细胞电穿孔仪的核心原理基于电穿孔现象。细胞膜是一种具有选择透过性的生物膜，它由磷脂双分子层构成，能够严格控制物质进出细胞，维持细胞内部环境的稳定。当细胞处于电场中时，细胞膜会受到电场力的作用。在正常情况下，细胞膜具有一定的电阻和电容特性，对电场有一定的阻挡作用。然而，当施加的电场强度达到一定阈值时，细胞膜的磷脂双分子层结构会发生局部的重新排列，形成短暂的、可逆的微孔，这就是电穿孔现象。这些微孔的大小和数量取决于电场的强度、脉冲持续时间、脉冲次数以及细胞类型等因素。
细胞电穿孔仪通过准确控制电场的各项参数来实现对电穿孔过程的调控。主要的电场参数包括电场强度、脉冲宽度、脉冲形状和脉冲次数等。电场强度是指单位距离上的电势差，它决定了对细胞膜施加的作用力大小。一般来说，较高的电场强度能够更容易地诱导细胞膜产生电穿孔，但过高的电场强度可能会导致细胞不可逆的损伤甚至死亡。脉冲宽度是指电脉冲的持续时间，较长的脉冲宽度可以使细胞膜有足够的时间形成微孔，但也可能增加细胞受损的风险。脉冲形状有多种类型，如方波、指数衰减波等，不同的脉冲形状对细胞膜的作用方式也有所不同。脉冲次数则影响着电穿孔的效果和细胞的存活率，多次脉冲可以在一定程度上提高外源物质进入细胞的效率，但也会增加细胞的应激反应。
细胞电穿孔仪的操作流程：
细胞准备：选择合适的细胞类型，并进行培养和扩增。在电穿孔前，将细胞收集起来，用适当的缓冲液洗涤，以去除培养基中的血清和其他杂质，然后将细胞悬浮在电穿孔缓冲液中，调整细胞浓度至适宜范围。
外源物质准备：根据实验目的，准备含有外源物质(如DNA、RNA、蛋白质等)的溶液。外源物质的浓度和纯度对电穿孔效果有重要影响，需要进行优化和纯化处理。
电击杯准备：选择合适规格的电击杯，并进行清洗和消毒处理。将电击杯安装在电穿孔仪上，并预热或预冷至适宜温度。
混合细胞和外源物质：将准备好的细胞悬浮液和外源物质溶液轻轻混合，避免产生气泡。然后将混合液转移至电击杯中。
电穿孔操作：设置好电场参数(如电场强度、脉冲宽度、脉冲次数等)，启动电穿孔仪进行电击。电击过程中要注意观察电穿孔仪的显示界面，确保电脉冲正常产生。
细胞恢复与培养：电击完成后，将电击杯中的细胞迅速转移至含有适量培养基的培养皿中，在适宜的温度和二氧化碳浓度下进行培养，让细胞恢复和表达外源物质。
