TWI226905B - Low pressure-accelerated particle gene gun - Google Patents
Low pressure-accelerated particle gene gun Download PDFInfo
- Publication number
- TWI226905B TWI226905B TW090125886A TW90125886A TWI226905B TW I226905 B TWI226905 B TW I226905B TW 090125886 A TW090125886 A TW 090125886A TW 90125886 A TW90125886 A TW 90125886A TW I226905 B TWI226905 B TW I226905B
- Authority
- TW
- Taiwan
- Prior art keywords
- nozzle
- gene gun
- gas
- particles
- tapered section
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
- C12N15/00—Mutation or genetic engineering; DNA or RNA concerning genetic engineering, vectors, e.g. plasmids, or their isolation, preparation or purification; Use of hosts therefor
- C12N15/09—Recombinant DNA-technology
- C12N15/87—Introduction of foreign genetic material using processes not otherwise provided for, e.g. co-transformation
- C12N15/89—Introduction of foreign genetic material using processes not otherwise provided for, e.g. co-transformation using microinjection
- C12N15/895—Introduction of foreign genetic material using processes not otherwise provided for, e.g. co-transformation using microinjection using biolistic methods
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
- C12M35/00—Means for application of stress for stimulating the growth of microorganisms or the generation of fermentation or metabolic products; Means for electroporation or cell fusion
- C12M35/04—Mechanical means, e.g. sonic waves, stretching forces, pressure or shear stimuli
Description
1226905 修正日期92.11· 4 07 94 6twf1. doc/006 玖、發明說明: 發明所屬之枝術領域_ 本發明是有關於一種基因槍裝置’且特別是有關於一 種基因槍裝置以及利用該基因槍裝置進行基因轉殖之方 法,其中該基因槍乃藉由噴佈器噴嘴曲線的設計和基因槍 操作方式的改變,僅需使用氮氣與極小的壓力’即可在不 傷害細胞和極低噪音的的情形下’達到基因轉殖的目的。 先前技術 基因傳遞系統(Gene delivery system)已廣泛運用在 基因治療及動植物遺傳性狀改良。目前已發展出許多種轉 殖基因的方法,甚至包括以物理性的方法進行基因轉殖’ 其中粒子槍(Particle gun)的開發及其應用基因傳遞和轉 殖已歷經十多年(Klein etc·,1987),該項技術首先應用於 植物系統硏究開發,因爲該項技術可以有效克服植物細胞 壁之生物限制,並進而應用於其他生物系統,如哺乳動物 的體細胞、細胞激素的基因治療硏究,到最近的DNA疫 苗的硏究系統。 早期的粒子槍,是以攜帶DNA或RNA物質的一薄膜, 放置於一蓄壓腔前,將蓄壓腔加到一高壓,再以震波管 (shock tube)原理產生高速流體瞬間將薄膜加速到高速後, 施加阻擋物,當薄膜碰到阻擋物時,瞬間停止,此時薄膜 上的DNA或RNA物質會因慣性力的作用繼續高速前進, 進入生物體內。