Neue Technologie macht Mikroinjektion zuverlässiger, reproduzierbarer und erschwinglicher
Microinjektion ist der Prozess, genetisches Material mit Hilfe von Glas-Mikropipetten oder Metall-Mikroinjektionsnadeln in eine lebende Zelle zu übertragen. Glas-Mikropipetten können verschiedene Größen mit Spitzen-Durchmessern von 0,1 bis 10 µm haben. DNA oder RNA wird direkt in den Zellkern injiziert. Microinjektion wurde erfolgreich bei großen Froscheiern, Säugetierzellen, Säugetier-Embryonen, Pflanzen und Geweben eingesetzt. Microinjektion war bisher teuer, kann ein langsamer Prozess sein und erfordert geschultes Personal, aber neue Technologien machen sie noch zuverlässiger, wiederholbarer und erschwinglicher.
Die Pronuklearinjektion, bei der DNA oder RNA in den Kern einer befruchteten Eizelle eingefügt wird, um transgene Organismen zu erzeugen, ermöglicht es Forschern, die Rolle bestimmter Gene zu untersuchen. Dieser horizontale Gentransfer kann genetisches Material derselben oder einer anderen Art einfügen. Bei Verwendung von genetischem Material verschiedener Arten entsteht ein Chimär. Wenn das genetische Material NICHT in das Genom der Nachkommen integriert wird, spricht man von einer transienten Transformation, die nicht an nachfolgende Generationen weitergegeben wird. Wird das neue genetische Material jedoch an zukünftige Generationen weitergegeben, handelt es sich um eine stabile Transformation. In diesem Fall wird das durch Microinjektion eingefügte Gen als Transgen bezeichnet, und der Organismus, der nach einem erfolgreichen Gentransfer entsteht, wird als transgen bezeichnet.
Transgene Tiere sind also das Ergebnis von Experimenten, die genetisches Material (DNA) in ihre Keimbahn integrieren. Diese transgenen Tiere sind von unschätzbarem Wert, um die Funktionen spezifischer Faktoren in homöostatischen Systemen durch Über- oder Unterexpression eines modifizierten Gens zu identifizieren. In vielen Fällen sind transgene Tiere auf die Laborumgebung zum Überleben angewiesen.
Microinjektion ist eine hoch reproduzierbare und wiederholbare Methode, genetisches Material in einen Zellkern einzuführen. (Qingsong Xu. Micromachines for Biological Micromanipulation. Springer Verlag, 2018.) Im Vergleich zu anderen Methoden der genetischen Manipulation optimiert die Microinjektion die verwendeten Materialien und reduziert viel Abfall. (Chow YT, Chen S, Wang R, et al. Single Cell Transfection through Precise Microinjection with Quantitatively Controlled Injection Volumes. Sci Rep. 2016;6:24127. Veröffentlicht am 12. April 2016. doi:10.1038/srep24127.) Da die verwendeten Materialien minimiert werden, sinken auch die Materialkosten. Durch die präzise Steuerung des Microinjektionsprozesses kann der Forscher die genaue Integration des rekombinanten Gens in einer begrenzten Anzahl von Kopien erreichen.
Produkte für effiziente Microinjektion
WPI bietet eine breite Palette an Laborausrüstung für Microinjektionsanwendungen an. Unsere Injektionssysteme unterstützen Wissenschaftler seit über 30 Jahren. Zusätzlich bietet WPI eine Vielzahl von Zubehör für Microinjektion, darunter Pumpen, Ziehgeräte, Pipettierer, Mikroskope und mehr. Eine der beliebtesten Pumpen für Zebrafisch- und adhärente Zell-Microinjektion ist die PV820 Pneumatische PicoPumpe und ihre neueren Varianten, die MICRO-ePUMP, die μPUMP und die PV850.
