(优选)电穿孔简介详解.
Bio-radMicroPulser电穿孔仪中文说明书
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。
电火花穿孔成形加工2
第二章
电火花加工
直接配合法的缺点是： 直接配合法的缺点是： (1) 电极材料不能自由选择，工具电极和工件 电极材料不能自由选择， 都是磁性材料，易产生磁性， 都是磁性材料，易产生磁性，电蚀下来的金属屑 可能被吸附在电极放电间隙的磁场中而形成不稳 定的二次放电，使加工过程很不稳定， 定的二次放电，使加工过程很不稳定，故电火花 加工性能较差。 加工性能较差。 (2) 电极和冲头连在一起，尺寸较长，磨削时 电极和冲头连在一起，尺寸较长， 较困难。 较困难。
第二章
电火花加工
2.5
电火花穿孔成形加工
电火花穿孔成形加工是利用火花放电原理，用工具电极对 工件进行复制加工的工艺方法，其应用范围可归纳为： 冲模（包括凸凹模及卸料板、固定板） 冲模（包括凸凹模及卸料板、固定板） 粉末冶金模 挤压模（型孔） 挤压模（型孔） 型孔零件 小孔 深孔
锻模、压铸模、塑料模、胶木模） 型腔模（锻模、压铸模、塑料模、胶木模）
第二章
电火花加工
二、电火花成型加工方法（型腔模电火花加工） 电火花成型加工和穿孔加工相比有下列特点： (1) 电火花成型加工为盲孔加工，工作液循环困难，电蚀 产物排除条件差。 (2) 型腔多由球面、锥面、曲面组成，且在一个型腔内常 有各种圆角、凸台或凹槽，有深有浅，还有各种形状的曲面 相接，轮廓形状不同，结构复杂。这就使得加工中电极的长 度和型面损耗不一，故损耗规律复杂，且电极的损耗不可能 由进给实现补偿，因此型腔加工的电极损耗较难进行补偿。 (3) 材料去除量大，表面粗糙度要求严格。 (4) 加工面积变化大，要求电规准的调节范围相应也大。
第二章
电火花加工
凸凹凸凸
主主主 凸凹 (冲主) 预工电电 (紫紫) 预预 (凹凹)
主主主
电穿孔技术
电穿孔技术电穿孔缓冲液：配方1：200mM/L葡萄糖,5mM硫酸镁2mM/L疏基乙醇20mM/LTris-HCI ,pH值7.6Universal Electroporation Solution通用电转染缓冲液性能特点：1. 显著提高转染效率和细胞存活率2. 适用于难转染细胞等几乎所有细胞类型3. 与所有电融合/电穿孔仪兼容产品货号：UES0001产品规格：1ml保存：Universal Electroporation Solution保存于4度建议-20度长期保存保质期：正确的使用和保存条件下，保质期为6个月电转染次数：1ml Universal Electroporation Solution用0.4cm电极杯可进行5组实验用0.2cm电极杯可进行10组实验电转染条件：电压260V电容950μF操作步骤：1．收集细胞：用胰酶消化细胞，将细胞培养液吸入到15ml离心管中，1000rpm,5min，弃其上清。
2．用不含血清的培养液洗涤一次，弃其上清。
3．取2～10ug质粒加入到100ul电转缓冲液中，充分混匀。
4．用100ul混有质粒的电转缓冲液充分溶解细胞，转入0.2cm电转导入杯中。
5．将电转导入杯放入样品槽中，释放电脉冲，电击参数按电容1000 mF，电压150-500 V，间隔20V取值，取得最佳效果。
6．立即取出电击杯，分别用一次性吸管将混和液转移至加有完全培养基的一次性细胞培养瓶中，放入细胞培养箱中培养。
电穿孔法转染哺乳动物细胞来源： 发布时间：2009-08-31 查看次数：1935站长注：下文是发表于Nature Methods中的一篇关于电穿孔转染方法的文章，站长对其作了注释，方便大家理解。
电穿孔转染理论上可转染所有的组织细胞，因此对其他如脂质体、磷酸钙沉淀等方法转染效果不明显的细胞可选用此方法。
电转过程中，最重要的就是电穿孔仪的电压、电容以及与电泳缓冲液的选择。
