如何選擇BTX轉(zhuǎn)基因儀(電轉(zhuǎn)儀)
瀏覽次數(shù):5902 發(fā)布日期:2008-3-23
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1、確定目標(biāo)對(duì)象:也就是你所有轉(zhuǎn)的目的物是什么東西?
細(xì)胞系和細(xì)胞類型
細(xì)胞類型包括人類、哺乳動(dòng)物、細(xì)菌、植物、藻類、霉菌、寄生蟲等
細(xì)胞系包括CHO, COS, Jurkat, Saccharomyces Tobacco, Corn, Rice, Tomato,Trypanosome,E coli等
2、其次確定目的
目的包括:轉(zhuǎn)染 轉(zhuǎn)化 電整合 電插入 活體/卵的應(yīng)用 核移植和克隆 細(xì)胞融合
然后根據(jù)這些來確定該選擇什么類型的儀器。
1、 某位老師使用化學(xué)法轉(zhuǎn)化大腸桿菌E.coli。他希望構(gòu)建cDNA文庫,但是不能得到好的轉(zhuǎn)化效率。他以后還想做哺乳動(dòng)物細(xì)胞。如何來選擇儀器:
選擇方案:ECM 399將是較好的選擇,這儀器用來轉(zhuǎn)化E.coli效果十分理想,同時(shí)操作簡(jiǎn)單。如果有足夠的預(yù)算,可以選擇ECM 630, 這樣更符合他現(xiàn)在和將來的需求。
2、某位老師想要進(jìn)行一些雞胚的研究工作,他們希望轉(zhuǎn)染雞的眼睛,以便研究視覺膜的發(fā)育過程。他對(duì)卵的基因傳遞有一些了解。
選擇方案:完成這個(gè)轉(zhuǎn)染過程需要 ECM 830和活體電極Genetrodes。由于目標(biāo)區(qū)域很小,他需要小的長(zhǎng)的genetrode。方波適合動(dòng)物體的活體轉(zhuǎn)基因,同時(shí)針形的電極是卵的轉(zhuǎn)基因的首選。
3、遺傳研究中心希望開展某種疾病的基因治療,首先從小動(dòng)物例如小鼠,以后要在狗、豬等動(dòng)物體開展?蛻糇畛跸M没驑尩姆椒。但是覺得條件不易控制。
選擇方案:基因槍不是理想的活體轉(zhuǎn)基因的方法。基因槍容易傷害哺乳動(dòng)物的組織,同時(shí)條件可控性差,DNA的轉(zhuǎn)移效果不理想。推薦使用ECM 830 和2 Needle Array 用于小動(dòng)物研究,對(duì)于大的動(dòng)物研究的話還需配 caliper electrode。
4、Dr. Mendle使用agrobacteria來轉(zhuǎn)化煙草的原生質(zhì)體。他在尋找快速在完整的植株上完成轉(zhuǎn)基因的方法。此時(shí)如何選擇?
選擇方案:ECM 630和特殊電極。電極的選擇需要根據(jù)植物轉(zhuǎn)基因的部位。一般有三種電極可以選擇Tweezertrode、 Caliper Electrode、 Needle Arrays.根據(jù)他所轉(zhuǎn)的植物體大小,硬度等進(jìn)行
5、Dr. Hofmann正使用脂質(zhì)體方法轉(zhuǎn)染原代神經(jīng)細(xì)胞,但是結(jié)果差強(qiáng)人意,僅得到1%的轉(zhuǎn)染效率。但是他不希望使用電轉(zhuǎn),因?yàn)榕職⑺兰?xì)胞。這些希望不能被胰蛋白酶消化(會(huì)引起其他變化)所以他不能使用樣品杯。給怎么辦。
選擇方案:推薦使用ECM 830 和petri dish 電極或者epizap電極。這樣可以用最溫和的方法完成原位轉(zhuǎn)基因。
6、 Dr. Bloom希望你給他推薦一款融合儀。他過去使用化學(xué)的方法來進(jìn)行的。怎么來推薦。
選擇方案:如果費(fèi)用允許, ECM 2001是最好的選擇。它提供交流波能排列細(xì)胞,可以完成所有的細(xì)胞融合試驗(yàn)。如果費(fèi)用不足的話,ECM830也可以完成核移植的工作,在融合時(shí)需要將兩個(gè)細(xì)胞進(jìn)行排列,或者細(xì)胞的濃度足夠大。
以下是工作目的和相應(yīng)的最佳儀器對(duì)照說明:
