細胞電穿孔儀的核心原理基于電穿孔現象。細胞膜是一種具有選擇透過性的生物膜，它由磷脂雙分子層構成，能夠嚴格控制物質進出細胞，維持細胞內部環境的穩定。當細胞處于電場中時，細胞膜會受到電場力的作用。在正常情況下，細胞膜具有一定的電阻和電容特性，對電場有一定的阻擋作用。然而，當施加的電場強度達到一定閾值時，細胞膜的磷脂雙分子層結構會發生局部的重新排列，形成短暫的、可逆的微孔，這就是電穿孔現象。這些微孔的大小和數量取決于電場的強度、脈沖持續時間、脈沖次數以及細胞類型等因素。
細胞電穿孔儀通過準確控制電場的各項參數來實現對電穿孔過程的調控。主要的電場參數包括電場強度、脈沖寬度、脈沖形狀和脈沖次數等。電場強度是指單位距離上的電勢差，它決定了對細胞膜施加的作用力大小。一般來說，較高的電場強度能夠更容易地誘導細胞膜產生電穿孔，但過高的電場強度可能會導致細胞不可逆的損傷甚至死亡。脈沖寬度是指電脈沖的持續時間，較長的脈沖寬度可以使細胞膜有足夠的時間形成微孔，但也可能增加細胞受損的風險。脈沖形狀有多種類型，如方波、指數衰減波等，不同的脈沖形狀對細胞膜的作用方式也有所不同。脈沖次數則影響著電穿孔的效果和細胞的存活率，多次脈沖可以在一定程度上提高外源物質進入細胞的效率，但也會增加細胞的應激反應。
細胞電穿孔儀的操作流程：
細胞準備：選擇合適的細胞類型，并進行培養和擴增。在電穿孔前，將細胞收集起來，用適當的緩沖液洗滌，以去除培養基中的血清和其他雜質，然后將細胞懸浮在電穿孔緩沖液中，調整細胞濃度至適宜范圍。
外源物質準備：根據實驗目的，準備含有外源物質(如DNA、RNA、蛋白質等)的溶液。外源物質的濃度和純度對電穿孔效果有重要影響，需要進行優化和純化處理。
電擊杯準備：選擇合適規格的電擊杯，并進行清洗和消毒處理。將電擊杯安裝在電穿孔儀上，并預熱或預冷至適宜溫度。
混合細胞和外源物質：將準備好的細胞懸浮液和外源物質溶液輕輕混合，避免產生氣泡。然后將混合液轉移至電擊杯中。
電穿孔操作：設置好電場參數(如電場強度、脈沖寬度、脈沖次數等)，啟動電穿孔儀進行電擊。電擊過程中要注意觀察電穿孔儀的顯示界面，確保電脈沖正常產生。
細胞恢復與培養：電擊完成后，將電擊杯中的細胞迅速轉移至含有適量培養基的培養皿中，在適宜的溫度和二氧化碳濃度下進行培養，讓細胞恢復和表達外源物質。