提到电转仪，最出名的恐怕就属BIO-RAD了，他在1986年推出了世界上第一台电穿孔仪，并发布了多种细胞仪电转过程中的电压，电容，电转缓冲液等可省却大家很多的摸索过程，具体资料可到其主页上查找相关Nature Methods 3, 67 - 68 (2006)Transfection of mammalian cells by electroporationPulsed electrical fields can be used to introduce DNA into a wide variety of animal cells1, 2. Electroporation works well with cell lines that are refractive to other techniques, such as calcium phosphate–DNA coprecipitation. But as with other transfection methods, the optimal conditions for electroporation of untested cell lines must be determined experimentally.电穿孔转染可用于磷酸钙转染效率低下的细胞，具有操作简便，转染效率高等优点，但对于不同的细胞，其转染条件有很大的不同，需要进行摸索。
电穿孔过程简介
The Electroporation Experts
Remove the cuvette from package
将样品杯从包装内 取出
The Electroporation Experts
Pipette sample from 50 ml tube
吸取样品50ml
Load sample into cuvette
将样品注入样品杯
The Electroporation Experts
The Electroporation Experts
Make sure the sample is settled between the 2 aluminum plates. Rid of bubbles in the cuvette.
The Electroporation Experts
Plate the sample into plates for further assay.
Байду номын сангаас
将样品移至平板，用于下一步的研究
The Electroporation Experts
That’s All
FOLKS!
在确定电缆连接正确后，按下开始，启动脉冲
The Electroporation Experts
After pulsing, sample will foam depending on the buffer type and electrical parameters.
脉冲后，样品有泡沫（与缓冲液的类型和电极的形状有关）
确定样品在两个铝板之间，去除样品杯内的气泡
The Electroporation Experts
大体积细胞电穿孔系统安全操作及保养规程
大体积细胞电穿孔系统安全操作及保养规程1. 引言大体积细胞电穿孔系统是一种常用于细胞研究和基因转染的实验设备。
正确的操作和保养对于系统的稳定工作和实验结果的准确性至关重要。
本文将介绍大体积细胞电穿孔系统的安全操作规程和保养方法。
2. 安全操作规程在操作大体积细胞电穿孔系统时，必须遵守以下安全规程：2.1. 穿戴个人防护装备在操作细胞电穿孔系统时，必须戴上实验手套、护目镜和实验服，以保护自己免受潜在的伤害和污染。
2.2. 防止电击•在使用细胞电穿孔系统之前，确保设备接地良好。
•避免触摸导电部分，特别是在设备运行期间。
•不要将任何金属物体放置在设备周围，以免导致短路或电击危险。
2.3. 防止液体溅出•在操作细胞电穿孔系统时，注意避免液体溅出。
•尽量使用密封好的容器和试剂，以防止液体波及到设备和实验环境。
2.4. 定期维护设备•定期检查设备的电源线、电缆和接头，确保其完好无损。
•定期清洁设备表面，以保持设备的良好工作状态。
2.5. 紧急救援•在操作细胞电穿孔系统时，应熟悉相关的急救措施和应急联系方式。
3. 设备保养方法正确的设备保养可以延长大体积细胞电穿孔系统的使用寿命，并保证实验结果的准确性。
以下是设备保养的一些建议：3.1. 定期清洁设备•使用柔软的布或棉纱蘸取少量无纺布清洁剂，擦拭设备的表面。
•避免使用含有酸性或腐蚀性成分的清洁剂，以免损坏设备。
3.2. 保持设备干燥•在使用完毕后，务必将设备表面的液体清洁干净，尤其是电极部分。
•避免将设备暴露在潮湿的环境中，以免造成设备损坏。
3.3. 定期更换耗材•根据使用频率，定期更换耗材，如电极、电穿孔缓冲液等。
•更换时，务必按照操作手册的指示进行。
3.4. 记录设备运行状态•定期记录设备的运行状态，包括参数设定、实验条件等。
•如发现设备异常或故障，及时联系设备厂家或售后服务部门进行修复和维护。
4. 总结大体积细胞电穿孔系统的安全操作和保养对于实验结果的准确性和设备的稳定性至关重要。
电穿孔脉冲发生器综述