而該蓄壓腔施用之高壓依物種而有所不 同,通常在數百到一仟多磅/每平方英吋(psi)。 1226905 07946twfl.doc/006 修正日期 92.11.4 近年粒子槍的技術進步許多,其尺寸已可縮小至手提 式(Portable Gene Gun),而DNA或RNA物質披覆在一中 空塑膠管上,但其加速原理仍採用高壓震波管原理 (Henning et al·,1999)。前述兩種使用震波原理的粒子槍, 最大的缺點在於:噪音太大,震波所產生的高速高壓氣體 很容易殺死細胞,以及需要使用價格高昂的氨氣。 發明內容 根據空氣動力學的理論,在大氣中當噴嘴的內外壓差 大於〇·9個大氣壓時,即可產生超音速流。再根據兩相流 理論,在超音速流中的微粒只需數公分的距離,即可由靜 止加速到極高的速度。本發明即基於以上兩種原理,設計 出的一種低壓基因槍機構,解決以往所遭遇有關於噪音、 細胞被高壓震波殺死以及氦氣較貴等問題。 , 因此,爲解決上述之問題,本發明提供一種基因槍, 可在較低壓力下,以氣體(如氮氣、氦氣等)加速微粒子 (金或鎢的小粒子)至極高速度(大於200 m/s),微粒子 表面披覆攜帶外來基因之核酸物質,穿過動物或植物表皮 細胞之細胞膜,進入細胞質或細胞核,以表現特殊蛋白質、 產生新的生物功能。 本發明的主要目的是提供一種基因槍以及利用該基因 槍裝置進行基因轉殖之方法,依照本發明一較佳實施例, 其中該基因槍乃藉由噴佈器中噴嘴曲線的設計和基因槍操 作方式的改變,能夠在壓力調整器控制之下,在較低大氣 壓情況下,即可將靜止的微粒子加速到極高的速度,穿過 1226905 07946twfl.doc/006 修正日期 92.11.4 表皮層,進入細胞內。 由於使用的壓力不大,即可在不傷害細胞和噪音非常 小的情形下,將微粒子射入細胞內,達到基因轉殖的目的。 而且,不同於其它習知的基因槍必須使用氦氣,本發明可 以僅需使用氮氣,也可視情況來選擇使用氦氣或氮氣。 爲讓本發明之上述和其他目的、特徵、和優點能更明 顯易懂,下文特舉一較佳實施例,並配合所附圖式,作詳 細說明如下: 實施方式 實施例 請參照第1圖,其繪示依照本發明一較佳實施例的一 種基因槍100的本體結構部分。它主要可分爲4個部分, 至少包括一進氣艙102、一噴佈器(sprayer)1〇4、一後端接 頭106和一送料機構108。後端接頭106用以連結管路(未 圖不)’提供氣體流入進氣艙1〇2,直接加速微粒子,而被 加速之微粒子連同氣體,而經噴佈器104以高速噴出。 該基因槍的本體結構’更包括〜握把結未圖示), 該握把結構連結於一啓動裝置(未圖示),世射擊時可以 啓動-控制器(見第3圖),使空_人該^艙內,並 麵送料。匪腿髓㈣雜-技術或裝 置,可以應肺何目能知之結構吻法,、而_握把結 構以及啓動裝置並非本發明之重點,因此不再詳%。 欲針對不同之細胞,採用不同之顆粒速产口二由以下 之方法達成: 1226905 修正日期92.11.4 07946twfl.doc/006 (1) 採用不同之氣體速度 (2) 採用不同長度之噴佈器尾管 (3) 採用不同之氣體 本發明之一較佳實施例中,乃配合較佳實施例所揭示 之特定噴佈器,而利用不同長度之噴嘴尾管及不同氣體, 達到不同之顆粒速度。但是本發明之範圍並不僅限定於較 佳實施例中所揭示之狀況或條件。 通常所使用之微粒子僅需要被加速到200〜300公尺/ 每秒(m/s),這個速度並不超過音速,所以在第1圖中的 設計,噴佈器104至少包括一直管部分(spray tube)104a& 及一噴嘴部分(nozzle)104b。根據空氣動力學的理論,在 大氣中當噴嘴(spray nozzle)的內外壓差大於〇·9個大氣壓 時,即可產生超音速流(supersonic flow)。因此噴嘴i〇4b 之截面積先縮減,再做小角度的擴張,使噴嘴104b後的 氣流爲超音速。由於噴管部分l〇4a長度愈長,微粒子被 加速的時間越長,因而可利用噴管部分的長度控制微粒子 的速度。 由於本發明較佳實施例中,較適之設計爲使用懸浮液 體或乾式粉末狀微粒子樣品,配合上本發明較佳實施例中 所揭示之送料機構,因此本發明中不必使用高壓,即可使 微粒子被均勻地加速至所需的速度,而減少對目標細胞之 損害。而本發明較佳實施例中,噴佈器噴嘴與尾管之曲線 設計,更可以使尾管出口處之壓力接近於一大氣壓,而同 樣的減少對目標細胞之損害。 1226905 修正日期92.11.4 07946twfl.doc/006 送料機構(material delivery system)108 如第 1 圖所 示。至少包含四個部分,一進料密封桿(feeding tube sealer)109、一進料桿(feeding tube)l 10、一電磁離合器 111 和一進料套管(feeding tube bushing)112。