Mikroinjektion

Die Mikroinjektion ist eine Technik der Zellbiologie, bei der Substanzen direkt in Zellen, Eizellen oder Embryonen eingeführt werden. Dazu wird eine sehr feine Kapillare verwendet, die über Mikromanipulatoren kontrolliert wird. Unter dem Mikroskop wird die Membran der Zielzelle durchstochen, oder die Hülle des Embryos perforiert, und die Substanz wird durch Druck, Vakuum oder direkte Injektion eingebracht. Die Öffnung der Injektionskanüle liegt typischerweise im Bereich weniger Mikrometer.

Typische Anwendungsgebiete sind die Einführung von Nukleinsäuren (DNA, RNA), Proteinen, Fluorophoren oder CRISPR-Komponenten in Zellen; in der Reproduktionsmedizin wird Mikroinjektion bei der Befruchtung genutzt, etwa als intrazytoplasmatische Spermieninjektion (ICSI). In der Embryologie wird die Technik genutzt, um transgene Embryonen zu erzeugen oder genetische Modifikationen durchzuführen. In der Neurobiologie dient sie dem gezielten Einbringen von Substanzen in einzelne Neuronen.

Die Technik erfordert spezielle Ausrüstung (Mikroskop, Mikromanipulatoren, feine Injektionspipetten) und geschultes Personal. Sie ist anwender- und zielortabhängig; Parameter wie Druck, Pipettendurchmesser und Injektionsvolumen müssen sorgfältig angepasst werden. Risiken umfassen Zellschäden, niedrige Überlebensraten von Zellen oder Embryonen und eine geringe Durchsatzrate.

Historisch entwickelte sich Mikroinjektion seit den 1950er bis 1970er Jahren zu einer Standardtechnik in Forschungseinrichtungen; heute wird sie in vielen Bereichen als präzise Methode zur Substanz- bzw. Genomtransfere eingesetzt. Ethik, Tierschutz und gesetzliche Vorgaben regeln ihren Einsatz, besonders bei menschlichen Anwendungen.