Bio-rad Gene Pulser Xcell电穿孔系统(中文)

Gene pulser xcell TM Electroporation system quick guide产品名称: Gene Pulser Xcell 电穿孔系统产品型号: Gene Pulser Xcell 电穿孔系统产品展商: 众磊（北京）生物科技发展有限公司驻沪办简单介绍Gene Pulser Xcell 电穿孔系统Gene Pulser Xcell 电穿孔系统的详细介绍【介绍】电穿孔是功能强大的将核酸、蛋白及其它分子导入多种细胞的高效技术。

通过高强度的电场作用，瞬时提高细胞膜的通透性，从而吸收周围介质中的外源分子。

这种技术可以将核苷酸、DNA 与RNA、蛋白、糖类、染料及病毒颗粒等导入原核和真核细胞内。

电转化相对其它物理和化学转化方法，是一种有价值和有效的替代方法。

Gene Pulser Xcell 系统的设计，基于Bio-Rad 15年来在电转化技术上经验积累，它提供指数波和方波波型选择、系统配置选择及友好的用户界面。

主要特点指数波和方波波型确保所有细胞类型（原核及真核）均可获得最佳的电转化效果Bio-Rad 专利的* PulseTrac 电路和电弧保护设计，确保可重复性并保护样品模块化设计可根据研究需要选择系统用户友好的数字化界面，具有直观的编程以控制所有参数，包括附属模块的参数包括人工操作、预设规程、用户规程、一个优化规程及其它先进功能等程序选择指数波或方波脉冲选择Gene Pulser Xcell 系统可产生指数波和方波波型，使你选择最适合你细胞的波型与规程。

指数波和方波均能有效地用于电转化及电融合。

电穿孔波型对不同类型细胞的转化效率有很重要的影响。

左，指数衰变脉冲。

当一个充电至电压为V 0 的电容器放电到细胞，加在细胞上的电压随时间以指数方式下降。

从起始电压下降到V0 / e 所需的时间称为为时间常数τ, 一种方便的脉冲时间表达方式。

右，方波脉冲。

放电到样品后截断电容器脉冲可产生方波脉冲。

NewGene Pulser Xcell TM electroporation system产品描述Gene Pulser Xcell 是一个使用电容器来产生可控的指数波或方波来对细胞进行电穿孔的仪器。

它能够在高压电路中产生高达3000V的电脉冲，和在低压电路中产生500V电压。

Gene Pulser Xcell 是一套模块化设计的设备，包含一台主机（main unit）和两台附属模块（CE module和PC module），一个ShockPod电击腔（shocking chamber）以及一体化电极的电击杯（cuvette）。

CE Module和Gene Pulser Xcell 主机（main unit）联用可以对大多数的真核细胞进行电穿孔，包括：动物细胞和植物原生质体。

PC Module 可以对各种细菌和真菌进行电穿孔，包括其他样品量小和高电阻的需要高电压条件的样品。

主要功能:♦能够提供指数波（exponential waveform）和方波（square waveform）♦适用于所有细胞类型，原核的和真核的♦模块化设计，包含 main unit，CE module，PC module 和ShockPod♦友好的数字用户界面，可方便、直观地编程控制所有参数，包括那些附属设备的参数♦应用了 Bio-Rad的专利技术 PulseTrac 电路和 Arc 保护技术 (US 专利号 4,750,100;4,910,140)♦预存有经优化的针对常见的细菌、真菌和动物细胞类型的实验程序♦手工编程时可进入或修改所有参数或直接编辑所需要的时间常数♦可储存144个用户自己的程序♦有优化程序的功能♦能提供实际发送脉冲的数据，包括时间常数、实际的电压，脉冲间隔和脉冲时间等♦在高压电路中提供最高3000 V的电压，在低压电路中提供最高500 V的电压♦能够储存和唤回前100次实验的实验参数♦用户参数选择可调节按键音量和显示屏亮度♦紧凑的外型♦单键激发电脉冲♦革新的 ShockPod电击腔（ shocking chamber）可单手操作，能适当地定位电击杯来进行安全操作.♦符合的电器安全指标包括： EN 61010 , EMC EN61326 Class A♦作为PulseTrac系统的一部分，用户可选择进行校准和电容器测量♦保证高压电容器+/- 10%的公差。