該進料套管112 位於最外圏,以焊接(weld)或螺絲(screw)和進氣艙102接 合在一起,電磁離合器111以膠合(glue)或螺絲固定於進 料套管112之上,進料桿110放置於進料套管112和電磁 離合器111的中空部分,進料桿110本身亦爲爲中空結構, 其下方底部有一凹陷孔洞作爲微粒子(micro-particles) 115 的放置位置。進料密封桿109則放置於進料桿110的中空 部分,以密合該進料桿110。該送料機構更包括一 0型環 (未圖示)以氣密置於進料套管112和電磁離合器111中 空部分的進料桿110。 平常送料機構108爲閉合狀態,當要載入微粒子115 f時,先將進料密封桿109拔起,將所需微粒子的量倒入進 料桿110內。倒入的微粒子將會停留在底部。當要將微粒 子送出時,將電流通入電磁離合器111,電磁離合器111 會帶動進料桿110往下移動一小段距離。如第2圖所示, 此時微粒子115將會暴露在高速氣流(如第2圖的箭頭所 示)中,高速氣流將會進入進料桿110的小洞,將微粒子 115帶出,再經噴佈器104加速到系統所需速度。此外, 亦可經由手動,先將進料桿110往下移動一小段距離,再 行進氣。 在本較佳實施例中,微粒子爲披覆攜帶核酸物質之微 1226905 07946twfl.doc/006 修正日期 92.11.4 粒子,使用材質可以爲金或鎢金屬,核酸物質爲DNA或 RNA,而粒子直徑較佳範圍爲0.6-1.5微米。該微粒子樣 品之製備較佳爲懸浮液體樣品,但亦可製備成乾式粉末狀 性。 第3圖顯示整個基因槍系統示意圖,基因槍系統300 中所使用之氣體是由氣瓶320所供應的,氣瓶內的氣體可 爲氮氣、氦氣或其它氣體。氨氣的音速可超過1000 m/s, 且其質量較小,較不傷細胞,是相當理想的氣體,但是價 格較貴;在某些角質層較厚的動植物,仍是非使用氦氣不 可。不過,當使用基因槍系統在一些較容易穿過的生物系 統,利用氮氣就足夠了。氣瓶320的氣體先經過一個壓力 調整器322,以設定所需壓力。通常在基因槍的進氣艙, 所需的壓力必須超過1·9大氣壓,再加上氣體在管路中的 壓力損失,因而壓力調整器322會設定一較大的壓力値, 較佳範圍爲4.0-8.0大氣壓。 , 如第3圖所示,經過壓力調整器322的氣體經過管路, 先經由一閥門324控制是否經由後端接頭306進入進氣艙 302,該閥門324是由一控制器326控制。操作時先將壓 力調整器322設定到某一合適的壓力,並將基因槍欲射擊 的目標物準備好,帶有RNA或DNA的微粒子粉末放入送 料機構308中之進料桿內。射擊時,基因槍結構上之握把 結構經由連結之啓動裝置(未圖示),啓動該控制器326, 使其先送出一訊號開啓閥門324,此時送料機構308仍處 於閉合狀態,因爲流體必須有一短暫時間將原先在基因槍 1226905 修正日期92.11.4 07946twfl.doc/006 內的空氣驅出,其後控制器326會送出另一訊號給送料機 構308中之電磁離合器,電磁力離合器向下移動,使微粒 子315被高速氣流帶出,經噴佈器304順利擊中目標物。 本發明之另一較佳實施例中,若使用製備爲懸浮液體 樣品之微粒子,則置放微粒子樣品於該送料機構中,但須 改採懸滴式釋放機制,以便微粒子樣品能均勻地被高速氣 體加速而噴出。 爲使微粒子能夠達到更高速,本發明設計了高速噴佈 器400,如第4圖所示。噴管部分402由習知的直筒型改 爲一具有擴張角型(corn-shape)之管身,如此可讓噴射氣體 達到較噴嘴出口速度更高之速度,而使微粒子加速至更大 速度;而第4圖於噴嘴部分404設計一曲線入口,可讓氣 體在出口,處,分佈較均勻,進而使微粒子會分佈較均勻, 不會集中在某些區域,造成細胞死亡的現象。而且’可使 氣體在出口處之壓力,接近一大氣壓,而避免傷害目標細 胞組織。 在第3圖和第4圖中的噴嘴部分和噴管部分的設計依 據如下: 假設此流場爲等熵(isentr〇Pic flow)流場’噴嘴出口 面積Ae與噴喉面積A*比爲
Ae 1 2 (l+r"lMe2) A*_ "Me γ +1 1 2 )\ ,其中Me爲出口馬赫數(馬赫數=氣體流速/音速), 1226905 修正日期92.11.4 07946twfl.doc/006 若選定所需要的馬赫數及Ae,則可獲得噴喉面積A*以及 所需噴佈器入口之全壓Po ( γ — 1 9 V-1
Po = P 1 + ^ —Me2
l 2 J 而對氣瓶至進氣艙的流場而言,進氣艙之壓力爲其出 口壓力,故所需氣瓶壓力Pc爲
