結(jié)合細(xì)胞類型、緩沖體系、比色皿間隙、電阻情況進(jìn)行優(yōu)化。）
對(duì)于新細(xì)胞系或?qū)嶒?yàn)平臺(tái)，建議先從儀器預(yù)設(shè)程序入手。
測(cè)量樣品電阻（儀器具備測(cè)電阻功能）。如果電阻偏離典型值（如過(guò)低或過(guò)高），應(yīng)調(diào)整樣本濃度、緩沖體系或比色皿縫隙。
選擇比色皿間隙適配電壓與細(xì)胞類型：小間隙提高電場(chǎng)強(qiáng)度，適合細(xì)菌、酵母；大間隙適合哺乳動(dòng)物、敏感系。
若使用方波模式，建議從較短脈沖時(shí)間、較低電壓開(kāi)始，觀察存活率，再逐步提升以尋找最佳轉(zhuǎn)染率/存活率平衡。
若使用指數(shù)衰減模式，可先用標(biāo)準(zhǔn)電容／電壓組合，再微調(diào)電容或時(shí)間常數(shù)以改變電壓下降曲線。
電壓：逐步提升電壓，注意細(xì)胞死亡率和電弧情況。適度提升電壓可提高穿孔率。
電容／時(shí)間常數(shù)：若細(xì)胞存活率過(guò)低，可嘗試減小電容或縮短時(shí)間常數(shù)；若轉(zhuǎn)染效率低，可適度增大。
脈沖數(shù)與間隔：?jiǎn)未蚊}沖更適合易轉(zhuǎn)細(xì)胞；對(duì)于難轉(zhuǎn)細(xì)胞，多脈沖可嘗試，但要保證細(xì)胞有足夠恢復(fù)時(shí)間（間隔）。
樣本體積或濃度：樣本濃度過(guò)高可能導(dǎo)致電場(chǎng)分布不均、電阻下降，樣本濃度過(guò)低則可能降低效率。
比色皿間隙：如電場(chǎng)效果不佳，可考慮換間隙（例如從 0.4 cm 換為 0.2 cm，但相應(yīng)地需降低電壓以避免過(guò)強(qiáng)電場(chǎng)）。
緩沖體系、溫度、離子強(qiáng)度：這些外圍因素雖非儀器“參數(shù)”，也會(huì)顯著影響結(jié)果。建議使用專用電穿孔緩沖液、保持樣本冷卻（通常在 4 °C操作或立即轉(zhuǎn)入回溫培養(yǎng)）。
每次電擊后注意檢查實(shí)際脈沖參數(shù)（如實(shí)際電壓、時(shí)間常數(shù)、是否出現(xiàn)電?。鹎闆r）儀器界面會(huì)顯示。
同時(shí)評(píng)估：轉(zhuǎn)染/轉(zhuǎn)化效率、細(xì)胞存活率、重復(fù)性情況。
若轉(zhuǎn)化效率低，但存活率高，說(shuō)明穿孔可能不足，可提高強(qiáng)度；反之若存活率低而效率卻高，可能強(qiáng)度過(guò)大或電場(chǎng)不均。
建議記錄每次實(shí)驗(yàn)參數(shù)、樣本特性及結(jié)果，以便建立經(jīng)驗(yàn)庫(kù)或回溯優(yōu)化路徑。GenePulser Xcell 支持存儲(chǔ)最近100次脈沖記錄。
電?。?/strong>：通常因?yàn)殡妷哼^(guò)高、電極臟污、電極間隙不當(dāng)或樣品中氣泡。建議清潔電極、更換比色皿、降低電壓、排除氣泡。
細(xì)胞死亡率高但轉(zhuǎn)染率低：可能電場(chǎng)過(guò)強(qiáng)或脈沖時(shí)間過(guò)長(zhǎng)。嘗試降低電壓、減少脈沖數(shù)或縮短脈沖時(shí)間。
轉(zhuǎn)染率低且細(xì)胞存活率高：說(shuō)明穿孔不充分?？蛇m當(dāng)提高電壓或延長(zhǎng)脈沖時(shí)間／增大電容。
重復(fù)性差：可能樣品電阻變化大、緩沖液差異大、比色皿間隙不一致、溫度波動(dòng)、或電極污染。需保持條件一致，及時(shí)校準(zhǔn)／更換配件，并記錄詳細(xì)操作流程。
不同細(xì)胞類型切換時(shí)效果差異大：建議為每個(gè)細(xì)胞類型建立專屬于該類型的優(yōu)化流程（用戶程序模式）。避免直接用細(xì)菌參數(shù)套用于哺乳動(dòng)物細(xì)胞。
使用 GenePulser Xcell 獲取良好的電穿孔／轉(zhuǎn)染結(jié)果，關(guān)鍵在于：理解并合理設(shè)置電壓、電容／時(shí)間常數(shù)、電阻、脈沖時(shí)間、脈沖數(shù)、間隔及比色皿縫隙；配合細(xì)胞類型、緩沖液、樣本電阻等因素；對(duì)參數(shù)體系進(jìn)行系統(tǒng)且記錄化優(yōu)化。通過(guò)預(yù)設(shè)程序快速啟動(dòng)實(shí)驗(yàn)，再通過(guò)手動(dòng)模式精細(xì)調(diào)優(yōu)，可以提高效率與成功率。正確操作、仔細(xì)記錄與系統(tǒng)優(yōu)化相結(jié)合，才能充分發(fā)揮該系統(tǒng)的功能。
杭州實(shí)了個(gè)驗(yàn)生物科技有限公司
