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伯樂 GenePulser Xcell 電穿孔儀是一款高性能的基因轉化與電穿孔系統，專為分子生物學、基因工程、細胞遺傳及醫學生物研究設計。其核心功能是通過短時間高電場作用，使細胞膜瞬間形成可逆性微孔，從而讓 DNA、RNA 或蛋白質進入細胞，實現外源基因導入。
該儀器采用高精度脈沖控制系統，可輸出指數衰減波和方波兩種波形，適用于細菌、酵母、哺乳動物細胞、真菌、植物原生質體等多種細胞類型。它具備穩定的電場輸出、靈活的參數設定和高重復性，是實現高轉化效率的重要工具。
轉化效率（Transformation Efficiency）指每微克 DNA 成功進入細胞并表達的細胞數。它是評估電穿孔實驗成效的關鍵指標。通常以菌落形成單位（CFU/μg DNA）或熒光陽性率（%）表示。
高轉化效率意味著外源基因能被大量細胞吸收，表達結果穩定且重復性好，這直接決定了基因導入實驗的成功率。
電場強度是決定細胞膜擊穿與孔隙形成的核心參數。
電場強度過低：無法形成足夠的通道，DNA 難以進入。
電場強度過高：會導致電弧或細胞大量死亡。
理想電場范圍：
細菌（如 E. coli）：10–18 kV/cm；
酵母：4–8 kV/cm；
哺乳動物細胞：0.4–1.5 kV/cm。
短時高強度脈沖可迅速形成孔隙，但恢復時間短；長時低強度脈沖則更溫和，適合敏感細胞。
GenePulser Xcell 支持多脈沖模式，可通過脈沖持續時間與間隔的配合優化轉化效率。
高離子強度緩沖液會降低樣品電阻，導致電流過大和電弧風險。
建議使用低導電專用電穿孔緩沖液（如無鹽 Tris、HEPES 緩沖體系），保持樣品電阻在 50–1,000 Ω 范圍內。
細胞活性、密度及生長階段直接決定膜的可穿孔性。
對數生長期的細胞轉化效率最高；
過度生長或處于靜止期的細胞膜穩定，難以穿孔；
健康細胞群的膜電位較高，更容易形成可逆通道。
含鹽、蛋白或有機溶劑的 DNA 樣品會干擾放電，降低效率。
需使用高純度、無鹽 DNA；
超螺旋質粒較線性 DNA 更易被吸收；
片段化 DNA 或過大分子進入細胞的效率較低。
低溫（4 ℃）有助于抑制放電熱效應，減少細胞損傷。樣品體積需與比色皿間隙匹配，防止氣泡。
GenePulser Xcell 采用數字化電壓調控，電壓誤差低于 ±1%。
其 PulseTrac? 電路可實時監控放電曲線，自動調整輸出能量，使每次脈沖均勻穩定，從而確保最佳電場強度和重復性。
指數衰減波：能在短時間內產生高峰電壓，適合細菌、酵母等厚壁細胞；
方波：電場恒定，刺激均勻，適合哺乳動物細胞及敏感系統。
通過對波形的選擇與參數優化，儀器可在不同細胞類型中實現最佳轉化率。
CE 模塊可擴大電容范圍至 3,275 μF，延長脈沖時間，增強能量釋放。
PC 模塊提供 50–1,000 Ω 電阻調節，防止放電過流并提高電場穩定性。
可連續輸出 1–10 個脈沖，間隔 0.1–10 s。對于部分細胞（如 CHO、293T），多脈沖能顯著提升轉染比例，同時保持細胞活力。
系統開機后自動測量樣品電阻并提示是否在合理范圍。若電阻過低，將阻止放電，避免損壞樣品和設備。
每次實驗結束后，儀器會記錄實際電壓、電流及時間常數，方便研究人員比較不同參數下的轉化效率。
電壓：1,800–2,500 V（0.1 cm 間隙）
時間常數：4–6 ms
電容：25 μF
典型效率：10?–101? CFU/μg DNA
影響因素主要為電弧控制與DNA純度。冷凍電感受態細胞配合低離子緩沖液可顯著提高成功率。
電壓：1,000–1,500 V（0.2 cm 間隙）