Pc = P^l+^^Min2 g (Ld 爲 Dump loss) 因需一定的速度供其能吹送進料桿內的微粒子,故選 定進入進氣艙之馬赫數(Min),則可獲得所需氣瓶壓力。 此外,爲供進氣艙內維持定壓,則由噴嘴流出之質量 需等於流入之質量 由上式即可獲得流入進氣艙所需之入口截面積。 而第5圖中繪示該噴嘴部分50之曲線設計之示意圖, 噴嘴部分乃設計爲漸縮漸張形狀之噴嘴,亦即至少包括一 漸縮段(converging part)52、一漸張段(diverging part)56 以 及一位於該漸縮段與該漸張段之間的一噴喉54。噴嘴部分 的輪廓曲線,需避免不連續曲線,以便使氣體流動順暢。 一般採用之原則如下: (一)簡化設計:意指噴嘴出口速度不是非常均勻 1226905 修正日期92.11.4 07946twfl.doc/006 漸縮段·· rt < Rt < 2rt 漸張段:θ< 15度 見第5圖,圖中Rt代表漸縮段52的曲率半徑,rt則 爲噴喉54之半徑,而㊀則是漸張段56與中心軸(圖中虛 線)之夾角。在噴嘴漸張段的曲線設計,噴喉至出口爲一 直線(但有夾角,亦即錐形),該直線與中心軸夾角Θ小於 15度,較佳範圍爲1(M5度。 (二)均勻出口速度設計:前述之該漸張段設計,製造 _ 簡單,但是噴嘴出口氣體流動方向不與中心軸平行。若要 使噴嘴出口氣體流動方向與中心軸平行,則其製造方式較 爲複雜,其曲線設計需依照特徵線理論法,以便消除噴喉 所產生之擴散波(expansion wave),則噴喉54後接一擴張 段,其後接一直線段,再接一波消除段。 由於出口爲超音速,噴嘴後接一直管,故在交接處會 產生i震波,經由數値分析,對流場的影響不大。且經實 際驗證微粒子可穿過表皮層、細胞壁及細胞膜。 鲁 披覆微粒處理 利用伯契處理法(Biixh’s protocol,可參考網站 /botany.uq.edu.au/research/plant biotech/),將質體去氧核 糖核酸(plasmid DNA)包覆於鎢微粒(tungsten micro_carriers) 之上。首先,製備微粒懸浮液,使1毫升(ml)之50%甘油 (glycerol)溶液中懸浮有50毫克(mg)之微粒,再經高溫高 壓消毒。每次製備50毫升之懸浮液,可用於5次注射(5 12 1226905 07 94 6twf 1 · doc/006 修正日期 92 · 11 · 4
Shots)。短暫離心懸浮液以沈澱微粒,傾倒上淸液,再懸 浮微粒於1 ml無菌蒸餾水中。當低速旋轉混合(vortex)時, 加入 100 微升(#1) DNA (濃度爲 0.83/zg///l)、100//1 濃 度爲 0·5Μ 的氯化鈣 CaCl2 (MERCK1.02382)以及 100/zl 濃度爲 0.05M 之 spermidine (SIGMA-0266)。逐漸增加旋 轉混合(vortex)速度,再混合3分鐘。之後,混和物再以 每分鐘1〇,〇〇〇轉(rpm)之轉速快速地離心,沈澱微粒,並 傾倒上淸液。鎢微粒離心後,以100%酒精淸洗三次。 微粒發射 1毫克(mg)的披覆有DNA之微粒懸浮於100%酒精 或以真空適度抽乾微粒使之恰成粉團(避免過度乾燥),置 入送料機構之微粒放置處,使用氮氣壓力約50-100 psi, 於距目標物5-25公分處發射。 t 洋蔥Cepa)表皮細胞轉殖表現 本實施例中轉殖表現試驗中,使用含有/5葡萄糖酐晦 (/3 -glucuronidase,GUS)基因之 pBI121 載體(pBI121 vector,購自 CLONTECH),作爲通報基因(reporter gene)。 而融合基因之表現會經由花椰菜鑲嵌病毒35S促進子 (cauliflower mosaic virus 35S promoter)而啓動。將 1.1 // m 大小,其上披覆有質體去氧核糖核酸(plasmid DNA)的鎢微 粒(Grade M-17,購於Bio-Rad #1652267)射入洋患表皮細 胞。射入微粒之後,剝下的洋蔥組織置於相對濕度百分之 1226905 修正日期92.11.4 07946twf1.doc/006
百之溫室中,於室溫下培養16小時。洋蔥細胞中GUS基 因之活性表現,可利用染色液(含100mM sodium phosphate, pH 7.0, 1 OmM EDTA, 0.5mM ferricyanide, 0.5mM ferrocyanide, ImM 5-bromo-4-chloro-3-indolyl β -D-glucunmic acid),與洋蔥組織於37°C之下培養過夜,則會 以藍色沈澱物呈現。 實驗結果如第6圖所示,由圖中可淸晰觀察到培養後 之洋蔥細胞組織中,於鎢微粒射入處73之周圍,呈現有 均勻分佈之藍色沈澱物。此結果顯示本發明中所使用之基 因槍,的確有成功地轉殖GUS基因於洋蔥細胞內;見第7 圖之放大圖,其爲染色液處理之後7天,以1〇〇%酒精培 養洋蔥表皮組織,可以淸楚看見鎢粒子轟擊區內各洋蔥細 胞內確有藍色沈锻物,且細胞基因轉殖成功率高達95%以 上。由此可見,本發明中所使用之基因槍並未對目標細胞 組織造成嚴重之傷害。 由上述本發明較佳實施例可知,應用本發明具有下列 優點: (1) 於較低氣壓情況下,即可將靜止的微粒子加速到 極高的速度,使基因顆粒具足夠之動量以穿透表皮 及細胞壁,穿過表皮層,進入目標細胞內’而達基 因轉殖之效果。 (2) 本發明之基因槍乃藉由噴佈器中噴嘴曲線的設計 和基因槍操作方式的改變,能夠使基因顆粒能均勻 分佈。而且噴出口壓力與大氣壓力相近,能避免損 14 1226905 修正曰期92.11.4 〇7946twf1.doc/006 傷標的物。 (3)本發明之基因槍可藉由噴嘴尾管長短的調整、氣 瓶壓力的設定,以及使用不同的氣體來控制1微粒子 的速度 雖然本發明已以一較佳實施例揭露如上’然其並非用 以限定本發明,任何熟習此技藝者,在不脫離本發明之精 神和範圍內,當可作各種之更動與潤飾,因此本發明之保 護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者爲準。 馨 JS1式之簡單說明: 第1圖是依照本發明一較佳實施例的基因槍本體結構 剖面示意圖。 第2圖是依照本發明一較佳實施例,當送料機構啓動 後,微粒子由高速空氣帶入噴佈器之示意圖。 第3圖是依照本發明一較佳實施例的基因槍與管路連 結的系統示意圖。 f ^ 第4圖是依照本發明一較佳實施例的噴佈器之剖面 鲁 圖。 第5圖是依照本發明一較佳實施例的噴嘴設計之剖面 示意圖。 第6圖是依照本發明一較佳實施例,所獲得洋蔥表皮 細胞轉殖圖。 第7圖是依照本發明一較佳實施例,所獲得洋蔥表皮 細胞轉殖表現葡萄糖酐晦之放大圖。 凰1之標記說明: 15 1226905 修正日期92.11.4 07946twfl.doc/006 100 :基因槍 102,302 :進氣艙 104,304 :噴佈器 l〇4a :直管部分 104b :噴嘴部分(nozzle) 106,306 :後端接頭 108,308 :送料機構 109 :進料密封桿 _ 110 :進料桿 111 :電磁離合器 112 :進料套管 115,315 :微粒子 300 :基因槍系統 320 :氣瓶 322 :壓力調整器 . / 324 :閥門 326:控制器 · 400 :高速噴佈器 402 :噴管部分 404 :噴嘴部分 50 :噴嘴部分 52 :漸縮段 54 :噴喉 56 :漸張段 73 :鎢微粒射入處 16
Claims (1)
1226905 修正日期92.11.4 07946twfl.doc/006 拾、申請專利範圍: 1.一種低壓粒子加速式基因槍,包括: 一氣體源,以提供一氣體; 一氣體管道,一端連結於該氣體源,而另一端連結於 一閥門,該閥門由一控制器來控制開關,以控制該氣體之 供應; 一基因槍本體結構,該基因槍本體結構至少包括: 一握把結構,連接於一啓動裝置,其中該啓動裝置接 合至該控制器; 一進氣艙連結於該握把結構,該進氣艙包括一進氣艙 前段和一進氣艙後段; 一噴佈器,該噴佈器包括一噴嘴與一噴管,其中該噴 嘴具有一前端與一後端,該噴嘴前端連結於該進氣艙後 段,而該噴嘴後端連接於該噴管,其中該噴嘴具有一內部 輪廓,該內部輪廓包括一漸縮段以及一漸張段,其中該噴 嘴更包括一噴喉位於該漸縮段與該漸張段之間,而該內部 輪廓中該漸縮段範圍: rt < Rt < 2rt,其中Rt爲該漸縮段的一曲率半徑,rt 則爲該噴喉之一半徑, 而該噴嘴內部輪廓中的該漸張段範圍: θ< 15度,其中Θ則是該漸張段與該噴嘴之一中心軸 之一夾角; 一接頭,該接頭之一端與該進氣艙前端相連接,該接 頭之另一端與該閥門相接,而氣體經由該閥門,流經該接 17 1226905 07 94 6twf 1. doc/00 6 修正日期 92.11.4 頭而流入該進氣艙;以及 一送料機構連接於該進氣艟上方,其中該送料機構至 少包括: 一進料密封桿; 一進料桿; 一電磁離合器;以及 一進料套管,其中該進料套管固定連接於該蓄壓室’ 該電磁離合器接合於進料套管之上方,而該進料桿放置於 該進料套管和該電磁離合器的一中空部分,該進料桿下有 一凹陷,用於放置複數個微粒子,而該進料密封桿放置於 該進料桿之一中空部分,以密封該進料桿, 而該控制器接合於該電磁離合器,可以控制帶動該電 磁離合器,而釋放暴露出該些微粒子,使該些微粒子被該 蓄壓室之氣體加速,而經由該噴佈器射出。 2. 如申請專利範圍第1項所述之低壓粒子加速式基因 槍,其中該噴管爲一擴張角形之直管。 3. 如申請專利範圍第1項所述之低壓粒子加速式基因 槍,其中該些微粒子包括複數個包含核酸物質的鎢粒子。 4·如申請專利範圍第1項所述之低壓粒子加速式基因 槍,其中該些微粒子包括複數個包含核酸物質的金粒子。 5·如申請專利範圍第1項所述之低壓粒子加速式基因 槍,其中該些微粒子是製備爲懸浮液體或乾式粉末狀。 6·如申請專利範圍第1項所述之低壓粒子加速式基因 槍,其中更包括一 0型環,以氣密放置於該進料套管和該 18 1226905 07946twfl.doc/006 修正日期 92 · 11 · 4 電磁離合器中空部分的該進料桿。 7. 如申請專利範圍第1項所述之低壓粒子加速式基因 槍,其中所供應使用之該氣體包括一氮氣。 