伯樂(Bio-Rad)電穿孔儀165-2660是一款專為生命科學研究設計的高性能電轉化設備,廣泛應用于細菌、酵母、哺乳動物細胞、植物原生質體及真核體系的基因導入實驗。
其核心原理是利用瞬時高壓脈沖在細胞膜上形成可逆性微孔,使外源DNA、RNA或蛋白質進入細胞內部,從而實現轉化或轉染。
該設備以高精度電壓控制、穩定的放電波形及靈活的參數設置而著稱,支持0.2–2.5 kV電壓范圍、25–3300 μF電容范圍及多模式脈沖輸出。
為確保實驗效果的可靠性和安全性,操作人員應嚴格遵守規范化的操作流程,正確設置參數并妥善維護儀器。
本指南詳細介紹伯樂165-2660的操作步驟、參數調整、實驗準備、常見問題及安全注意事項,旨在幫助科研人員高效掌握儀器操作方法并獲得最佳實驗結果。
主機是整個設備的控制中心,內部集成高壓電源、控制電路和能量釋放系統。主要功能包括電壓設定、電容調節、脈沖輸出、時間常數計算與安全監控。
顯示屏:實時顯示電壓、電容、時間常數、脈沖次數等信息;
旋鈕與按鍵:用于輸入參數、啟動放電及保存設置;
指示燈:顯示設備工作狀態,如“Ready”“Pulse”“Error”。
電極槽用于連接電轉杯,安全蓋配有聯鎖保護功能,未關閉蓋時系統無法輸出高壓,確保操作安全。
電轉杯(0.1 cm、0.2 cm、0.4 cm三種間隙)
高壓連接線
樣品支架與冷卻模塊
接地線與防塵罩
溫度:20–25°C;濕度:≤60%;
電源要求:220V ±10%,接地良好;
操作臺保持干燥清潔,遠離水源與電磁干擾源。
在每次使用前,檢查以下項目:
電源線連接是否牢固;
電極槽與電轉杯是否清潔干燥;
安全蓋感應開關功能是否正常;
屏幕顯示與按鍵響應是否正常;
上次實驗后的殘余電荷已完全釋放。
若發現異常,如屏幕閃爍或“Error”提示,應立即停止使用并聯系技術人員。
細胞要求:
細胞需處于生理活躍期或對數生長期;
通過離心去除培養基并用低離子緩沖液洗滌3–4次;
樣品懸液導電性低于5 μS/cm,以防放電不穩;
樣品濃度控制在1×10? cells/mL左右。
DNA/RNA要求:
純度高,A260/A280比值在1.8–2.0;
無鹽、無乙醇殘留;
濃度一般為10–100 ng/μL。
接通電源,設備自動進行系統自檢;
確認顯示屏出現“Bio-Rad 165-2660 Ready”;
檢查風扇運轉與指示燈狀態,確保設備處于待機模式。
按下 “Parameter” 鍵進入設置菜單,依次設定以下參數:
電壓(Voltage):根據細胞類型選擇
細菌:2.3–2.5 kV
酵母:1.0–1.5 kV
哺乳細胞:0.25–0.8 kV
植物原生質體:0.6–1.0 kV
電容(Capacitance):
范圍:25–3300 μF
推薦:細菌25 μF、酵母50 μF、哺乳細胞250 μF、原生質體1000 μF
脈沖次數(Pulse):
單脈沖用于細菌與酵母;
雙脈沖用于真核細胞轉染(間隔100 ms)。
時間常數顯示(τ):系統自動計算并在放電后顯示,理想值為4–10 ms。
設置完成后,按下 “Enter” 鍵確認并返回主界面。
將處理好的細胞與DNA混合液加入電轉杯,體積約為80–100 μL;
輕輕敲擊杯壁,確保無氣泡;
將電轉杯置于冷卻模塊中預冷約1分鐘;
插入主機電極槽,確保卡入定位槽;
關閉安全蓋,屏幕顯示“Ready”。
按下 “Pulse” 或 “Start” 鍵,設備發出短促提示音;
放電瞬間屏幕顯示實際電壓與時間常數;
放電完成后系統自動放電,等待數秒,屏幕恢復“Ready”。
若出現“ARC DETECTED”提示,說明樣品中存在電弧放電,應重新洗滌細胞或更換緩沖液。
立即使用無菌移液器吸出樣品,加入適宜培養基復蘇:
細菌:加入SOC培養基,在37°C搖床復蘇1小時;
酵母:在30°C培養30–60分鐘;
哺乳細胞:轉移至含血清培養基中靜置復蘇2小時;
植物原生質體:放入等滲液中靜置12小時。
| 細胞類型 | 電壓(kV) | 電容(μF) | 電轉杯間隙(cm) | 時間常數(ms) |
|---|---|---|---|---|
| 大腸桿菌 | 2.5 | 25 | 0.2 | 4–5 |
| 酵母 | 1.2 | 50 | 0.2 | 6–8 |
| 哺乳動物細胞 | 0.45 | 250 | 0.4 | 8–10 |
| 植物原生質體 | 0.8 | 1000 | 0.4 | 10–12 |
| 放線菌 | 1.5 | 100 | 0.2 | 5–7 |
可根據實驗目標適當微調參數,優化結果。
放電結束后等待30秒,讓設備自動放電完畢;
用無離子水沖洗電極槽與電轉杯;
必要時使用70%乙醇清洗并自然晾干;
不得使用強酸或金屬刷清潔。
記錄實驗條件與結果,包括:
電壓、電容、時間常數;
樣品類型與濃度;
轉化效率與復蘇情況。
165-2660具備自動記錄功能,可存儲最近1000次實驗數據。
按下 “Power Off” 鍵關閉設備;
斷開電源線與接地線;
用干布擦拭儀器外殼;
覆蓋防塵罩存放。
放電前務必確保安全蓋關閉,否則系統將拒絕輸出。
禁止在設備帶電狀態下插拔電轉杯或連接線。
不得使用含鹽或導電性高的緩沖液,以防電弧放電。
放電后需等待數秒,確保殘余電荷完全釋放。
避免連續放電超過10次,應間隔30秒以上防止過熱。
操作時佩戴絕緣手套并保持實驗環境干燥。
若設備發出異響或有異味,應立即斷電檢查。
| 問題 | 可能原因 | 解決辦法 |
|---|---|---|
| 放電失敗 | 安全蓋未關閉或電極未接觸 | 檢查安全蓋與電轉杯位置 |
| 電弧放電 | 樣品中有氣泡或鹽分過高 | 重新洗滌樣品并排氣泡 |
| 時間常數過低 | 電阻過小或緩沖液導電性高 | 更換低離子緩沖液 |
| 時間常數過高 | 電容過大或樣品體積過小 | 調整電容或增加樣品體積 |
| 轉化效率低 | 電壓不足或細胞狀態差 | 提高電壓或使用新鮮樣品 |
| 樣品過熱 | 放電間隔太短 | 延長間隔或使用冷卻模塊 |
電壓校準:每6個月使用校準適配器檢測輸出精度,誤差應≤±1%。
電容檢測:每12個月檢測一次,偏差超過5%需更換。
電極維護:定期清潔并檢查是否有腐蝕或變色。
線纜檢查:防止老化、彎折和破損。
軟件升級:根據伯樂官方更新版本執行升級。
良好的維護能確保設備長期穩定運行,并保持實驗可重復性。
樣品優化
保持低離子環境,防止電弧;
調整細胞密度,使能量分布均勻;
DNA應高純無污染。
參數優化
首次實驗建議采用中等電壓與電容;
根據轉化效率逐步微調;
觀察時間常數是否穩定在目標范圍內。
復蘇條件優化
及時復蘇,防止膜損傷進一步惡化;
對哺乳細胞可加入抗氧化劑或復蘇促進因子;
植物原生質體需在等滲環境中恢復。
數據管理
建立實驗參數數據庫;
分析不同細胞類型下的電壓、電容與效率關系;
為后續實驗提供經驗參考。
示例一:大腸桿菌質粒轉化
電壓:2.5 kV
電容:25 μF
電轉杯間隙:0.2 cm
時間常數:約4.9 ms
結果:轉化效率1×10? CFU/μg DNA
示例二:哺乳細胞mRNA轉染
電壓:0.45 kV
電容:250 μF
脈沖:2次,間隔100 ms
時間常數:8.5 ms
結果:細胞活性70%,目標蛋白高表達。
通過標準化操作與參數優化,可獲得穩定的實驗結果與高重復性。
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