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1、电穿孔简介 Gene Pulser Xcell,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。,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
2、、抗体等其他分子对细胞的结构和功能进行研究,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,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
3、直观的编程控制所有的参数，包括附属模块的参数 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 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
4、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,Charger,充电回路,放电回路,电容器,电击杯,3ohm 电阻,基本电路,GPX和指数波,GPX产生指数波的电路结构,Charger,充电回路,放电回路,电容器,电击杯,3ohm 电阻r,充电,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,Charger,充电回路,放电回路,电容器r,电击杯,3ohm 电阻,放电,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
5、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 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,Charger,充电回路,放电回路,电容器,Cuvette,3ohm 电阻r,PC模块,并联电阻,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
6、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 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,特
7、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,什么是电弧保护?,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 如果样品
8、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,Ions collect above sample,特点: 模块化设计,主机,CE模块,PC模块,ShockPod电击槽,系统部件,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,HOME 1. Exponential protocol 2. Time constant protocol 3. Square wave protocol 4. Pre-set protocols 5. User protocols,HOME
9、6. Last pulse 7. Optimize 8. Data management 9. Measurements 10. User preferences,主菜单,1. 指数波,程序显示,结果显示,2. 时间常数确定的指数波形式,程序显示,结果,3. 方波,程序显示,结果显示,4. GPX内部预设程序,对于常规的细胞，经过优化的电穿孔条件,5. 用户自储存的程序,最多可储存144个程序 12个人，每人12个程序 可按照名字储存 可修改或删除,6. 最后一次电穿孔的条件,即使关机后，GPX还是可以调出仪器最后一次电穿孔的条件，并利用该程序进行实验。方便实验室最常用程序的使用,7. 实验条
10、件的优化,可用于方便的优化实验条件，可连续的对脉冲条件中的电压某一个参数进行优化 该功能可在指数波、方波、特定时间常数的指数波模式下使用,8. 实验数据管理,数据管理 可以调出之前的100个实验程序 显示每个程序的设置条件和结果,9. 仪器的测量功能,该功能使用户可以在日常的工作中经常对GPX CE模块电路中的电容器进行校正，确保实验的精确，具体的步骤如下： 断开ShockPod电击槽 连接CE模块 按下操作面板上的小数点按键 在电击前预测样品的电阻 在实验前，在电击杯里加入样品后放入ShockPod电击槽内，在 Resistance Measurement的菜单下按下“回车键”,10. 用户可对GPX设置的参数,用户可设置时钟，这样可对实验的程序按日期排序，方便日后的调用 调节LCD屏幕的亮度 可调节在仪器进入睡眠状态的时间,特点: ShockPod电击槽,独特的设计 单手即可操作，使用方便 提高了处理样品的通量 安全的联锁设计，确保电击槽在开盖的情况下发出脉冲 电击杯槽的设计确保电击杯正确的放置位置 非常容易清洁,