8. —種低壓粒子加速式基因槍’包括: 一氣體供應機制,以供應一氣體; 一連結機制,連接起該氣體供應機制與一進氣艙’而 該氣體經由該連結機制流入該進氣艙,其中該進氣艙包栝 一進氣艙前段和一進氣艙後段; 一控制器,接合於該連結機制並控制該連結機制之開 啓,而控制該氣體之供應; 一噴佈器,該噴佈器包括一噴嘴與一噴管,其中該噴 嘴具有一前端與一後端,該噴嘴前端連結於該進氣艙後 段,而該噴嘴後端連接於該噴管,其中該噴嘴具有一內部 輪廓,該內部輪廓包括一漸縮段以及一漸張段,其中該噴 嘴更包括一噴喉位於該漸縮段與該漸張段之間,而該內部 輪廓中該漸縮段範圍: rt < Rt < 2rt,其中Rt爲該漸縮段的一曲率半徑,rt 則爲該噴喉之一半徑, 而該噴嘴內部輪廓中的該漸張段範圍: θ< 15度,其中Θ則是該漸張段與該噴嘴之一中心軸 之一夾角;以及 一送料機構連接於該蓄壓室上方,其中該送料機構至 少包括一微粒子置放機制,用於置放複數個微粒子,而該 控制器接合於該送料機制,可以控制釋放出該些微粒子, 19 1226905 修正日期92.11.4 07946twfl.doc/006 使該些微粒子被該蓄壓室中該氣體加速,而經由該噴佈器 射出。 9·如申請專利範圍第8項所述之低壓粒子加速式基因 槍,其中該些微粒子是製備爲懸浮液體或乾式粉末狀。 10·如申請專利範圍第8項所述之低壓粒子加速式基 因槍,其中該噴管爲一擴張角形之直管。 11·如申請專利範圍第8項所述之低壓粒子加速式基 因槍,其中該些微粒子包括複數個包含核酸物質的鎢 粒子。 12·如申請專利範圍第8項所述之低壓粒子加速式基 因槍,其中該些微粒子包括複數個包含核酸物質的金粒 子。 13.如申請專利範圍第8,項所述之低壓粒子加速式基 因槍,其中所供應使用之該氣體包括一氮氣。 14·一種利用基因槍以基因轉殖的方法,包括: 提供一基因槍,該基因槍至少包括一進氣艙、一噴佈 器、一控制器及一送料機構; 置入複數個微粒子於該送料機構中,其中置入之該些 微粒子爲懸浮液體或乾式粉末狀; 啓動該基因槍; 供應一氣體至該進氣艙,而該氣體乃經由該控制器控 制該氣體流入該蓄壓室,直至該進氣艙; 經由該控制器控制,釋放出該些微粒子,使該些微粒 子被該進氣艙中該氣體加速;以及 1226905 修正日期92.11.4 07946twfl.doc/006 經由該噴佈器噴射出該些微粒子,其中該噴佈器包括 一噴嘴及一噴管,該噴嘴具有一漸縮段以及一漸張段,該 噴嘴更包括一噴喉位於該漸縮段與該漸張段之間,而該內 部輪廓中該漸縮段範圍:rt < Rt < 2rt,其中Rt爲該漸縮 段的一曲率半徑,rt則爲該噴喉之一半徑,而該噴嘴內部 輪廓中的該漸張段範圍:㊀< 15度,其中Θ則是該漸張段 與該噴嘴之一中心軸之一夾角,而該噴管爲一擴張角形之 直管,使該些微粒子均与射出該噴嘴之速度達到超音速。 15. 如申請專利範圍第14項所述之利用基因槍以基因 轉殖的方法,其中該些微粒子包括複數個包含核酸物質的 鎢粒子。 16. 如申請專利範圍第14項所述之利用基因槍以基因 轉殖的方法,其中該些微粒子包括複數個包含核酸物質的 金粒子。 17. 如申請專利範圍第14項所述之利用基因槍以基因 轉殖的方法,其中該噴佈器出口壓力近於一大氣壓。 18. 如申請專利範圍第14項所述之利用基因槍以基因 轉殖的方法,其中該氣體爲一氮氣或一氨氣。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
TW090125886A TWI226905B (en) | 2001-10-19 | 2001-10-19 | Low pressure-accelerated particle gene gun |
US09/990,981 US6436709B1 (en) | 2001-10-19 | 2001-11-21 | Low pressure-accelerated particle gene gun |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
TW090125886A TWI226905B (en) | 2001-10-19 | 2001-10-19 | Low pressure-accelerated particle gene gun |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
TWI226905B true TWI226905B (en) | 2005-01-21 |
Family
ID=21679540
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
TW090125886A TWI226905B (en) | 2001-10-19 | 2001-10-19 | Low pressure-accelerated particle gene gun |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US6436709B1 (zh) |
