فهرست مطالب
میکروانژکتورها (Microinjectors)، وسیله‌ای برای همه کاربردهای میکرواینجکشن (Microinjection)
میکرواینجکشن فرآیندی است که در آن با استفاده از سوزن‌های تزریق و یا میکروپیپت.های شیشه‌ای، تزریق حجم‌های کم مایع صورت می‌گیرد. برای مثال به کمک این روش، ممکن است ماده ژنتیکی به یک سلول زنده یا جنین حیوانی انتقال داده شود، دارو وارد چشم یا مغز شود یا مایعی به ماهیچه تزریق شود؛ که برای انجام همه‌ی این کارها از دستگاهی تحت عنوان سیستم تزریق نمونه (میکروانژکتور) استفاده می‌شود. اندازه نوک سوزن تزریق شیشه.ای می‌تواند قطر حدود 5-6 میکرومتر داشته باشد. سوزن‌ها به غشای سلول یا حتی پوشش هسته نفوذ می‌کنند تا یک ناقل را به سلول یا هسته وارد کنند.
دستگاه معرفی شده، معمولا در مهندسی ژنتیک، زیست‌شناسی سلولی‌و‌مولکولی، شبیه‌سازی موجودات، آزمایش‌های تحقیقاتی و مطالعات ویروسی استفاده می‌شود. همچنین برای کاربردهای بالینی لقاح آزمایشگاهی و تزریق داخل سیتوپلاسمی اسپرم (ICSI) نیز مورد استفاده قرار می‌گیرد. به‌طور خلاصه دستگاه تزریق نمونه از یک میکروسکوپ با یک میکرومانپولاتور تعبیه شده برای موقعیت‌یابی دقیق سوزن و لوازم جانبی موردنیاز در میکرواینجکشن، ساخته شده‌است.
یکی از مهم‌ترین کاربردهای روش میکرواینجکشن، کمک به باروری است. اگر تعداد و تحرک سلول‌های اسپرم طبیعی برای بارور کردن تخمک کافی نباشد، یک سلول اسپرم منفرد انتخاب شده و با استفاده از ابزار مخصوصی به یک سوزن شیشه‌ای نازک منتقل می‌شود. این سلول اسپرم مستقیما به داخل سلول تخمک زیر میکروسکوپ، تزریق شده و لقاح کامل می‌شود.
برخی از مزایای میکروانژکتورها
• داشتن منبع فشار داخلی مناسب
• داشتن رابط کاربری مناسب
• اشغال فضای کم
• دقت بالا برای تزریق‌های تکرارپذیر
• دارای شمارنده تزریق برای نشان‌دادن تعداد کل تزریق‌ها
• امکان تزریق در حجم‌های متنوع (میکرولیتر، پیکولیتر و …)
• دارای سیستم Plug-and-play برای شروع کار در سریع‌ترین زمان ممکن
کاربرد میکروانژکتورها
• تزریق ریزترکیبات و مولکول‌های زیستی متنوع مانند اسیدهای نوکلئیک، اندامک‌ها، کینازها، نشانگرهای هیستوشیمیایی، پروتئین‌ها، آنتی‌بادی‌ها، متابولیت‌ها و یون‌ها
• ایجاد حیوانات تراریخته
• تزریق دی‌ان‌ای، قبل و بعد از لانه‌گزینی در جنین‌های گونه‌های مختلف مانند موش، موش صحرایی، میمون، گاو، خوک، گورخرماهی (Danio rerio) و غیره.