·細(xì)菌/酵母轉(zhuǎn)化 (系統(tǒng):ECM399/630)
電穿孔現(xiàn)在被認(rèn)作是轉(zhuǎn)化細(xì)菌及酵母的最有效的方法。革蘭氏陰性細(xì)菌(例如大腸桿菌)一般比革蘭氏陽性細(xì)菌更容易轉(zhuǎn)化,因?yàn)樗麄兊募?xì)胞壁組成不同。對(duì)于革蘭氏陰性細(xì)菌常?梢垣@得10的10次方轉(zhuǎn)化2/微克DNA的轉(zhuǎn)化效率,而對(duì)于革蘭氏陽性細(xì)菌,一般可以得到10的6次方轉(zhuǎn)化2/微克DNA。Chang等人(1997)成功對(duì)一個(gè)mtz-敏感的Heliobacter pylori菌株進(jìn)行電穿孔以傳遞mtz抵抗性。Planelles等人(1999)使用電穿孔轉(zhuǎn)化大腸桿菌,以避免使用包裝物質(zhì)。最近電穿孔儀器方面的進(jìn)展將使研究人員能夠進(jìn)一步優(yōu)化細(xì)菌轉(zhuǎn)化(例如脈沖長(zhǎng)度產(chǎn)生方面擴(kuò)展的功能條件)。
RNA、DNA、蛋白質(zhì)以及小分子都已經(jīng)通過電穿孔的方法轉(zhuǎn)入酵母。沒有必要在電穿孔前部分去除酵母細(xì)胞壁,因?yàn)樵谕暾湍鸽姶┛追矫娴倪M(jìn)展可以產(chǎn)生高的轉(zhuǎn)化率。Faber等人(1994)年優(yōu)化了S.Cerevisiae的實(shí)驗(yàn)方案,使用Hansenula Polymorpha獲得了比以前的報(bào)告增加300倍的轉(zhuǎn)化效率。
在質(zhì)粒修復(fù)中,質(zhì)粒從酵母轉(zhuǎn)入大腸桿菌以進(jìn)行詳細(xì)的DNA序列分析,這是另外一種重要的技術(shù)。這種兩個(gè)步驟的過程被電穿孔進(jìn)行了簡(jiǎn)化,用于驗(yàn)證隱性基因的結(jié)構(gòu),將其導(dǎo)入酵母,看基因性和表現(xiàn)性之間的關(guān)系。已經(jīng)建立了標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)驗(yàn)方案使用指數(shù)衰減波發(fā)生器例如BTX ECM630轉(zhuǎn)化細(xì)菌/酵母。使用方形波電穿孔儀的實(shí)驗(yàn)方案,例如BTX ECM830,來轉(zhuǎn)化細(xì)菌/酵母。研究人員還成功將大的質(zhì)粒(BAC及YAC)導(dǎo)入細(xì)菌。電穿孔杯是細(xì)胞及酵母電穿孔的最常用附件,而Model747共軸電極使用則變得越來越普遍。
·動(dòng)物細(xì)胞轉(zhuǎn)染 (系統(tǒng):ECM630/830)
對(duì)真核細(xì)胞的轉(zhuǎn)染可以通過多種方法獲得,例如磷酸鈣沉淀、脂質(zhì)體轉(zhuǎn)染、病毒方法以及電穿孔。電穿孔已經(jīng)被正式對(duì)傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)染方法不靈的細(xì)胞有很好的效果,因此被選為最佳的分子傳遞系統(tǒng)。電穿孔的好處有可重復(fù)性、更高的效率、大量樣本處理、無毒性以及容易使用(不需要孵育時(shí)間)。
Lofin等人(1999)對(duì)NIH/3T3細(xì)胞進(jìn)行電穿孔使mRNA進(jìn)入,以研究細(xì)胞周期及細(xì)胞分化過程中mRNA對(duì)基因表達(dá)調(diào)節(jié)、控制。Bodwell等人(1999)在對(duì)COS-7細(xì)胞進(jìn)行電穿孔是使用較長(zhǎng)的脈沖時(shí)間后獲得了較高水平的表達(dá)。Warner等人(1997)使用電穿孔方法成功轉(zhuǎn)化了淋巴細(xì)胞。Incyte
Genomics公司成功使用BTX電穿孔儀轉(zhuǎn)染了ES細(xì)胞進(jìn)行轉(zhuǎn)基因小鼠的生產(chǎn)。BTX ECM399\630\830型儀器、電穿孔杯以及多種特用的電極都用于動(dòng)物細(xì)胞轉(zhuǎn)染用途。
