伯樂(Bio-Rad)電穿孔儀165-2661是一款高性能的電轉化設備,專為分子生物學、基因工程及細胞生物學領域設計。它通過可控高壓脈沖在細胞膜上瞬間形成可逆性納米級孔洞,使外源DNA、RNA或蛋白質分子能夠跨越細胞膜屏障,實現高效轉染或轉化。
與上一代型號165-2660相比,165-2661在電壓控制精度、電容切換響應速度、時間常數檢測靈敏度及安全防護系統方面均進行了升級。
其數字化控制系統能夠精確調節放電參數,實現能量穩定輸出,同時配備多模式編程功能,可滿足不同細胞類型及實驗場景的需求。
本章將對165-2661的核心技術規格、系統組成、性能指標、控制邏輯及實驗適配性進行系統性介紹。
| 項目 | 說明 |
|---|---|
| 產品名稱 | 伯樂電穿孔儀(Gene Pulser Xcell) |
| 型號編號 | 165-2661 |
| 制造商 | Bio-Rad Laboratories |
| 設備類型 | 高壓脈沖電轉化系統 |
| 應用領域 | 細菌轉化、真核細胞轉染、植物原生質體導入、蛋白質或RNA電轉 |
| 控制系統 | 數字微處理器自動控制 |
| 顯示方式 | 高分辨率LCD液晶屏(帶背光) |
| 操作方式 | 按鍵面板與程序存儲系統 |
| 安全等級 | IEC 61010-1標準,Class I設備 |
| 電源要求 | AC 220 V ±10%,50/60 Hz |
| 功率消耗 | 180 W(典型運行狀態) |
| 外形尺寸 | 280 mm × 230 mm × 150 mm |
| 重量 | 6.5 kg |
| 環境要求 | 溫度20–25°C,濕度≤60%,避免強磁場干擾 |
伯樂165-2661電穿孔儀主要由以下五大系統模塊構成:
該模塊是設備的核心單元,負責將儲能電容中的能量以脈沖形式釋放到樣品電路中。
輸出電壓范圍:0.2–2.5 kV;
電壓精度:±1%;
電壓上升時間:<1 μs;
放電方式:單脈沖指數衰減波形。
系統采用高穩定性MOSFET高壓開關與閉環反饋設計,確保放電波形平滑,電流無二次反彈現象。
設備內置多組高精度薄膜電容,可通過電子切換實現快速檔位轉換。
| 檔位編號 | 電容值 (μF) | 適用體系 |
|---|---|---|
| 1 | 25 | 細菌體系(高壓短脈沖) |
| 2 | 50 | 酵母體系 |
| 3 | 125 | 植物或真菌體系 |
| 4 | 250 | 動物細胞體系 |
| 5 | 500 | 高能量體系 |
| 6 | 1000 | 大體積電轉體系 |
| 7 | 3300 | 特殊大容量實驗 |
電容精度:±2%;
漏電電流:<0.1 μA;
切換響應時間:<10 ms。
設備內置高靈敏度采樣電阻與高速A/D轉換芯片,可實時監測電壓衰減曲線并自動計算時間常數(τ)。
測量分辨率:0.01 ms;
時間常數范圍:0.1–99.9 ms;
精度:±0.2 ms。
監測數據將即時顯示在LCD屏幕上,便于判斷放電狀態與樣品反應。
165-2661配備獨立電弧檢測電路,實時監測電流變化率(ΔI/Δt)。當系統檢測到異常電弧或放電不均時,自動在1毫秒內中斷輸出。
電弧檢測靈敏度:1×10?? s;
保護響應時間:<1 ms;
自動放電系統:放電完成后自動釋放殘余電荷,防止操作風險。
采用嵌入式微控制單元(MCU),具備參數設定、存儲、調用與安全自檢功能。
參數存儲容量:50組;
鍵盤壽命:>50萬次操作;
顯示內容:設定值、實際值、時間常數、電弧狀態、運行提示;
支持語言:中、英雙語切換。
| 項目 | 技術指標 |
|---|---|
| 電壓范圍 | 0.2–2.5 kV |
| 分辨率 | 0.01 kV |
| 精度 | ±1% |
| 電壓穩定性 | ±0.5% |
| 電壓波形 | 單指數衰減 |
| 上升時間 | <1 μs |
| 峰值電流 | 100 A(最大) |
| 項目 | 技術指標 |
|---|---|
| 電容可調范圍 | 25–3300 μF |
| 電容精度 | ±2% |
| 切換時間 | <10 ms |
| 漏電電流 | <0.1 μA |
| 儲能耐壓 | 3 kV DC |
| 項目 | 技術指標 |
|---|---|
| 范圍 | 0.1–99.9 ms |
| 精度 | ±0.2 ms |
| 測量方式 | 自動計算并實時顯示 |
| 波形監控 | 實時衰減監測 |
| 項目 | 技術指標 |
|---|---|
| 電極間隙支持 | 0.1 cm、0.2 cm、0.4 cm |
| 接口類型 | 快速鎖扣式電極槽 |
| 電極材質 | 高純度鍍金鋁合金 |
| 接觸電阻 | ≤0.05 Ω |
| 兼容性 | 兼容Bio-Rad標準電轉杯及第三方耗材 |
| 項目 | 技術指標 |
|---|---|
| 檢測靈敏度 | 1×10?? s |
| 響應時間 | <1 ms |
| 自動中斷 | 支持 |