Bio-Rad MicroPulser电穿孔仪的操作及维护规程1、功能介绍选择预设程序电穿孔仪预设了常用的微生物电击程序，包括5个细菌和5个真菌电击程序。

如下:按程序即被调出，按"Raise"和"Lower"键显示出不同的真菌转化程序。

电击的参数自动按显示的程序设定。

同样的，选择"Bacteria "程序相同。

选择手动模式A.改变电压按"Settings"键，当"Manual"旁的LED灯亮时，显示屏显示电压值（单位kV）。

按"Raise"和"Lower"键在kV to kV之间改变电压设置。

如果仪器刚刚打开，显示值为""。

B.截短脉冲当"Manual"旁的LED灯亮时，同时按"Raise"和"Lower"键LED屏显示“t —表示为脉冲选择了时间。

开机时的默认设置为标准的指数衰减脉冲，衰减过程并不被截短，显示为“一一”。

同时按"Raise"和"Lower"键后只松开"Lower"键，显示数字为截短的脉冲持续时间，单位为毫秒（ ms），从1毫秒开始以毫秒为增量一直到4毫秒。

限定脉冲时间在1-4毫秒之间。

同时按"Raise"和"Lower"键后只松开"Raise"键，可以调整脉冲时间到更短。

脉冲功能按"Pulse"键到电容充电至设定电压；"PLS"显示在显示屏上。

脉冲完成后会发出一声响，如果是一次设置好的多重脉冲则在整个脉冲过程中每次脉冲后发出一声响，"PLS" —直在显示屏上显示。

要想手动多重脉冲，则可以在一次脉冲完成发出一声响后，再次按"Pulse"键。

BIO-RAD Gene Pulser Xcell Electroporation SystemBIO-RAD电转化仪使用教程（自制）cexoihtydx 20110902一电转仪示意图Figure 1 connecting the shockpad to the Gene Pulser Xcell main unit.Figure 2 Shockpod with cuvette.Figure 3 Gene Pulser Xcell front panel.二电转仪主界面在主界面中，我们经常会用到：4. Pre-set protocols和5. User protocolsPre-set protocols(预置方案)中，有Bacterial,Fungal和Mammalian三种预置方案。