• اصلاح ژنتیکی حیواناتی مانند موش، ماهی، خرگوش و حیوانات بزرگی مانند گاو، گوسفند و خوک
• انتقال سلول‌های بنیادی جنینی به بلاستوسیست‌ها
• انتقال هسته سلول سوماتیک (سلول ES)
• انتقال هسته‌ای (NT)
نمونه‌هایی از دستگاه میکروانژکتور
برای انتخاب یک دستگاه تزریق نمونه مناسب باید به نکات زیادی توجه کرد؛ مانند توانایی انجام عملیات دیجیتال در مقابل دستی و همچنین استفاده از جریان ثابت در مقابل جریان متناوب چراکه استفاده از جریان متناوب، احتمال آسیب به سلول گیرنده را افزایش می‌دهد. در ادامه به معرفی چند دستگاه میکروانژکتور می‌پردازیم:
• میکروانژکتور Eppendorf FemtoJet 4i و FemtoJet 4x
FemtoJet 4i میکروانژکتورهای الکترونیکی هستند و در بیشتر مواقع برای استفاده تحقیقاتی به‌کارگرفته می‌شوند. کار کردن با آن‌ها ساده است و معمولا برای تزریق حجم‌های کم و یا متوسط مورداستفاده قرار می‌گیرند. این دستگاه به وسیله‌ی یک کمپرسور داخلی، محلول‌های آبی را به سلول‌های چسبنده تزریق می‌کند. همچنین این دستگاه تزریق‌های ساده، سریع و قابل تکرار به سلول‌ها را امکان‌پذیر می‌کند. نتایج میکرواینجکشن با این دستگاه، کیفیت بالا و دقت قابل اطمینان دارد که در نهایت این دستگاه را به یک سیستم ایده‌آل برای تسهیل و سرعت بخشیدن به کارهای آزمایشگاه تبدیل می‌کند.
• انژکتور خودکار نانولیتر Nanoject II (Nanoject II Auto-Nanoliter)
این دستگاه برای انجام فرآیندهای تزریق در حجم‌های نانولیتری و بسیار ظریف به تخمک‌ها، جنین‌ها و بافت‌ها طراحی شده‌است. هر انژکتور از 200 مویرگ بوروسیلیکات و یک سوزن پرکننده پشتی و کیت تعمیر و نگهداری و ابزارهای کاربردی دیگر تشکیل شده‌است. از جمله مزایای استفاده از این دستگاه، می‌توان به استفاده ساده و راحت برای کارهای معمولی و تزریق برنامه‌ریزی شده و تکرارپذیر اشاره کرد.
• میکروانژکتور اتوماتیک M3 Automatic micro-injector M3))
این دستگاه از تجهیزات قوی و قابل اعتماد ساخته شده‌است و همچنین شامل فلاسک آلومینیمی است. طراحی این دستگاه به‌منظور تزریق خودکار مواد انعطاف‌پذیر بوده‌است. از دیگر مزایای این دستگاه می‌توان به کنترل دیجیتال دما، زمان نگهداری و سرعت گرمایش اشاره کرد.
شرکت‌ها و آزمایشگاه‌های بسیاری، با طراحی سیستم‌های تزریق نمونه، در خدمت دانشمندان بوده‌اند. در سال 2020، WPI سه میکروانژکتور جدید معرفی کرد که نسل جدید انژکتورهای فشار نام گرفتند و به‌سرعت جایگزین انژکتورهای فشاری PicoPumps شدند. این دستگاه‌ها برای تزریق مقادیر بسیار کمی از مایعات، مانند دارو، به سلولهها یا اندامک‌های کوچک طراحی شده‌اند. حجم تزریق شده، از پیکولیتر تا نانولیتر متغیر است. همچنین این دستگاه‌ها جایگزین الکترویونوفورز شدند؛ زیرا استفاده از یون‌های باردار در این دستگاه‌ها الزامی نیست. سه دستگاه عبارت‌اند از:
MICRO-ePUMP: میکروانژکتور با نفوذگر سلولی یک‌پارچه و منبع فشار داخلی
μPUMP: میکروانژکتور با منبع فشار داخلی
PV850: میکروانژکتور برای استفاده با منبع فشار خارجی
نتیجه‌گیری
میکرواینجکشن یک روش آزمایشگاهی محبوب است که برای بسیاری از کاربردها از جمله تزریق سلولی استفاده می‌شود. با این روش، امکان انتقال مواد به درون سلول، هسته و یا فضای بین‌سلولی ممکن می‌شود.
فاطمه احمدپور
منابع