Injektionspumpen
Ursprünglich wurden die PV820 und PV830 Pneumatischen PicoPumpen entwickelt, um die intrazelluläre Injektion zu vereinfachen. Das Microinjektionsangebot wurde 2020 von Grund auf neu gestaltet, um Benutzerfreundlichkeit zu gewährleisten, wiederholbare Abläufe zu garantieren und ein breiteres Anwendungsspektrum abzudecken. Sie erhalten Touchscreen-Steuerung, Fußschalterbedienung und ein Gerät, das nur wenig Platz auf der Arbeitsfläche benötigt. Forschende erhalten wiederholbare Microinjektionen in Volumina von Pikoliter bis Nanoliter. Unsere Microinjektoren bieten Ausstoß- und Halte-Druck. Um eine Verdünnung des Injektats zu verhindern, sorgt der Halte-Druck dafür, dass die Pipette nicht durch Kapillarkräfte zurückgefüllt wird, wodurch der Injektat-Menisken an der Pipettenspitze erhalten bleibt. WPI bietet auch beliebte Pumpen für Injektionen im Pikoliter- und Nanoliterbereich an.
Pinpoint Cell Penetrator
Der WPI MICRO-ePORE™ Pinpoint Cell Penetrator ist ein einfaches und vielseitiges System, das für die effiziente Microinjektion einer Vielzahl von Verbindungen und Biomolekülen in Oocyten und Säugetier-Embryonen im Präimplantationsstadium verwendet werden kann. Die zum Patent angemeldete Flutter-Elektrodentechnologie unterstützt eine kleine, saubere und präzise Membranpenetration ohne Reißen oder Beschädigung der Membran, wenn man an der Microinjektion transgener Tiere oder Zellmanipulation arbeitet. Der MICRO-ePORE™ Pinpoint Cell Penetrator von WPI bietet mehrere Vorteile gegenüber der traditionellen Elektroporation für Microinjektionszwecke.
- Der Pinpoint Cell Penetrator verwendet eine viel niedrigere Spannung, um einen Zugang in die Zellmembran zu öffnen.
- Elektroporation ist ein Schrotflintenansatz, der viele Poren in der Zellmembran öffnet. Im Gegensatz dazu zielt der Pinpoint Cell Penetrator auf einen spezifischen Bereich der Zellmembran genau an der Stelle der Microinjektion ab.
- Die Überlebensrate der Embryonen ist bei Verwendung des Pinpoint Cell Penetrators deutlich höher als bei Elektroporation.
Mikroskop
Das PZMIII-MI Mikroskop von WPI mit beleuchteter Basis und schwenkbarem Spiegel ist perfekt für Microinjektion und Transfektion. Es umfasst einen Standard-Stereomikroskopkopf, montiert auf einem Forschungspolständer für Hellfeld/Dunkelfeld. Es verfügt über eine große, stabile Arbeitsfläche und ein drehbares Linsen-/Spiegelsystem, das eine LED-Hintergrundbeleuchtung mit einstellbarer Intensität bietet. Der verschiebbare Spiegel ist kardanisch gelagert und ermöglicht eine vollständige Bewegungsfreiheit von vorne nach hinten sowie eine Rotation. Der Spiegel rotiert 360º um eine Achse und kann für eine gezielte Beleuchtungsrichtung verschoben werden, von vorne nach hinten. Ein Knopf rechts an der Basis verstellt den Spiegel, und ein Verriegelungsring hält die gewünschte Position. Variieren Sie die Mikroskopbeleuchtung von Hellfeld-LED zu Dunkelfeld-LED in einem geeigneten Winkel mit dem schwenkbaren Spiegel. Es ist ein effektives Werkzeug zur Betrachtung lebender Bakterien. Bei niedrigen Vergrößerungen können Gewebe, Zellen oder Embryotransfer betrachtet werden, bei denen schräg einfallende, durchscheinende Beleuchtung entscheidend ist.
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Microinjektion ist ein revolutionäres Werkzeug im Zeitalter der modernen Wissenschaft. Diese Methoden ermöglichen es jedem Labor, die Technik der Microinjektion in sein experimentelles Repertoire aufzunehmen.
Egal ob DNA, RNA oder Protein das Molekül von Interesse ist, Microinjektion bietet eine Möglichkeit, Funktionen im Kontext der lebenden Zelle zu untersuchen. Die Technologie ist bemerkenswert zugänglich und relativ kostengünstig, während die Möglichkeiten nahezu unbegrenzt sind.
