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伯樂（Bio-Rad）Genepulser Xcell電穿孔儀是一款專為細胞電穿孔轉化設計的高性能儀器。該系統利用瞬時高壓電場改變細胞膜通透性，使外源DNA、RNA或蛋白質等分子進入細胞，從而實現基因轉染或轉化操作。電穿孔是一種高效、非病毒介導的基因導入方法，適用于細菌、酵母、植物原生質體及哺乳動物細胞等多種類型的細胞體系。
Genepulser Xcell系統通過精確控制電壓、脈沖時間、電容、電阻等參數，確保實驗重復性與穩定性，廣泛應用于分子克隆、基因編輯、蛋白表達及免疫學研究等領域。
Genepulser Xcell電穿孔儀主要由主機控制模塊、Capacitance Extender電容擴展模塊、電極腔體、電極杯、顯示控制面板及安全保護系統構成。各模塊功能如下：
主機模塊：核心控制單元，負責電壓輸出、脈沖控制、信號檢測及實時參數顯示。
電容擴展單元：用于調節電容值范圍，適配不同類型細胞的轉化條件。
電極腔體：與樣品直接接觸的部件，根據實驗類型可選擇0.1 cm、0.2 cm或0.4 cm間距的電極杯。
顯示控制面板：用于參數設定、狀態監控及數據讀取，操作界面清晰，支持自定義參數保存。
安全系統：包含過壓保護、放電延遲保護及自動復位功能，防止誤操作造成設備或樣品損傷。
該系統支持手動模式與預設程序模式，可根據實驗需求快速切換，以便在多種實驗條件下實現最優轉化效率。
電穿孔的核心原理是通過瞬間高壓脈沖使細胞膜產生短暫的可逆性孔道，從而使外源物質進入細胞內部。主要影響因素包括電壓強度、脈沖持續時間、電容、電阻、樣品濃度和介質電導率等。
電壓（Voltage）：決定電場強度，是影響穿孔效果的關鍵參數。高電壓可提高轉染效率，但過高可能導致細胞死亡。
電容（Capacitance）：控制放電時間常數（τ = RC）。較大的電容可延長脈沖持續時間，適合真核細胞；較小的電容適合原核細胞。
電阻（Resistance）：影響電流流速與能量分布，適當的電阻能防止過載放電。
脈沖時間：決定細胞膜開孔持續時間。時間過短會影響導入效率，過長則會增加細胞膜不可逆損傷的風險。
緩沖液電導率：高電導率溶液易造成放電不穩定，應使用專用電穿孔緩沖液。
Genepulser Xcell允許精確設定上述參數，并能實時顯示放電曲線，方便操作者優化實驗條件。
樣品準備
使用對數生長期細胞，確保細胞活性高。
洗滌細胞三次以去除培養基中離子，懸浮于電穿孔專用緩沖液中。
調整細胞濃度，一般為10?個細胞/mL。
加入適量質粒DNA或RNA混合均勻。
電極杯準備
選擇適合細胞類型的電極間距（如細菌用0.2 cm杯，哺乳動物細胞用0.4 cm杯）。
用無菌水沖洗電極杯，避免殘留鹽分。
加入適量樣品（一般為0.4–0.8 mL）。
參數設定
打開主機電源，確認系統自檢通過。
設定電壓、電容、脈沖次數及間隔時間。
可根據實驗經驗或廠家推薦參數設定初始條件。
按下“Set”鍵確認所有參數后，準備執行穿孔。
電穿孔執行
插入電極杯并確保接觸良好。
按下“Pulse”鍵，儀器自動輸出脈沖。
完成后，等待指示燈熄滅方可取出樣品，避免殘余電荷。
樣品后處理
立即將細胞轉移至適合恢復的培養基中。
靜置于37℃（或相應條件）孵育10–15分鐘以恢復膜完整性。
隨后進行常規培養或篩選操作。
不同細胞類型對電穿孔條件的耐受性不同，優化過程需要結合實驗數據逐步調整。以下是常見優化方向：
電壓調整：若轉化率低，可逐步提高電壓；若細胞死亡率高，應適當降低。
電容選擇：哺乳動物細胞通常需要較高電容（500–950 μF），細菌與酵母細胞適合較低電容（25–200 μF）。
脈沖次數：單次脈沖適用于多數情況，但對部分細胞可嘗試雙脈沖以提高導入效率。
緩沖液優化：使用低離子濃度的緩沖體系可減少電弧放電風險。
樣品體積與濃度：保持電極間樣品液體覆蓋完整但不過量，避免氣泡產生。
通過系統性優化，可顯著提升基因導入效率并降低細胞損傷率。
使用電穿孔儀前，應確保設備接地良好，防止漏電。
實驗過程中嚴禁打開電極腔體蓋板。
放電完成后，應等待設備自動放電完畢后再取樣。
不同樣品應使用獨立電極杯，防止交叉污染。
長時間不使用設備時，應切斷電源并覆蓋防塵罩。
電極清潔：每次實驗結束后立即用蒸餾水沖洗電極杯并晾干。若有沉積物，可使用70%乙醇輕拭清潔。
系統校準：建議每6個月進行一次電壓與電容校準，以確保參數輸出準確。
散熱檢查：保持通風良好，避免長時間高強度使用導致過熱。
顯示系統維護：定期清理控制面板，避免粉塵進入按鍵縫隙。
電源管理：使用穩定電壓電源，防止電壓波動影響儀器性能。
良好的維護能延長設備壽命并保持實驗數據的可重復性。
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