以下為伯樂(Bio-Rad)MicroPulser電穿孔系統的詳細操作指南,全文約3000字,內容完全去重、專業詳實,涵蓋儀器配置、樣品處理、操作步驟、故障應對、安全準則和實驗優化等方面。適用于實驗室工作人員系統掌握設備操作方法和實驗技能。
伯樂MicroPulser是一套專為電穿孔實驗設計的高壓脈沖系統。通過精確控制電壓脈沖,該系統能在細胞膜上瞬時產生可逆微孔,使外源物質如質粒DNA、RNA或蛋白質進入細胞內部,完成轉化、轉染等實驗目的。系統適配多種穿孔杯,并提供多種細胞類型的默認設置,既適合新手操作,也支持專業人員定制參數。
該單元為核心模塊,包含:
LCD顯示屏:實時顯示電壓、電阻、脈沖時間。
控制按鍵:用于程序選擇、參數設定與啟動。
電容模塊:內置高壓快速充放電電容。
微處理控制器:實現電壓調控與參數精確輸出。
兼容0.1 cm與0.2 cm電極間隙的穿孔杯;
快速卡槽設計,便于杯體插拔;
金屬電極導電均勻,保證脈沖一致性。
高電壓變壓器與穩壓芯片;
電弧抑制功能,自動檢測電擊異常;
內置保險絲與斷電保護機制。
操作臺應平整、干燥;
避免靠近水源、熱源或強電磁設備;
環境溫度建議在15–25°C之間。
插入電源后按下開關;
屏幕亮起并進入主界面;
檢查設備是否有報警或故障提示。
根據實驗細胞類型選擇適當間隙杯體;
使用前將穿孔杯預冷于冰盒內,降低熱效應;
檢查杯壁是否干凈透明,無殘留雜質。
選擇對數生長期細胞,活性強、形態完整;
多次離心洗滌后,重懸于無離子緩沖液(如冰冷甘油水);
控制細胞濃度在10^8 cells/mL左右,提高轉化成功率。
質粒或RNA溶液濃度需適中,建議為10–100 ng/μL;
不宜使用鹽濃度高的儲存液,以避免電擊時電導過高;
在樣品中混勻時應緩慢混合,避免形成氣泡。
吸取50–100 μL樣品置入穿孔杯;
靜置幾秒后觀察是否有氣泡,輕彈杯體去除;
若樣品體積較大,應分批次操作,避免超過杯體上限。
儀器預設多種常見微生物與哺乳動物細胞電穿孔程序,啟動步驟如下:
進入菜單后,選擇目標細胞類型;
系統會自動設定合適的電壓(如2000 V)、脈沖時間(如5 ms)等參數;
插入穿孔杯后按“Pulse”鍵啟動操作。
適合個性化或特殊實驗需求:
通過方向鍵進入“Manual”模式;
輸入期望電壓值(單位:伏特);
設置放電時間常數或維持默認值;
保存參數后執行穿孔。
細胞類型 | 間隙 | 電壓(V) | 時間(ms) |
---|---|---|---|
大腸桿菌 | 0.1 cm | 1800–2500 | 4.5–5.0 |
酵母菌類 | 0.2 cm | 1500–2000 | 5.0 |
CHO細胞 | 0.2 cm | 250–400 | 10–25 |
原生質體 | 0.2 cm | 300–1000 | 1.5–3.0 |
打開設備并預熱(如有);
設置合適程序或輸入參數;
將樣品穿孔杯插入電極支架并對準;
按下“Pulse”鍵,儀器將執行脈沖放電;
觀察屏幕反饋信息,如顯示實際電壓、時間常數等;
脈沖完成后迅速取出穿孔杯;
將樣品立即轉移至預溫的恢復培養基中培養。
穿孔過程中切勿接觸電極裸露部分;
操作人員需穿戴實驗室專用防護服、絕緣手套;
穿孔區域應設置提示標志,非操作人員勿靠近;
若發生電弧放電,須立刻斷電并更換穿孔杯或調整液體體積;
不得在設備濕潤狀態下操作,以防短路或觸電。
問題 | 原因分析 | 解決方案 |
---|---|---|
屏幕無顯示 | 電源未接通、保險絲損壞 | 檢查電源線或更換保險絲 |
電壓輸出偏低 | 參數設置不當、液體電阻太低 | 重新設定電壓、調整緩沖液 |
電弧現象頻繁 | 液體體積不足或有氣泡 | 增加液體或重新排氣 |
轉染效率過低 | 脈沖設置不當或細胞狀態差 | 優化細胞培養與程序設置 |
多次脈沖失敗 | 杯體導電不良、電極污染 | 更換杯體或清潔電極板 |
每次使用后,清理殘留樣品,避免液體腐蝕;
使用無纖維擦布與70%酒精擦拭電極和面板;
檢查按鈕是否松動、顯示是否異常。
每季度檢查一次放電性能;
每半年更換電極杯,如頻繁使用則周期縮短;
每年聯系技術支持做整機校準和系統診斷。
長期不使用時應斷電并覆蓋防塵罩;
避免設備處于潮濕、油污或鹽霧環境;
可使用干燥劑保持儀器內部環境穩定。
在電擊后5分鐘內將樣品置于適溫恢復液中,可提高轉化效率;
對于低效率細胞,可嘗試調整穿孔電壓上下限并延長恢復時間;
多次穿孔實驗中應記錄每次成功率與對應參數,形成經驗數據庫;
實驗室可建立標準操作流程文件(SOP)用于規范每位實驗人員操作;
使用模擬細胞模型進行練習可降低新手誤操作概率。
不同細胞類型對電場強度敏感度不同,建議先從低電壓測試開始;
氣泡與高鹽離子是造成電弧的主要原因,必須嚴格控制;
穿孔杯嚴禁重復使用,哪怕僅有輕微劃痕也可能影響結果;
電極接觸點若有氧化,應及時打磨或更換;
所有操作應在規范實驗室條件下進行,避免環境波動干擾實驗結論。
掌握MicroPulser電穿孔系統的操作,不僅有助于提升分子克隆、基因編輯等實驗成功率,也是現代生物技術研究的重要基礎。通過嚴格的操作流程、定期的儀器維護與持續的數據積累,實驗人員可實現穩定、高效、可重復的實驗成果。
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