下面简单介绍一下Bacterial中E. coli和Fungal中Pichia pastoris的电转化方案和注意事项。

三Electroporation of Bacterial Cells (E. coli)1 制备电转化感受态细胞1). Inoculate 5 ml of a fresh overnight E. coli culture into 500 ml of L-broth ina 2.8 L Fernbach flask.2). Grow the cells at 37°C shaking at 300 rpm to an OD600 of approximately 0.5–0.7. The best resultsare obtained with cells that are harvested at early- to mid-log phase; the appropriate cell densitydepends on the strain and growth conditions but should be about 4–5 x 107cells/ml.3). Chill the cells on ice for ~20 min. For all subsequent steps, keep the cells as close to 0°C as possi-ble (in an ice/water bath) and chill all containers in ice before adding cells. Transfer the cells to asterile, cold 500 ml centrifuge bottle and centrifuge at 4000 xg for 15 minutes at 4°C.4). Carefully pour off and discard the supernatant. It is better to sacrifice yield by pouring off a fewcells than to leave any supernatant behind.5). Gently resuspend the pellet in 500 ml of ice-cold 10% glycerol. Centrifuge at 4000 xg for 15 minutes at 4°C; carefully pour off and discard the supernatant.6). Resuspend the pellet in 250 ml of ice-cold 10% glycerol. Centrifuge at 4000 xg for 15 minutesat4°C; carefully pour off and discard the supernatant.7). Resuspend the pellet in ~20 ml of ice-cold 10% glycerol. Transfer to a 30 ml sterile Oakridge tube.Centrifuge at 4000 xg for 15 minutes at 4°C; carefully pour off and discard the supernatant.8). Resuspend the cell pellet in a final volume of 1–2 ml of ice-cold 10% glycerol. The cell concentration should be about 1–3 x 1010cells/ml.9). This suspension may be frozen in aliquots on dry ice and stored at -70°C. The cells are stable forat least 6 months under these conditions.2 电转化转化参数：Pre-set protocols (E. coli)V oltage(V) 1800Capacitance(µF) 25Resistance(ohm) 200Cuvette(mm) 11). Thaw the cells on ice. For each sample to be electroporated: place a 1.5 ml microfuge tube onice, place either a 0.1 or 0.2 cm electroporation cuvette on ice, and place a 17 x 100 mm tubewith 1 ml of SOC at room temperature.2). To a cold, 1.5 ml polypropylene microfuge tube, add 20 µl of cell suspension if electroporating in 0.1 cmcuvettes, or 20–40 µl of cell suspension if electroporating in 0.2 cm cuvettes. Add 1 to 2 µlof DNA(DNA should be in a low ionic strength buffer such as water or TE). Mix well and incubateon ice for ~1 minute. (Note: it is best to mix the plasmids and cells in a microfuge tube since the narrow gap ofthe cuvettes prevents uniform mixing.)3). From the Home screen on Gene Pulser Xcell open the Pre-set Protocols screen, then the BacterialProtocol screen (press 4, then Enter twice). When using the 0.1 cm cuvettes, press Enter to open E. coli, 1mm cuvette Protocol Detail screen. When using the 0.2 cm cuvettes, press 2 then Enter, or 3 then Enter, to select the Protocol Detail screens for E. coli to pulse at 2.5 or 3.0 kV, respectively.4). Transfer the mixture of cells and DNA to a cold electroporation cuvette and tap the suspension to the bottom. Place the cuvette in the ShockPod. Push the chamber lid down to close.5). Pulse once.6). Remove the cuvette from the chamber and immediately add 1 ml of SOC medium to the cuvette.Quickly but gently resuspend the cells with a Pasteur pipette. (The period between applying the pulse and transferring the cells to out growth medium is crucial for recovering E. coli transformants (Dower et al., 1988). Delaying this transfer by even 1 minute causes a 3-fold drop in transformation.This decline continues to a 20-fold drop by 10 minutes.)7). Transfer the cell suspension to a 17 x 100 mm polypropylene tube and incubate at 37°C for 1 hour,shaking at 225 rpm.8). Check and record the pulse parameters. The time constant should be close to 5 milliseconds. Thefield strength can be calculated as actual volts (kV) / cuvette gap (cm).9). Plate on LB plates with antibiotic.3 溶液和试剂1). L-Broth: 10 g Tryptone peptone, 5 g Yeast extract, 5 g NaCl; dissolve in 1.0 L water.Autoclave.2). LB agar plates with selective antibiotic: prepare L broth as above, adding 15g of agar perliter. Autoclave. Cool to 55–60°C and add antibiotic. Pour 12–15 ml per 100 mm plate.3). 10% (v/v) Glycerol: 12.6 g glycerol (density = 1.26 g/cc) in 90 ml of water. Autoclave or filtersterilize.4). TE: 10 mM Tris-HCl pH 8.0, 1 mM EDTA.5). SOB: 2.0 g Tryptone peptone, 0.5 g Yeast extract, 0.2 ml 5 M NaCl, 0.25 ml 1 M KCl; dissolvein 90 ml water. Adjust pH to 7.0. Bring volume to 100 ml. Autoclave. Add 1.0 ml sterile 1 M MgCl2and 1.0 ml sterile 1 M MgSO4.6). SOC: to 100 ml SOB, add 2.0 ml sterile 1 M glucose (sterilize by filtration).4 注意事项1). 细菌电转化电压一般默认为1.8 KV即可，某些细菌可能会需要更高的电压，可以参考电转化仪器厂商的相关资料以及文献报道。