电穿孔脉冲发生器综述作者：王云光邵欢欢单纯玉来源：《计算机时代》2019年第05期摘; 要：电穿孔是脂质膜在强电场作用下发生的一种现象，它是许多生物医学技术的基础。
将电穿孔信号的参数通过优化施加到特定的细胞、组织，以达到电穿孔的目的。
电穿孔器是一种改变细胞膜通透性的脉冲发生器。
在电穿孔的应用中，我们通常控制和调整电穿孔脉冲发生器电场参数，以适应特定的细胞参数和生物技术或生物医学的应用，即电穿孔的目标。
电穿孔脉冲发生器的设计一直受到生物医学应用的驱动。
关键词：电穿孔; 电穿孔器; 脉冲发生器; 电场中图分类号：TP301; ; ; ; ; 文献标志码：A; ; ; 文章编号：1006-8228（2019）05-23-04Abstract： Electroporation， a phenomenon of lipid membrane under strong electric field， is the basis of many biomedical technologies. The parameters of electroporation signal are applied to specific cells and tissues to achieve the purpose of electroporation. Electroporator is a pulse generator which changes the permeability of cell membrane. In the application of electroporation， we usually control and adjust the electric field parameters of electroporation pulse generator to adapt to specific cell parameters and the application of biotechnology or biomedicine， that is， the target of electroporation. The design of pulse generators for electroporation is always driven by biomedical applications.Key words： electroporation; electroporator; pulse generator; electric field0 引言电穿孔是膜在足够高的电场作用下发生的一种现象[1-2]。
活体电穿孔法介绍
活体电穿孔法介绍1、什么是活体电穿孔活体电穿孔法(in vivo electroporation) 是将外源基因通过电场作用，导入动物目标组织或器官。
由于这种方法能有效导入外源基因，可在多种组织器官上应用,并且效率较高。
活体电穿孔法的原理很简单,在直流电场作用的瞬间,细胞膜表面产生疏水或亲水的微小通道105～115μm ,这种通道能维持几毫秒到几秒,然后自行恢复。
在此期间生物大分子如DNA 可通过这种微小的通道进入细胞。
近年来活体电穿孔法用于转基因研究的报道不断增多,在基因治疗方面的优势也日趋显著,是一种很好的活体基因导入方法。
活体电穿孔法可用于检测瞬时表达系统中载体的表达状况。
大量的研究表明活体电穿孔法在基因治疗方面有非常好的应用前景。
因此目前国内外对活体电穿孔法介导外源基因转移的研究越来越多。
2、活体电穿孔的法的特点活体电穿孔法基因导入和表达效率较高,它的特点主要在以下几个方面:首先,靶器官的选择面广,理论上任何组织和器官都可以作为活体电穿孔的靶器官。
在用于基因治疗方面，要考虑到靶器官组织生理特性。
如果所选择的局部组织细胞不能把所转移基因的表达产物分泌到外周血液循环中,则在某种意义上说已失去了基因导入的价值,这在基因治疗中是关键性的问题。
当使用组织特异性表达载体时,研究人员应根据所构建的表达载体来选择基因转移和表达的靶器官组织。
例如鱼精蛋白21 启动子可指导外源基因在精母细胞中特异性表达,以小鼠的睾丸作为靶器官将含有鱼精蛋白21启动子的表达载体导入,获得外源基因的表达量远远高于该基因在肝脏和骨骼肌中的表达。
其次,对导入的外源基因片段的大小没有限制,从几KB 或十几KB 的表达载体, 到100～200KB 的YAC、BAC 基因组,都有成功导入并获得表达的报道。
此外活体电穿孔法操作简单快速,电穿孔的时间只有几秒钟,而且DNA片段不需要特殊的纯化操作。
但电穿孔法也存在一些的缺点:首先,外源基因表达持续的时间很短,虽然外源基因导入后最快可在215 小时有表达,但大多1～2 月后表达量降至很低。