·蛋白質(zhì)電整合/電插入 (系統(tǒng):ECM630/830)
將蛋白質(zhì)導(dǎo)入細(xì)胞以及將蛋白質(zhì)插入至細(xì)胞膜中也可以通過電穿孔來實(shí)現(xiàn)。不光肽段,而且包括抗體的多種蛋白,也可以進(jìn)行導(dǎo)入。Ushio-Fukai等人(1998)對(duì)電穿孔插入哺乳動(dòng)物細(xì)胞中的外源蛋白進(jìn)行了定量。對(duì)于這些用途可以使用多種BTX電極。
·植物細(xì)胞轉(zhuǎn)化 (系統(tǒng):ECM630/830)
對(duì)植物原生質(zhì)(玉米、煙草等)及完整植物的電穿孔可以用于產(chǎn)生對(duì)農(nóng)業(yè)/園藝有用的轉(zhuǎn)基因作物。植物細(xì)胞轉(zhuǎn)化的一個(gè)主要目的是對(duì)植物細(xì)胞進(jìn)行穩(wěn)定轉(zhuǎn)化以產(chǎn)生具有優(yōu)良品質(zhì)及產(chǎn)量增加的作物。Lin等人(1997)優(yōu)化了多種植物上用于GUS表達(dá)的電穿孔條件,結(jié)果顯示完整植物細(xì)胞以及原生質(zhì)都可以進(jìn)行有效轉(zhuǎn)化。Diaz等人(1994)針對(duì)小麥及燕麥的葉和根的原生質(zhì)進(jìn)行了相似的優(yōu)化試驗(yàn),證明了電穿孔對(duì)于植物工作的有效性。這些作者也比較了電穿孔與PEG的差別,結(jié)果發(fā)現(xiàn)電穿孔更有效、更有重復(fù)性、更經(jīng)濟(jì)。BTX是世界上體內(nèi)轉(zhuǎn)染用特殊電極的領(lǐng)先者。對(duì)于這些用途可以使用多種BTX電極,例如2針陣列、游標(biāo)尺電極以及Tweezertrodes。
·貼壁細(xì)胞的轉(zhuǎn)染----ACT (系統(tǒng):ECM630/830)
除了對(duì)盛在普通樣品杯的懸浮細(xì)胞進(jìn)行電穿孔外,還可以對(duì)多種培養(yǎng)板上的貼壁細(xì)胞進(jìn)行原位電穿孔。這樣可以避免用胰酶消化細(xì)胞,有助于保持細(xì)胞的活性及細(xì)胞數(shù)目。Lewis等人(1999)使用培養(yǎng)皿電極將基因轉(zhuǎn)染入人類及靜脈內(nèi)皮細(xì)胞。Paptis等人(1998)通過對(duì)長(zhǎng)在導(dǎo)電載玻片的NIH/3T3細(xì)胞進(jìn)行原位電穿孔研究信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)。Teruel等人(1999)也對(duì)位于載玻片上的海馬神經(jīng)細(xì)胞轉(zhuǎn)入DNA、RNA以及多種大分子。BTX為貼壁細(xì)胞的轉(zhuǎn)染(ACT)提供了PP35-2、366、747、840及Epizap電極系統(tǒng)。請(qǐng)關(guān)注不久后為這些用途開發(fā)的新產(chǎn)品
·高通量篩檢----HTS (系統(tǒng):ECM630/830)
高通量篩檢及cDNA文庫的建立,需要一次處理多個(gè)樣本的能力。使用傳統(tǒng)樣品杯花費(fèi)很大而且有時(shí)間限制。然而,96孔板里使用的電極對(duì)于這些類型的應(yīng)用肯定有用。Hoffma-Tsay等人(1994)使用96孔共軸電極在植物融合實(shí)驗(yàn)中檢測(cè)8種化學(xué)物質(zhì)。Peterfy等人(1995)比較了多種類型的多孔電極,將DNA傳遞入COS-7細(xì)胞。Marrero等人(1997)使用多孔電極將抗體電導(dǎo)入血管平滑肌細(xì)胞,以誘導(dǎo)細(xì)胞增值。BTX目前提供747和840用于這樣的用途,并且不斷開發(fā)新的產(chǎn)品。
·大容量生產(chǎn)(LVP)及先體外后體內(nèi)基因治療(系統(tǒng):ECM600F)
