电穿孔仪怎么用？细胞转染与微生物电转操作流程

电穿孔仪怎么用？从设备操作本身看，流程并不复杂：准备样品、加入电转杯、选择波形和参数、施加脉冲，再进行电转后的恢复与结果检测。

真正容易出问题的地方，并不是“哪个按钮不会按”，而是不同样品应该采用什么波形、样品怎么准备、电转杯是否匹配、参数应该怎样记录，以及脉冲结束以后怎么处理。

因此，电穿孔仪操作不能只记住一个电压数字。哺乳动物细胞转染与细菌、酵母电转化虽然都属于电穿孔，但两类实验在样品制备、电脉冲和电转后处理方面存在明显差异。

图1：Gene Pulser X2集成方波和指数衰减波，同一平台可分别建立真核细胞转染与微生物电转流程

一、开始操作前，先确定自己做的是哪一种电转

很多操作问题其实在开机之前就已经决定了。

第一步应该确认实验对象。

如果是哺乳动物细胞、原代细胞、免疫细胞、干细胞等真核细胞转染，通常需要重点关注方波脉冲的电压、脉冲宽度、次数和间隔。

如果是大肠杆菌、农杆菌、酵母、真菌等微生物电转化，则通常更多关注指数衰减波的电压、电阻、电容以及时间常数。

两种实验不能只因为都叫“电转”，就直接共用一套程序。

如果目前还没分清自己的实验属于哪一种，可以先查看电转染和电转化怎么选？从样品类型到电穿孔仪选型指南。

二、第一步：准备样品和递送物

正式电转之前，应先确认细胞或菌株状态以及需要递送的材料。

真核细胞常见递送物包括：

质粒DNA、mRNA、siRNA、CRISPR RNP、蛋白及其他适合电转体系的研究分子。

微生物电转则经常以质粒DNA为主。

这一阶段真正需要控制的是：

• 细胞或菌株状态是否符合实验要求；

• 细胞数量或感受态浓度是否稳定；

• DNA、RNA或其他递送物质量是否正常；

• 缓冲体系是否适合电转；

• 样品盐离子是否过高；

• 总体积是否与电转杯和实验方案匹配。

尤其是微生物电转，高盐样品会增加异常放电和电弧风险，因此感受态制备和DNA溶液状态不能忽略。

三、第二步：确认电转杯规格

电转杯不是简单的样品容器。

不同电极间距会直接影响相同电压下的实际电场强度。

电场强度可以简单理解为：

电场强度 = 电压 ÷ 电极间距

因此，同样设置1000V，0.1cm和0.2cm电转杯作用于样品的电场条件并不相同。

所以复制文献参数时，至少要同时确认：

电压 + 波形 + 电转杯间距，而不能只抄一个“多少伏”。

使用前还应确认电转杯：

• 规格正确；

• 无明显破损；

• 外壁保持干燥；

• 样品加入后没有明显气泡。

对于一次性电转杯，应按照耗材使用规范处理，不建议自行清洗后反复使用。

四、第三步：选择波形和程序

设备开机完成自检以后，根据实验对象选择对应波形或程序。

例如Gene Pulser X2同时提供方波和指数衰减波，并提供哺乳动物细胞、细菌和真菌等预设程序，可以作为新实验建立条件时的起始参考。设备目前也支持实际波形显示、预脉冲电阻测量和电弧保护。