电穿孔美容仪使用说明
电穿孔美容仪使用说明卡酷尚电穿孔（EMS）美容仪使用说明：1.第一次使用，需要充电将电源插头接插连接充电器插孔内，电源插头另一端接到外接电源上，充电座电源显示灯亮蓝光，表示电源插通。
再将主机插通充电座插孔内，充电指示灯将会亮红灯，充电饱和后，充电指示灯会亮绿灯，每次充电时间约为4小时。
2.清洁皮肤后，拍上精华液3.拿起充电好的主机，按下开关按钮，彩光灯盘的五颗粉光亮，电流强度为默认档1档。
4.根据您的需要调节电流强弱，电流指示档1-4档，对应的电流强度是从低至高，数字越大，电流强度越高。
5.电流强弱选择方式第1次按开关，电流强弱默认1档；第2次按开关，电流强弱跳至2档；第3次按开关，电流强弱跳至3档；第4次按开关，电流强弱跳至4档；第5次按开关，机器进入关机状态。
6.操作时由下至上，由内至外，在皮肤上提拉状移动，移动过程中皮肤会微微发热，EMS电流可以刺激肌肉运动，肌肉运动产生热量，温度约为40度左右，需配合美容液一起使用，正常每周两次为宜。
卡酷尚电穿孔美容仪技术参数卡酷尚电穿孔美容仪注意事项1.使用前请阅读说明书中《安全注意事项》，然后再正确使用。
2.请按操作顺序使用机器。
3.请不要自行拆机或改造，修理请咨询修理店。
4.请不要用于说明书以外的用途。
5.请不要在日晒下、火盆旁、浴室灯高温高湿的地方使用或放置。
6.不要放在较热的电器旁边，以免发生火灾、触电等事故。
7.充电器不要放在湿的情况下使用，以免短路、触电或起火。
8.请不要让小孩或身体活动不自由的人使用，未成年人使用时需要有成年人陪同指导。
警告：异常发热时，请立即停止使用，以免引起破损或者着火。
请不要摔掉或撞击主机，以免引起故障。
使用中，要不断补充精华，以免皮肤干燥。
电源线破损时，请不要使用，以免起火。
以下人群请不要使用：心脏病人、发高烧患者、有传染病者、有恶性肿瘤者、有伤口者、急性病患者、高低血压患者、起搏器植入体内者、人工心肺者、正使用医用电器者、皮肤病患者、孕妇哺乳期、过度晒伤的人、特别敏感的人、血管扩张者、正在住院的人。
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采用电穿孔的优点
• 本质上属于物理的方法，不采用任何化学试剂， 因此不会对细胞产生损伤
• 操作方便 • 低毒性 • 高的转染效率 • 使用于种类广泛的细胞
电穿孔的主要应用
• 导入标记基因，起到标记、指示的作用
• 导入具体的功能基因进行研究
• 导入药物、蛋白、抗体等其他分子对细胞的结构 和功能进行研究
• 如果样品量很少的话，那么产生的热量会使 得样品蒸发
• 如果由于样品的低电阻而产生电弧，那么 GPX会给出提示，并不能提供脉冲
特点: 模块化设计
系统部件
PC模块 CE模块
主机 ShockPod电击槽
特点: 友好的操作界面
• 图表化的操作界面可以设置所有的实验参数，包括附属模块的参数
特点: 可选择的程序设置
• 脉冲的间隔时间就是指2个脉冲 间的时间
• 脉冲下降是指终止电压和起始 电压值之间的差值
GPX和方波
高电压回路: 一次充电，一次脉冲。在下一次脉冲前，电容器 需要重新充电 最多只能进行2次脉冲，脉冲时间为0.05 – 5msec ，脉冲间隔为5-30sec
低电压回路: 该电路是可调的，因此可一次充电，进行多次的 脉冲 最多可进行10次脉冲，脉冲时间为0.05-100msec ，脉冲间隔为 0.1 – 10 sec
括附属模块的参数 • 提供多种操作模式，包括手动设置、预设模式、用户编
程等多种方式
主要的优点、特点：2种波型
电穿孔的过程中可以有2种波型来控制外界电压的变化
The Gene Pulser Xcell可以提供2种波型，即指数波和方 波
Exponential Decay
• 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
主要的优点、特点
• 提供指数波和方波2种电穿孔条件，可对任何的真核细胞 、原核细胞的电转染实验条件进行优化
• 采用Bio-Rad专利的 PulseTrac电路和电弧保护设计，可 确保实验的重复性并保护样品
• 模块化的设计可方便用户根据不同的实验要求进行选择 • 友好的数字化界面，可直观的编程控制所有的参数，包
• 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
GPX和指数波
• GPX产生指数波的电路结构
具体的工作原理?