TW (1) | TWI226905B (zh) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
TWI710724B (zh) * | 2019-12-19 | 2020-11-21 | 生物鎵科技股份有限公司 | 電磁閥、具有電磁閥之投遞器及具有電磁閥與防拆保險之投遞器 |
CN114018729A (zh) * | 2021-11-02 | 2022-02-08 | 上海交通大学 | 基于mems技术的微粒子加速装置 |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE60333435D1 (de) * | 2003-02-03 | 2010-09-02 | Bioware Technology Co Ltd | Genpistole mit Niederdruckgasbeschleunigung |
US7892205B2 (en) * | 2003-06-06 | 2011-02-22 | Boston Scientific Scimed, Inc. | Device and method for delivering micronized therapeutic agents in the body |
US20070164133A1 (en) * | 2006-01-18 | 2007-07-19 | Hao-Jan Lin | Low pressure gas accelerated gene gun |
WO2008031257A1 (fr) * | 2006-08-22 | 2008-03-20 | Hai-Lung Huang | Dispositif de commande de percussion pour canon à gènes |
AU2012311234B2 (en) | 2011-09-19 | 2017-09-28 | Axon Neuroscience Se | Protein-based therapy and diagnosis of tau-mediated pathology in Alzheimer's disease |
JP6612017B2 (ja) * | 2014-06-03 | 2019-11-27 | 株式会社ダイセル | 無針注射器による注射システム |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6004287A (en) * | 1997-09-23 | 1999-12-21 | Loomis; Dale J | Biolistic apparatus for delivering substances into cells and tissues |
-
2001
- 2001-10-19 TW TW090125886A patent/TWI226905B/zh not_active IP Right Cessation
- 2001-11-21 US US09/990,981 patent/US6436709B1/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
TWI710724B (zh) * | 2019-12-19 | 2020-11-21 | 生物鎵科技股份有限公司 | 電磁閥、具有電磁閥之投遞器及具有電磁閥與防拆保險之投遞器 |
CN114018729A (zh) * | 2021-11-02 | 2022-02-08 | 上海交通大学 | 基于mems技术的微粒子加速装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US6436709B1 (en) | 2002-08-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Takeuchi et al. | Plant transformation: a simple particle bombardment device based on flowing helium | |
Morikawa et al. | Transient expression of foreign genes in plant cells and tissues obtained by a simple biolistic device (particle-gun) | |
