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Mikrofektion

Zwei ideale Paare: Mikroskopie & Transfektion und Mikroskopie & Proteofektion (Mikrofektion)

Konventionelle Zellkulturgefäße wie Kulturflaschen und Multiwellplatten wurden unter Aspekten entwickelt, die die Mikroskopie der Zellen während ihrer Kultivierung nicht ausreichend berücksichtigten. Zwar wurden von jeher die Morphologie und Zahl der Zellen mit relativ einfachen inversen Mikroskopen kontrolliert, aber man gab sich mit den unbefriedigenden optischen Ergebnissen zufrieden.

In letzter Zeit dringt die Mikroskopie rasant in Dimensionen vor, die man sich bis vor Kurzem nicht vorstellen konnte. Konventionelle Kulturgefäße schränken diese Möglichkeiten allerdings ein. Dicke, Oberfläche und Art des verwendeten Plastikmaterials sowie eine durch Meniskusbildung gekrümmte Fluidoberfläche beeinträchtigen die erreichbare optische Qualität stark. Üblicherweise behalf man sich durch die Übertragung einiger Zellen auf einen Objektträger aus Glas, der allerdings nur Momentaufnahmen der Zellen ermöglichte.
Ein weiteres Problem für den Mikroskopiker stellt die unregelmäßige Verteilung der Zellen auf der Wachstumsoberfläche konventioneller Kulturgefäße dar. Ursache hierfür sind eine nicht planare Wachstumsoberfläche und Verwirbelungsvorgänge (z.B. durch Zentrifugalkräfte) bei der Pipettage der auszusäenden Zellsuspension.

 

µ-Slides

Die Lücke zwischen Bedarf und bestehenden Möglichkeiten schließen die μ-Slides der Firma ibidi GmbH. Sie lösen das Problem elegant mit einem flachen Kanal, in dem die Zellen ausgesät werden. Die Unterseite des Kanals besteht aus einer hauchdünnen, gasdurchlässigen Membran (180 μm), die eine Kultivierung in gebräuchlichen Inkubatoren erlaubt. Die Membran, auf der die Zellen anwachsen, hat exzellente optische Eigenschaften sowohl für Durchlicht- als auch Fluoreszenzmikroskopie beliebiger Wellenlänge. Sie zeichnet sich durch eine niedrige Doppelbrechung und Autofluoreszenz (beide vergleichbar mit Glas) sowie Unempfindlichkeit gegenüber verschiedenen Chemikalien, wie z.B. Aceton oder Methanol aus. Damit eine ausreichende Versorgung der Zellen gewährleistet ist, enden die Kanäle in Versorgungsreservoirs.

Die Geometrie dieser Kulturgefäße ermöglicht es, gleichverteilte Zellen mit exzellenter optischer Qualität mikroskopisch während der Kultivierung zu beobachten und zu untersuchen. Das μ-Slide wird einfach aus dem Inkubator genommen, unter das Mikroskop gelegt und nach der Mikroskopie wieder in den Inkubator zurückgegeben. Langzeitbeobachtungen lebender Zellkulturen (live cell imaging) lassen sich schließlich sowohl mit aufsetzbaren Inkubationskammern für herkömmliche Mikroskope als auch mit in spezielle Mikroskope integrierten Inkubatoren durchführen.

µ-Slide | Ibidi | Biontex
Querschnitt µ-Slide | Ibidi | Biontex

Transfektionen mit METAFECTENE® μ

Insbesondere die Expression fluoreszierender Fusionsproteine in der Zelle oder der „Knockout“ von Proteinen, die die Zelle exprimiert sowie die Beobachtung der damit verbundenen Lokalisierungsprozesse führten zu dem Wunsch, in den μ-Slides selbst Transfektionen durchzuführen. Versuche, diese Transfektionen mit konventionellen Reagenzien und Protokollen in den μ-Slides durchzuführen, erwiesen sich jedoch als äußerst problematisch.

Eine Ursache sind die unterschiedlichen Verhältnisse von Plastikoberfläche zu Medienvolumen von regulären Kulturgefäßen und μ-Slides. Es ist bekannt, dass Nukleinsäuren und Transfektionsreagenzien sowie die aus ihnen gebildeten Lipoplexe an Kunststoffoberflächen adhäsieren. Diese Problematiken machten die Neuentwicklung des Transfektionsreagenzes METAFECTENE® μ notwendig.

GFP expressing HepG2 cells with perinuclear rhodamine–labeled lipoplexes | µ-Transfection Kit VI FluoR |Biontex

GFP-exprimierende HepG2-Zellen mit perinuklearen Rhodamin-gelabelten Lipoplexen, hochaufgelöste Lebendzell-Mikroskopie mit dem
µ-Transfection Kit VI FluoR.

 

Das Reagenz erlaubt in den μ-Slides eine effektive Transfektion mit einem schnellen und simplen Standardprotokoll (also ohne Optimierung) für eine Vielzahl von Zelltypen. Aufgrund der besonderen Zusammensetzung und der niedrigen Toxizität von METAFECTENE® μ lassen sich auch dünn ausgesäte Kulturen – die nur langsam proliferieren – gut transfizieren. Speziell für Anwender, die an dem Tracking des Carriersystems Interesse haben, entwickelte Biontex auch eine mit Rhodamin gelabelte Variante (METAFECTENE® μ FluoR).

Die Kombination der μ-Slides mit METAFECTENE® μ in den μ-Transfection Kits erlaubt daher Zellkultur, Transfektion und hochauflösende Mikroskopie direkt im Kulturgefäß.

 

Proteofektion im μ-Slide

Nicht nur Transfektionen lassen sich in den μ- Slides vornehmen. Auch die Proteofektion mit all ihren Vorteilen kann in μ-Slides für die hochauflösende Mikroskopie durchgeführt werden. Sowohl für PROTEOfectene® als auch PROTEOfectene® AB für die Proteofektion von Antikörpern konnte eine optimale Anpassung an den Einsatz in μ-Slides für eine Vielzahl von Zelltypen und Proteinen durchgeführt werden.

Die einfache und intuitive Handhabung bei einem sehr schnellen Protokoll macht den μ-Proteofection Kit VI bzw. μ-Proteofection Kit VI AB deshalb ideal geeignet für Enzym- und Antikörperstudien im Bereich Proteomics, wo mikroskopische Beobachtungen routinemäßig durchgeführt werden.

Die Kombination der μ-Slides mit PROTEOfectene® in den μ-Proteofection Kits erlaubt daher Zellkultur, Proteofektion und hochauflösende Mikroskopie direkt im Kulturgefäß.

Zellkultur, Transfektion oder Proteofektion und hochauflösende Mikroskopie direkt im Kulturgefäß | ibidi | Biontex