| 安全鎖蓋聯動 | 蓋未閉合禁止放電 |
| 接地監測 | 自動檢測,接地異常則禁止啟動 |
| 項目 | 范圍 |
|---|---|
| 操作溫度 | 15–30°C |
| 儲存溫度 | -10–50°C |
| 相對濕度 | ≤80%(非凝結) |
| 海拔高度 | ≤2000 m |
| 工作噪聲 | <40 dB |
| 安裝要求 | 水平穩固,遠離熱源與磁場 |
用戶可通過前面板按鍵輸入電壓、電容與電阻參數,系統自動計算理論時間常數并提示預計能量值。
放電完成后,系統實時顯示實際τ值,并與設定值進行比對,判斷實驗一致性。
可存儲50組不同實驗方案,每組包含電壓、電容、時間常數及樣品類型標記。適用于多體系實驗的快速切換。
上電后自動檢測高壓模塊、電容單元及接地狀態;若檢測異常,系統發出聲光警示并鎖定操作界面。
具備USB輸出端口,可導出歷史放電數據與系統日志,便于科研記錄與質量追溯。
165-2661可廣泛適用于以下實驗體系:
| 實驗體系 | 電壓范圍 (kV) | 電容范圍 (μF) | 理想時間常數 (ms) | 特點 |
|---|---|---|---|---|
| 大腸桿菌 | 2.0–2.5 | 25 | 4–5 | 高電場強度,短時間穿孔 |
| 酵母 | 1.0–1.5 | 50 | 6–8 | 能量平穩,效率高 |
| 哺乳細胞 | 0.25–0.8 | 250 | 8–10 | 溫和脈沖,維持活性 |
| 植物原生質體 | 0.6–1.0 | 1000 | 10–12 | 高電容長脈沖 |
| 藻類細胞 | 0.5–0.8 | 500 | 8–9 | 中能量體系 |
| 真菌孢子 | 1.5–2.0 | 50 | 6–7 | 快速放電型 |
設備在上述不同體系中均可通過參數微調實現穩定放電與高轉化效率。
伯樂165-2661在設計中充分考慮操作安全性,具備多重防護機制:
安全蓋聯鎖系統:
蓋未閉合時系統禁止放電;
放電完成前自動鎖定蓋體,防止誤開。
電弧防護系統:
實時檢測放電電流變化;
電弧信號觸發后1 ms內切斷電源;
同時自動記錄異常信息。
過壓保護:
當輸出電壓超過設定值2%時自動停止放電;
防止過沖損壞樣品或設備。
過溫保護:
系統溫度超過45°C時自動降功率運行;
風冷系統自動加速散熱。
接地檢測與殘余電荷釋放:
每次放電結束后自動放電至安全電位;
避免操作時電擊風險。
在多輪性能驗證中,伯樂165-2661展現出優異的重復性與穩定性。
| 測試項目 | 測試條件 | 結果 | 評價 |
|---|---|---|---|
| 電壓穩定性 | 連續放電100次(2.5 kV) | 偏差±0.5% | 優良 |
| 時間常數重復性 | 同條件10次放電 | CV=1.3% | 穩定 |
| 電弧檢測響應 | 模擬電弧觸發 | 響應時間0.8 ms | 正常 |
| 熱穩定性 | 連續運行2小時 | 溫升1.8°C | 符合標準 |
| 數據一致性 | 重復導出測試 | 完整無誤 | 合格 |
設備的重復放電精度及時間常數一致性滿足科研級實驗要求。
為保證設備長期穩定運行,應定期執行以下維護與校準項目:
| 項目 | 周期 | 內容 |
|---|---|---|
| 電極清潔 | 每次實驗后 | 去除鹽分與污染物,保持導電性 |
| 電壓校驗 | 每6個月 | 使用標準高壓表校準輸出精度 |
| 電容檢測 | 每12個月 | 檢查容量衰減與漏電狀態 |
| 風扇與散熱系統 | 每季度 | 清潔灰塵,檢測運行狀態 |
| 軟件更新 | 每年 | 安裝官方固件更新以優化功能 |
設備在正常使用條件下,設計壽命超過8年。
伯樂電穿孔儀165-2661在技術規格與實際表現方面具備以下突出優勢:
高精度能量控制
電壓控制精度±1%,電容切換誤差小于2%,確保能量釋放均勻可重復。
智能化操作系統
微處理器自動控制模式,支持參數存儲、調用、時間常數自動計算與實驗記錄功能。
安全穩定的放電系統
電弧檢測與過壓保護系統保證放電過程穩定,避免樣品損壞。
廣泛的適配性
可滿足從原核到真核細胞的電穿孔實驗需求,支持多電轉杯規格與實驗體系。
低噪音與低熱效應設計
采用高效率能量轉換結構,熱積累極低,連續運行穩定。
結構緊湊與易維護性
模塊化設計便于維護與升級,內部電路布局緊湊合理。
165-2661憑借優越的技術指標與靈活的參數控制,已成為基因導入與細胞工程實驗的核心設備之一。
其廣泛應用領域包括:
質粒DNA導入與轉化;
CRISPR/Cas9基因編輯體系;
RNA電轉及siRNA導入;
蛋白質跨膜轉運實驗;
植物原生質體基因導入研究;
疫苗與藥物遞送模型探索。
隨著分子生物學研究的深入,165-2661可與顯微成像、電阻抗測定等系統集成,構建高通量自動化電轉平臺,為精準細胞操作與單細胞工程提供技術支撐。
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