工業(yè)用大容量生產(chǎn)或者先體外后體內(nèi)基因治療也為社會(huì)所需。人們可以先在樣品杯里優(yōu)化條件然后將實(shí)驗(yàn)方案轉(zhuǎn)成流水線作業(yè),將實(shí)驗(yàn)進(jìn)行比例放大。BTX ElectroFlowPorator系統(tǒng)有一個(gè)泵及一個(gè)改進(jìn)了的電穿孔儀組成。泵可以進(jìn)行編程并與電穿孔儀進(jìn)行同步操作,以將脈沖傳遞多批的細(xì)胞。Parham等人(1999)使用流動(dòng)性系統(tǒng)優(yōu)化了CHO、COS-7、HEK293、NSO、CV-1細(xì)胞的短暫基因表達(dá),,獲得了滿意的結(jié)果。
·胚胎操作/核移植/動(dòng)物克隆 (系統(tǒng):ECM2001/830)
核移植是將細(xì)胞核從供體轉(zhuǎn)入受體的過程。細(xì)胞核指導(dǎo)胚胎的發(fā)育,導(dǎo)致新生體安全出生。在這個(gè)過程中,電融合用于將供體細(xì)胞與受體卵細(xì)胞融合,并進(jìn)一步激活細(xì)胞分裂,形成胚胎。Meng等人(1997)將核移植技術(shù)擴(kuò)展至靈長(zhǎng)類動(dòng)物模型,克隆出恒河猴。技術(shù)的進(jìn)步使研究人員能夠從分裂球進(jìn)展至更高分化的胚胎細(xì)胞以及靜止的胚兒細(xì)胞,作為核的供應(yīng)來源。胚胎產(chǎn)生的細(xì)胞在體外培養(yǎng)6-13代,然后在轉(zhuǎn)入前使用血清饑餓的方法使細(xì)胞靜止。如前文所述,Roble、Cibelli以及Stice是第一次在1998年報(bào)告使用非老化胚成纖維細(xì)胞作為核的供體進(jìn)行核移植而產(chǎn)生綿羊克隆轉(zhuǎn)基因牛的人。Ian
Wilmut在1996年震驚了整個(gè)世界,他從成年乳腺的細(xì)胞產(chǎn)生出第一個(gè)動(dòng)物克隆——多利。使用分化的成年細(xì)胞進(jìn)行克隆的能力打開了核移植廣泛運(yùn)用的大門即基因治療的令人激動(dòng)的模式。最近的成功事例PPL Therapeutics公司從成年體細(xì)胞克隆出豬。對(duì)于這些用途可以使用多種細(xì)胞融合樣品池及微型載玻片。
·動(dòng)物細(xì)胞融合 (系統(tǒng):ECM2001)
腫瘤及樹突的電融合目前在過繼性免疫療法中進(jìn)行使用。腫瘤細(xì)胞本身不能作為良好的抗原提成細(xì)胞,因此不會(huì)刺激T細(xì)胞生長(zhǎng)。樹突細(xì)胞是已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的最好的抗原提呈細(xì)胞,在融合后可以將腫瘤細(xì)胞轉(zhuǎn)變成抗原提呈細(xì)胞。刺激后比未融合腫瘤細(xì)胞至少增加100倍。對(duì)于這些用途可以使用多種細(xì)胞融合附件及微型載玻片。
·雜交瘤/細(xì)胞雜交瘤技術(shù) (系統(tǒng):ECM2001)
在過去十年中,使用電融合技術(shù)進(jìn)行雜交瘤的產(chǎn)生及抗體大大增加。電融合的過程可以通過顯微鏡進(jìn)行觀察,與PEG相比需要的細(xì)胞數(shù)量較少。使用電融合用于這種用途還有無毒性及高效性的優(yōu)點(diǎn)。
Panova等人(1995)通過把人類B細(xì)胞與Heteromyeloma、Spam-8細(xì)胞進(jìn)行電融合增強(qiáng)了人類雜交瘤的生成。Kreutz等人(1998)引入了一種使用電融合及FACS分選的新方法產(chǎn)生細(xì)胞雜交瘤。Cao等人(1995)建立了另一種快速非選擇性方法通過電融合產(chǎn)生人類細(xì)胞雜交瘤。數(shù)據(jù)明確支持電融合用于這種重要目的的有效性。對(duì)于這些用途可以使用多種細(xì)胞融合附件及微型載玻片。
植物原生質(zhì)的融合 (系統(tǒng):ECM2001)
電融合可被用于融合植物原生質(zhì)以產(chǎn)生雜交體及創(chuàng)造具有所需特性的作物。Hofmann-Tsay等人(1994)試驗(yàn)了可以的融合促進(jìn)物質(zhì),發(fā)現(xiàn)一些多聚物可以便利融合過程而不影響細(xì)胞新生。Chen等人(1995)將原生質(zhì)從2種種屬的Porphyria進(jìn)行融合,成功率高達(dá)85%。這些鼓舞人心的數(shù)據(jù)提示電融合與傳統(tǒng)的PEG融合方法相比,可以改善融合效率以及可重復(fù)性。對(duì)于這些用途可以使用多種細(xì)胞融合附件及微型載玻片。
