电穿孔简介

3ohm 电阻 电击杯
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
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
GPX和指数波
GPX产充生电指数波的电路结构
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 充电回路
电容器r 放电回路
The charge is delivered to the cuvette
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
10. User preferences
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
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
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
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
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
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
Charger
电容器
Cuvette
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
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
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，ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ蛋白分子、糖类分子等等。
并联电阻
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
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
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
具体的工作原理?
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产基生本指电数路 波的电路结构
Charger 充电回路
电容器 放电回路
3ohm 电阻 电击杯