US5036006A (en) | Method for transporting substances into living cells and tissues and apparatus therefor | |
TWI226905B (en) | Low pressure-accelerated particle gene gun | |
US5204253A (en) | Method and apparatus for introducing biological substances into living cells | |
CA2396392C (en) | Methods and compositions for the introduction of molecules into cells | |
EP0690732B1 (en) | Gas driven gene delivery instrument | |
US5219746A (en) | Ice-mediated introduction of substances into biological material | |
Johnston et al. | The use of microparticle injection to introduce genes into animal cells in vitro and in vivo | |
TWI290057B (en) | Low pressure gas accelerated gene gun | |
US20070164133A1 (en) | Low pressure gas accelerated gene gun | |
WO1992001802A1 (en) | Methods and apparatus for ice-medicated introduction of substances into biological material in a non-lethal manner | |
US20040033589A1 (en) | Biolistic device | |
Godon et al. | Transient plant gene expression: a simple and reproducible method based on flowing particle gun | |
TW200909579A (en) | Low pressure accelerated gene delivery device and barrel structure thereof | |
KR950014922B1 (ko) | 물질을 생물학적 세포에 삽입시키기 위한 방법 및 장치 | |
TW201139674A (en) | Low pressure accelerated gene delivery device and barrel structure thereof | |
EP1170374B1 (en) | Method for preparation of microprojectiles for efficient delivery of biologicals using a particle gun | |
Simkiss et al. | Ballistic Transfection of Avian Primordial Germ Cells In Ovo | |
US7314969B2 (en) | Methods and compositions for the introduction of molecules into cells | |
Seki et al. | Transient expression of the β-glucuronidase gene in tissues of Arabidopsis thaliana by bombardment-mediated transformation | |
US20170130238A1 (en) | Device and methods for biolistic transformation | |
KR101286655B1 (ko) | 입자 분사 장치 | |
Tang et al. | DNA-COATED MICROPROJECTILES FOR GENE DELIVERY INTO LIVE ANIMALS | |
Gilmore | Cryobiolistics: transformation of plant cells using frozen DNA as microprojectiles |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MK4A | Expiration of patent term of an invention patent |