體內(nèi)基因?qū)耄↖VGD) (系統(tǒng):ECM830)
在體內(nèi)基因轉(zhuǎn)移的非病毒技術(shù)中,直接將質(zhì)粒DNA注射進(jìn)入肌肉內(nèi)是簡(jiǎn)單、廉價(jià)及安全的。Aihara及Miyazaki(1998)第一次指出通過在肌肉內(nèi)將DNA注射與電穿孔相結(jié)合,可以將表達(dá)增強(qiáng)100倍。
Mir等人(1999)使用多種類型的電極將基因傳遞進(jìn)入多種種屬的骨骼。ù笫、小鼠、兔、猴)。他們的結(jié)果顯示通過使用電穿孔以及DNA注射:(1)基因轉(zhuǎn)移的效率大大增加了,只是表達(dá)增強(qiáng)2-4倍;(2)不同實(shí)驗(yàn)之間的差別縮小了,而這正是單獨(dú)DNA注射的主要缺點(diǎn);(3)表達(dá)持續(xù)時(shí)間很長(zhǎng)(數(shù)月),這對(duì)于長(zhǎng)期臨床應(yīng)用非常重要;(4)不同種屬的不同的肌肉都有陽性的反應(yīng),說明廣泛的可用性;(5)基因表達(dá)非常特異僅在局部,而周圍組織則沒有影響到。這種技術(shù)成功用于其他組織,例如肝、睪丸、以及皮膚。
最近Vicat等人(1999)通過體內(nèi)電穿孔儀將基因傳遞如小鼠腦組織。與被稱為有力的腦組織基因轉(zhuǎn)移的非病毒載體的pCMV-luc與PolyEthylenlmine聯(lián)合的方法相比,電穿孔的效率要高50倍。Nishi等人證明使用電穿孔可以獲得有效的神經(jīng)膠質(zhì)瘤基因轉(zhuǎn)移。Nishi還顯示對(duì)實(shí)體瘤進(jìn)行電基因治療后腫瘤生長(zhǎng)阻滯了50-90%。Dean等人將基因電導(dǎo)入完整的腸系膜動(dòng)脈獲得了成功。電穿孔已經(jīng)被證實(shí)確實(shí)是進(jìn)行體基因/藥物轉(zhuǎn)移方面一項(xiàng)有前途的技術(shù),有許多新奇的用途。BTX公司特制的2針陣列電極、Genetrodes、卡鉗電極、Tweezertrodes提供將基因侵入性以及侵入性轉(zhuǎn)移入組織的方法。
卵內(nèi)基因轉(zhuǎn)移(IOGD) (系統(tǒng):ECM830)
Muramatsu等人(1997)比較了3種轉(zhuǎn)染方法用于將外源基因轉(zhuǎn)入早期雞胚進(jìn)行表達(dá)。他發(fā)現(xiàn)與脂質(zhì)體轉(zhuǎn)染及基因槍相比,電穿孔是最有效的方法。Takeuchi等人(1999)使用電穿孔技術(shù)將早期雞胚轉(zhuǎn)染了tbx5及tbx4基因,以確定肢芽的翅/腿標(biāo)志。
對(duì)于這種用途已經(jīng)開發(fā)出特用的電極。Genetrodes、L形狀針電極,被用于測(cè)定雞胚及靶向組織的特定區(qū)域。許多研究人員已經(jīng)轉(zhuǎn)染了眼、心或者肢體組織,方便了發(fā)育生物學(xué)方法的進(jìn)一步研究。剛上市的足控開關(guān)具有遙控功能,是ECM830可以在不需要手操作的情況下進(jìn)行激活,這對(duì)于卵內(nèi)、體內(nèi)以及體外胚胎用途非常重要。
體外胚胎基因轉(zhuǎn)移(IVEGD) (系統(tǒng):ECM830)
Tasaki等人(1999)討論了使用電穿孔在體外小鼠胚胎方面的運(yùn)用。小鼠胚胎有柱狀的結(jié)構(gòu)而且有比家禽更多胚胎培養(yǎng)基操作需求。有可能對(duì)胚胎進(jìn)行電穿孔用于異位表達(dá)研究。在小鼠中后腦部的基因表達(dá)已經(jīng)被觀察。這個(gè)技術(shù)也用在交配后9.5天小鼠胚胎,以研究Hu基因在神經(jīng)分化中的功能。BTX為這些目的提供一種全新的電極:Genepaddles。