MicroPulser 电穿孔仪操作手册2018 年12 月27 日1、介绍（1 ）基本原理MicroPulser 电穿孔仪用于细菌、酵母和其他众多微生物的电击转化，转化时，高压电脉冲作用于悬浮在小体积高阻介质中的样品。

本系统由一个脉冲发生器（pulse generator ）模块、一个电击腔（shocking chamber ）和一个装有电极的电击杯（cuvette ）组成。

样本放置于电击杯的电极之间。

MicroPulser 模块包含一个电容器，将电容器充电至高电压，然后模块将电容器中的电流放电到试管中的样品中。

MicroPulser 的电容放电电路产生具有指数衰减波形的电脉冲，如下图。

当电容器放电至样品时，跨越电极的电压迅速上升至最大电压（or 峰值电压，peak voltage ；也称为初始电压，Vo ），并随时间（t ）减小，如下式：其中τ=R · C，为时间常数，是脉冲长度的简便表达式。

R 为电路电阻，单位为ohms （欧姆）。

C 为电容，单位为microfarad （微法拉）。

根据方程1 ，τ是电压下降至峰值电压1/e （~37% ）的时间。

MicroPulser 的内部电路被设计以使E.coli 、酿酒酵母及其他许多微生物可以得到最佳电穿孔，最佳转化效率发生在大约5ms 的时间常数内。

这些电穿孔条件是通过使用10 微法拉电容器和将600 欧姆电阻与样品池并联以及将30 欧姆电阻与样品池串联来实现的。

除时间常数外，电场强度是另一个决定转化效率的重要参数。

电场强度E，是施加于电极间的电压，公式为：其中，V 为施加的电压，d 为电极间的距离，单位为cm 。

电场强度和细胞的尺寸（size ）决定了横贯每个细胞的电压降，正是电压降可能是电穿孔中电压效应的重要表现。

30 欧姆串联电阻的目的是在发生电弧的情况下保护设备电路。

在正常操作条件下，当样本在高电阻介质中，电阻不会影响施加在样本上的电压。

A Flexible Approach to Gene Delivery The flexible, modular Gene Pulser Xcell electroporation system generates bothexponential-decay and square-wave pulses for optimal nucleic acid delivery, enabling you to choose the waveform and protocol that work best for your cell type.The Gene Pulser Xcell system isrecommended for siRNA and DNA delivery into primary, suspension, and difficult-to-transfect mammalian cells, including those that are resistant to chemical transfection using lipid-based reagents.The Gene Pulser Xcell system is composed of a main unit, two accessory modules (the CE and the PC module), and the ShockPod ™cuvette chamber. The CE module isrecommended for use with the Gene Pulser Xcell main unit for electroporation of most eukaryotic cells (including mammalian cells and plant protoplasts). The PC module is recommended for the electroporation of bacteria and fungi, as well as for other applications where high-voltage pulses are applied to samples of small volume and high resistance. To fit your research needs, the system is available in a choice of three configurations.Performance Features■Generates both exponential-decay and square-wave pulses■Supports electroporation of all prokaryotic and eukaryotic cell types, including those that are resistant to chemical transfection ■Uses patented* PulseTrac ™circuitry to ensure reproducible results■Provides an intuitive user interface for easy programming ■Delivers up to 3,000 V■Includes the innovative ShockPod cuvette chamber, which permits one-handed operation*US patents 4,750,100 and 4,910,140.™■Exponential and square waveforms for optimal delivery ■Modular design for value and flexibility ■User-friendly, intuitive digital interface ■Choice of preset protocols or manual operationAn Exceptional System for Excellent ResultsLife Science Group06-0195 1106 Sig 1205Bulletin 5445 US/EG Rev ABio-RadLaboratories, Inc.Web site USA 8004B IO RA D A u stra l ia 02 9914 2800 A u stria 01 877 8901 Be l g i u m 09 38555 11 Bra z i l 55 21 32379400C anada 905 712 2771C h ina 8621 6426 0808C z ec h Re p u b l ic 420 241 430532D en m ar k 44 52 10 00 F in l and 09 804 22 00 F rance 0147956965 G er m an y 089318840G reece 30210777 4396H on g K on g 852 ******** H u n g ar y 361455 8800 India 91 124 4029300/5013478Israe l 039636050 Ita l y 3902 216091 J a p an 0358116270K orea 82234734460 M e x ico 55 5200 05 20 T h e N et h er l ands 0318540666 N e w Z ea l and 64 9415 2280N or w a y 233841 30P o l and 482233199 99 P ort u g a l 351 21 4727700R u ssia 7095 721 14 04 S in g a p ore 65 6415 3188 S o u t h A f rica 270861246 723S p ain 3491 590 5200 S w eden 0855512700 S w it z er l and 06171795 55 T ai w an 886225787189/25787241 U nited K in g do m 020 ********Gene Pulser Xcell Electroporation SystemProgramming Capabilities■User-friendly digital interface for easy, intuitive programming and display of all experimental parameters■Preoptimized programs for frequently used microbial and mammalian cell lines■Manual programming for entry or editing of all parameters used for exponential-decay and square-wave pulses■Optimization protocol enables the best conditions to be determined using incremental voltage steps ■Variety of delivery parameters –– time constant, actual volts given, pulse interval, and pulse time — depending on the waveform chosen ■Storage of up to 144 programs■Storage and recall of pulse parameters and results from previous 100 experimentsBulletins and ElectroprotocolsA number of electroporation protocols are available online, including technical bulletins describing electroporation methods for a variety of cell types and Electroprotocols Online, which provides methods from scientists worldwide who use Gene Pulser ®systems in their research. These items can be found by searching the gene transfer literature at .In addition, any protocol using virtually any other electroporation instrument can be used or adapted for the Gene Pulser Xcell system. For more information on Bio-Rad’s comprehensive set of tools for effective gene silencing and analysis from delivery to detection,please visit /RNAi/or contact your local Bio-Rad sales representative.。

