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本培訓(xùn)旨在讓操作人員：
熟悉Gene Pulser Xcell電穿孔儀的構(gòu)造、原理及工作機(jī)制；
掌握標(biāo)準(zhǔn)化操作流程，確保實(shí)驗(yàn)結(jié)果的重復(fù)性與安全性；
能獨(dú)立完成不同細(xì)胞類型的電穿孔實(shí)驗(yàn)；
具備常見(jiàn)故障診斷和日常維護(hù)能力；
理解儀器性能指標(biāo)與數(shù)據(jù)評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)。
Gene Pulser Xcell電穿孔儀是美國(guó)伯樂(lè)公司生產(chǎn)的一款高精度基因?qū)朐O(shè)備，廣泛應(yīng)用于微生物、植物原生質(zhì)體、動(dòng)物細(xì)胞等體系的DNA、RNA、siRNA及蛋白轉(zhuǎn)入。
主機(jī)控制單元（Main Unit）：
提供可調(diào)電壓、電容、電阻的脈沖輸出。
模塊接口系統(tǒng)（CE或PC模塊）：
根據(jù)細(xì)胞類型選擇適配模塊；
CE模塊：用于方波電擊（動(dòng)物細(xì)胞）。
PC模塊：用于指數(shù)波電擊（細(xì)菌、酵母、植物細(xì)胞）。
ShockPod電擊槽：
連接電穿孔杯并傳遞高壓脈沖。
顯示面板：
顯示設(shè)定參數(shù)、電擊狀態(tài)與報(bào)警提示。
安全防護(hù)結(jié)構(gòu)：
包含電弧檢測(cè)、電極互鎖與自動(dòng)斷電保護(hù)功能。
輸出范圍廣（10–3000 V）；
時(shí)間常數(shù)可調(diào)（25–3275 μF）；
可設(shè)置單脈沖或多脈沖；
支持指數(shù)波、方波兩種放電模式；
電弧自動(dòng)檢測(cè)與報(bào)警系統(tǒng)；
可儲(chǔ)存100組實(shí)驗(yàn)方案；
結(jié)構(gòu)模塊化、維護(hù)方便。
電穿孔（Electroporation）是利用瞬時(shí)高壓電場(chǎng)使細(xì)胞膜產(chǎn)生暫時(shí)性納米孔洞的過(guò)程。
在電場(chǎng)作用下，細(xì)胞膜電位迅速上升至閾值（通常約0.5–1 V），膜結(jié)構(gòu)發(fā)生可逆性重構(gòu)，形成通道。外源核酸隨之進(jìn)入細(xì)胞。
電場(chǎng)撤除后，膜孔關(guān)閉，細(xì)胞得以存活。
影響電穿孔效果的核心參數(shù)包括：
電壓（V）：決定電場(chǎng)強(qiáng)度；
電極間距（d）：影響電場(chǎng)均勻性；
時(shí)間常數(shù)（τ = RC）：影響脈沖持續(xù)時(shí)間；
緩沖液電導(dǎo)率：影響放電速度與熱效應(yīng)。
Gene Pulser Xcell通過(guò)高精度電容控制與實(shí)時(shí)反饋技術(shù)，實(shí)現(xiàn)可控的電場(chǎng)釋放，使導(dǎo)入過(guò)程更加高效和穩(wěn)定。
確保儀器放置在穩(wěn)固平臺(tái)上；
檢查電源線、接地線是否完好；
確認(rèn)ShockPod槽內(nèi)清潔干燥；
電極無(wú)腐蝕、無(wú)鹽漬殘留；
模塊連接牢固，顯示屏正常亮起。
細(xì)胞制備：
取對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期細(xì)胞；
低溫洗滌3次以去除培養(yǎng)基鹽分；
重懸于無(wú)離子甘油或電穿孔緩沖液中。
DNA/RNA制備：
純度高（A260/A280 ≈ 1.8）；
無(wú)乙醇、鹽或蛋白雜質(zhì)；
濃度適中（1–5 μg/mL）。
電擊杯準(zhǔn)備：
選用0.1、0.2或0.4 cm電極間距杯；
預(yù)冷至4℃，裝入樣品體積40–80 μL；
確保液面平整、無(wú)氣泡。
模式選擇
Manual（手動(dòng)）：自定義所有參數(shù)；
Preset（預(yù)設(shè)）：調(diào)用廠家推薦細(xì)胞參數(shù)；
Protocol（程序）：保存和調(diào)用用戶方案。
參數(shù)設(shè)定
電壓范圍：根據(jù)細(xì)胞類型確定（細(xì)菌約2 kV、動(dòng)物細(xì)胞約400 V）；
電容：25–3275 μF；
電阻：0–1000 Ω；
脈沖模式：?jiǎn)蚊}沖或多脈沖；
間隔時(shí)間：0.5–1秒；
電極間距：與電擊杯匹配。
執(zhí)行電擊
插入裝樣杯，蓋好安全罩；
按“Pulse”鍵啟動(dòng)；
屏幕顯示電壓、時(shí)間常數(shù)及能量釋放；
電擊結(jié)束后取出樣品，立即轉(zhuǎn)入復(fù)蘇液中。
實(shí)驗(yàn)復(fù)蘇與培養(yǎng)
電擊后立即加入適宜培養(yǎng)基；
靜置復(fù)蘇或搖床培養(yǎng)；
細(xì)菌/酵母30–37℃，動(dòng)物細(xì)胞37℃、5% CO?。
| 細(xì)胞類型 | 電壓(V) | 電容(μF) | 電阻(Ω) | 電極間距(cm) | 模式 | 備注 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 大腸桿菌 | 1800–2500 | 25 | 200 | 0.2 | 指數(shù)波 | 高效轉(zhuǎn)化 |
| 酵母菌 | 1200–1500 | 200 | 600 | 0.2 | 指數(shù)波 | 含山梨醇保護(hù) |
| 動(dòng)物細(xì)胞 | 250–800 | 1000 | ∞ | 0.4 | 方波 | 低電導(dǎo)緩沖液 |
| 植物原生質(zhì)體 | 300–600 | 500 | ∞ | 0.4 | 指數(shù)波 | 需預(yù)冷 |
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