電容：200 μF
效率：10?–10? transformants/μg DNA
酵母細胞壁厚，應使用預處理酶（Zymolyase）或滲透壓保護劑（如山梨醇）提高通透性。
方波脈沖：200–300 V，10–20 ms，1–3 次脈沖
效率：40–80% 陽性轉染率
采用方波可維持穩定電場，減少熱損傷。細胞密度與培養狀態是關鍵變量。
電壓：400–800 V
脈沖時間：20–30 ms
效率：取決于細胞壁去除完整度和滲透壓條件。
細菌：應選取對數生長期細胞并反復洗脫離子；
哺乳動物細胞：轉染前 12 小時換新培養基，確保活力；
酵母：加入 1 M 山梨醇或甘露醇以維持滲透平衡。
采用逐步優化法：
固定電容，逐步提升電壓；
固定電壓，延長脈沖時間；
在安全范圍內測試多脈沖組合。
在低溫條件（4 ℃）下預冷樣品與比色皿，可防止電弧和熱積累，提高細胞存活率。
避免使用含鹽緩沖液（如 PBS），推薦無鹽緩沖體系。
高導電性會導致電流過大，引起電弧，從而大幅降低轉化率。
使用高純度、無酚、無鹽 DNA。避免使用溶劑殘留的樣品，可用乙醇沉淀或柱純化法進一步凈化。
電擊后立即加入適量復蘇液（含營養與保護劑），在 37 ℃ 靜置 30–60 分鐘。過早接種或稀釋會降低轉化成功率。
GenePulser Xcell 內置數據存儲功能，可自動記錄每次實驗的：
設定參數（電壓、電容、脈沖數等）；
實際輸出數據（電流、時間常數）；
樣品電阻與能量釋放情況。
研究人員可通過比對不同條件下的結果，總結出特定細胞的最優電場參數，從而建立標準化操作流程，保證高效轉化率與穩定性。
| 問題 | 可能原因 | 解決辦法 |
|---|---|---|
| 轉化效率低 | 電場過弱或DNA不純 | 提高電壓或重新純化DNA |
| 細胞死亡率高 | 電壓過高、時間過長 | 降低電壓或縮短脈沖時間 |
| 電弧放電 | 氣泡或導電鹽殘留 | 去氣泡、用低離子緩沖液 |
| 重復性差 | 電極污染或電容波動 | 清洗電極、檢查模塊接觸 |
| 響應電流不穩定 | 樣品體積不均或間隙偏差 | 重新加樣并確保比色皿平放 |
以 E. coli DH5α 電轉化為例：
電壓：1,800 V
電容：25 μF
比色皿間隙：0.1 cm
時間常數：5 ms
電阻：200 Ω
通過 GenePulser Xcell 進行放電后，細胞轉化效率可穩定在 10? CFU/μg DNA。若更換高純度質粒并優化緩沖液，最高可達 101? CFU/μg DNA。
對于 CHO 細胞轉染實驗：
方波：250 V，20 ms，2 次脈沖，間隔 1 s
存活率約 85%，熒光陽性率 70%以上。
這些數據證明，在科學優化下，GenePulser Xcell 能在保持高細胞活率的同時顯著提升轉化效率。
GenePulser Xcell 電穿孔儀由長沙實了個驗儀器制造有限公司提供，享受“質保三年，只換不修”的服務政策。
廠家提供以下支持：
設備校準與維護培訓；
參數優化技術指導；
故障診斷與模塊更換；
實驗應用咨詢。
伯樂 GenePulser Xcell 電穿孔儀憑借精準脈沖控制、模塊化設計及智能反饋機制，在電轉化實驗中實現了高穩定性與高效率。其轉化效率不僅取決于電場參數，更與樣品準備、緩沖體系、溫度控制及細胞狀態密切相關。
通過系統優化與科學操作，GenePulser Xcell 可實現：
細菌轉化效率高達 101? CFU/μg DNA；
酵母與哺乳動物細胞轉化效率穩定在行業領先水平；
重復性強、細胞活率高、實驗誤差小。
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