• 将细胞和外源DNA混合后一起放在电 击杯内
• 电击杯被加上电压后，细胞膜进行重 排，细胞表面出现很多小孔
• 外源DNA分子通过上述形成的小孔进 行细胞内部
• 当外界的电场撤消后，细胞膜表面的 小孔重新关闭，这时阻止外界的分子 再进入细胞
Gene Pulser Xcell
电穿孔系统
在放电回路中3欧姆的电阻可以起到减小回路中电流的 作用，适当的保护样品
注意： PulseTrac 回路技术是Bio-Rad公司的专利技术 ，其他任何厂家都不能提供
PC模块的结构与原理?
• 电流会经过电阻最小的通路
• PC模块中的电阻决定了脉冲过程中的时间常数，电阻越小，放电 时间越短
3ohm 电阻r
基本电路
Charger
电容器
3ohm 电阻 电击杯
充电回路
放电回路
GPX和指数波
• GPX产生指数波的电路结构
充电
Charger
电容器
3ohm 电阻r 电击杯
充电回路
放电回路
根据具体电压及电容的选择，可以采用主单元或者CE模块对电容进行充电
GPX和指数波
• GPX产生指数波的电路结构
放电
Charger
Charger
电容器
Cuvette
并联电阻
充电回路
放电回路
PC模块
当样品的电阻远远大于PC模块的电阻时，则PC模块的电阻约等于放电回路的电阻
方波
• 电容器的指数放电过程中被截 止后就会形成方波，其时间常 数远大于脉冲时间
• 脉冲时间就是细胞被放电的时 间
• 脉冲是可以被反复释放的，在 低压回路最多可以重复10次， 在高压回路最多可以重复2次
电穿孔简介
电穿孔的工作原理是什么?
• 电穿孔的基本原理是将细胞置于一个瞬时的高电 场的环境中，此高电场的环境使得细胞膜的表面 出现很多小孔，这种条件下细胞膜对于环境中分 子的透性大大增加，这样就可以将外源分子进入 细胞。
• 利用上述的原理，那么采用电穿孔的方法就可将 DNA等其他类的生物分子导入细胞内部进行研究 ，如蛋白分子、糖类分子等等。
电容器r
3ohm 电阻 电击杯
充电回路
放电回路
The charge is delivered to the cuvette
PulseTrac 电路是如何确保每次实验 电压的精确度及实验的重复性
在每次放电前， PulseTrac电路都会预测整个放电回路 的电阻值，并计算得到应该加在电容器上的电压， 确保放电后样品上获得的电压和理论电压值的一致
特点: PulseTrac电路和电弧保护
• PulseTrac电路确保样品上所加电压的精确度 • 将CE模块中的低压电容器的精度从20%提高到10% • 电容器的校正方便，确保每次脉冲的精确，并且能修正随着
使用而产生的电容器指标的偏差 • 在每次脉冲前就能预测样品的电阻 • 当脉冲或电路中断时，可进行安全的放电，确保安全 • 电弧保护设计，确保设备和样品的安全
主菜单
HOME
1. Exponential protocol 2. Time constant protocol 3. Square wave protocol 4. Pre-set protocols > 5. User protocols
HOME
< 6. Last pulse 7. Optimize 8. Data management 9. Measurements
什么是电弧保护?
Ions collect above sample
• 在电击杯中出现电阻特别小的区域时，就会 形成短路，产生电弧。样品缓冲液中的离子 成分就会造成电弧现象
• 只要上述电阻突然变小的情况被检测到，那 么电流就不会经过样品
• 电弧保护就是在存在短路的情况下，使电流 不经过样品，确保样品不受强电流的损伤