Bio-rad Gene Pulser Xcell电穿孔系统一Gene Pulser Xcell电穿孔系统介绍电穿孔的过程中可以有2种波型来控制外界电压的变化，Gene Pulser Xcell可以提供2种波型，即指数波和方波。

1.Exponential Decay Wave（指数波）所谓指数波的方式，就是将已经充电到指定电压的电容进行快速的放电，放电的方式是以指数的形式进行的（如上面的slide显示）。

该种方式的电穿孔取决于2个参数，电场强度(kV/cm)和时间常数(ms)。

在实验过程中，采用具体的电击杯调整电压即可调整不同的电场强度。

此外，电容和电阻的具体值也可以在Gene Pulser Xcell的界面上进行设置。

•电容器充电到预定的电压(V0)放电后，即向样品释放脉冲，细胞表面的电压随时间按指数方式下降的•电容器的电压值达到峰值释放脉冲后迅速的衰减•电场强度 E (V/cm) 是用来描述电击杯外界电场环境的一个参数（E=V/d ）•脉冲时间是一般用时间常数来进行衡量(~37% of V0，V0/e)•脉冲的时间是由电阻和电容的大小所决定的备注：PC module作用PC（Parallel Capacitor）模块的本质就是在放电回路中在样品上并联一套电阻。

在放电回路中设置PC模块的目的：如果实验样品具有很高的电阻值，那么脉冲就需要维持相当长的时间，这样对细胞是会有损伤的，长时间的电场作用会导致细胞的裂解。

并联了PC模块后对样品而言电击是的电压并没有变化，但是PC 模块起到了分流的作用，可以使得脉冲的时间常数大大减小，可有效的维持细胞的活性。

并联了PC模块后，时间常数取决于该模块的电阻，电阻越小，那么放电的时间也就越短。

2. Square Wave（方波）对于某些细胞而言，采用指数波进行实验特别容易导致细胞的死亡。

对于这种细胞而言，采用方波的形式来进行电穿孔既可以进行有效的转染，又可以很好的保护细胞，维持细胞的活性。