但“有预设程序”不代表任何样品直接调用后都一定得到最佳结果。

更合理的使用方法是：

预设程序、文献或历史条件作为起点 → 完成第一轮实验 → 同时评价效率和样品状态 → 再进行小范围参数优化。

如果需要自己建立参数组合，可以继续查看电穿孔仪能自定义参数吗？脉冲程序怎么设置。

五、真核细胞转染应该怎么操作？

以哺乳动物细胞方波转染为例，可以按照以下基本逻辑进行：

步骤1：准备细胞。

按照已经验证的实验方案收集细胞，并调整到适合当前体系的状态、数量和体积。

步骤2：加入递送物。

将细胞与DNA、mRNA、RNP或其他递送物按照实验方案混合。

步骤3：转移到电转杯。

避免明显气泡，并擦干杯体外壁。

步骤4：设置方波参数。

选择预设程序或设置电压、脉冲时间、次数和间隔。

步骤5：施加电脉冲。

确认样品、电转杯和程序无误后再触发脉冲。放电过程中不要接触高压输出部件和电极区域。

步骤6：完成电转后恢复。

根据当前细胞和实验protocol尽快进入适合的恢复培养条件。

步骤7：评价结果。

不要只记录转染阳性率，还应该结合细胞活率、恢复状态以及最终表达或编辑结果判断参数是否合适。

图2：Gene Pulser 830主要面向真核细胞方波转染，可围绕电压、脉冲时间、次数和间隔进行条件优化

六、细菌和酵母电转化应该怎么操作？

微生物电转的逻辑与哺乳动物细胞有所不同。

典型流程可以概括为：

步骤1：准备电感受态细胞。

按照对应菌株和实验protocol制备感受态，并尽量减少不必要的盐离子残留。

步骤2：加入质粒DNA。

使用符合当前体系要求的DNA条件，避免因为DNA溶液加入量或盐分明显增加样品电导率。

步骤3：将样品加入正确规格的电转杯。

确认样品位于电极之间，无明显气泡，杯体外侧保持干燥。

步骤4：设置指数衰减波参数。

根据菌株、DNA、电转杯和已有protocol设置电压、电阻、电容或时间常数。

步骤5：施加脉冲并查看实际输出。

如果设备能够显示实际电压、时间常数和波形，应把这些数据一起记录，而不是只保存设定值。

步骤6：按照当前菌株方案进行复苏。

不同菌株、质粒和筛选体系的恢复培养条件可能不同，应按照已经建立的实验方案执行。

步骤7：培养并评价转化结果。

可以通过克隆数量、转化效率以及不同批次的一致性判断条件是否需要继续优化。

图3：Gene Pulser 630主要用于细菌、酵母和真菌等微生物指数衰减波电转，可记录实际电压、时间常数和波形

七、为什么不建议直接照搬一个电压？

一套完整的电穿孔条件远不止“多少伏”。

真正可能改变实验结果的变量还包括：

如果论文中的参数照搬以后失败，可以查看复制电穿孔参数为什么失败？电转染与电转化条件差异解析。

八、出现打火时，正确操作顺序是什么？

电转过程中如果出现明显电弧或异常放电，不建议连续重复脉冲。

可以依次检查：

样品盐离子 → DNA或缓冲液加入量 → 气泡 → 电转杯状态 → 杯体外壁水分 → 参数和电转杯规格 → 设备异常提示。

Gene Pulser X2、630和830目前均提供预脉冲电阻测量和电弧保护，可在正式放电前辅助识别样品电导异常、气泡或电转杯问题。设备保护可以降低风险，但不能代替正确的样品准备。

九、转染效率低时，不要第一步就增加电压

低效率可能来自很多原因：

• 细胞状态不理想；

• 递送物质量或剂量不合适；

• 电转杯规格不同；

• 缓冲液发生变化；

• 脉冲时间或次数不合适；

• 电转后的恢复条件不同。

所以不能简单采用“效率低→增加电压”的单一调整方法。

对于细胞转染，更合理的是同时观察：

转染效率 + 细胞活率 + 恢复状态 + 最终实验结果。

尤其是原代细胞、T细胞、NK细胞等敏感样品，可以进一步查看原代细胞、免疫细胞电转参数优化：为什么不能照搬普通细胞系？。

十、正式操作时要不要先空载打一枪？

不建议把“空载放电”作为通用开机检查方法。

正常情况下，应先完成设备自检、电源及连接检查。

如果实验室需要验证脉冲输出，应按照厂家规定使用合适的测试负载、检测附件或专业测试方法，而不是自行在没有合适负载的情况下反复高压放电。

如果怀疑设备输出发生变化，可以进一步查看电穿孔仪需要调试吗？调试方法与参数校准。

十一、电转结束以后需要做什么？

完成所有样品以后，建议：

1. 保存本次设定参数和实际输出数据；

2. 记录样品、电转杯和递送物等关键条件；

3. 按照耗材规定处理使用后的电转杯；

4. 检查电转座及周围是否有液体或盐分残留；

5. 使用与设备材料兼容的方法完成清洁并保持干燥；

6. 按照设备操作要求正常关机。

关于长期清洁、存放以及哪些位置不应该自行拆卸，可以查看电穿孔仪怎么维护？清洁、检查与长期存放指南。

十二、电穿孔仪标准操作可以归纳成这7步

第一步：确认样品类型和需要的波形。

第二步：准备细胞、菌株和递送物。

第三步：确认电转杯规格并正确加样。

第四步：选择预设程序或设置完整脉冲参数。

第五步：确认样品状态后施加电脉冲。

第六步：立即按照对应实验方案进行恢复培养。

第七步：同时记录设定参数、实际输出和最终实验结果。

真正规范的电穿孔操作，不是找到一个所谓“万能参数”，而是把样品、波形、电转杯、脉冲参数和恢复流程完整记录下来，并逐步建立当前实验室能够稳定重复的条件。

如果想进一步理解电穿孔为什么能够让外源分子进入细胞，可以查看电穿孔仪的工作原理是什么？。

如果需要根据实验对象选择具体设备，可以进入电穿孔仪产品中心，比较Gene Pulser 630、830、X2及其他型号的波形与应用范围。