Die genetische Modifikation von Insekten ist ein Verfahren, das ursprünglich von Rubin und Spradling in Drosophila entwickelt wurde und im Laufe der Jahre modifiziert wurde, um genetische Veränderungen bei anderen Artenzu erzeugen 1. Der Prozess beruht auf der präzisen Abgabe von Modifikationskomponenten, die in einem bestimmten Zeit- und Ortsfenster innerhalb des sich entwickelnden Embryos mikroinjiziert werden 2,3,4. Scharfe Mikroinjektionsnadeln sind ein wichtiges Werkzeug im Prozess der genetischen Veränderung einiger Insekten, wie z. B. Mücken 4,5,6,7,8,9 und Sandmücken 10, während sie für andere Insekten wie Seidenraupen 11 nicht so kritisch sind. Scharfe Nadeln sind oft ein Schlüsselfaktor für Erfolg und Misserfolg bei dem Versuch, ein gentechnisch verändertes Insekt zu erzeugen 2,4. Typischerweise werden Mikrokapillarglasnadeln durch Erhitzen von Glas bis zu dem Punkt gezogen, an dem das Glas elastisch wird, wodurch die Kapillare in eine sich verjüngende Nadel mit geschlossener Spitze gezogen werden kann. Bevor die Nadel verwendet werden kann, muss sie so geöffnet werden, dass eine scharfe Spitze für die Injektion entsteht. Traditionell werden Nadeln geöffnet, indem man die Nadelspitze vorsichtig gegen etwas streicht (den Rand eines Objektträgers/Deckglases oder den Embryo usw.), das dazu führt, dass eine kleine Menge Glas von der Spitze abbricht, wodurch zufällig eine scharfe Spitze entsteht 2,3. Ein etwas weniger zufälliges Verfahren ist das Trockenfasen, bei dem die Nadel schnell für kurze Zeit auf eine optisch flache, sich drehende Schleifplatte abgesenkt wird, wodurch eine kleine Menge Glas von der Nadelspitze abgerieben wird, wodurch eine scharfe Spitze entsteht. Das Trockenfasen ist etwas weniger zufällig als das Bürsten der Nadelspitze gegen etwas. Das im Folgenden beschriebene Protokoll geht noch einen Schritt weiter, indem es die abzuschrägende Nadel mit Druckluft versorgt und sie unter einer Flüssigkeitsschicht abschrägt, so dass Blasen sichtbar sind, sobald die Nadel geöffnet wurde. Dieses Protokoll beschreibt ein Verfahren zur Herstellung zuverlässig scharfer Mikroinjektionsnadeln. Das Anfasen unter einer Flüssigkeitsschicht ist eine Verbesserung gegenüber dem zufälligen Brechen der Nadel, wie oben beschrieben, und dem trockenen Anfasen, da der Benutzer eine Rückmeldung über den Anfasvorgang erhält, so dass die Person, die anfaselt, weiß, wann die Nadel offen ist und wie groß die Nadelöffnung relativ ist. Wenn die relative Öffnungsgröße der Nadelspitze bekannt ist, kann die Person, die die Nadel abschrägt, Nadeln mit unterschiedlichen Öffnungsgrößen herstellen. Verschiedene Nadelöffnungsgrößen haben unterschiedliche Vorteile; Zum Beispiel können größere Nadelöffnungen Injektionsmischungen mit hoher Viskosität aufnehmen, während kleinere Öffnungsnadeln den zu injizierenden Embryo weniger schädigen.
Die Luftzufuhr zur Nadel erfolgt über einen Regler und ein System von Urethanschläuchen, das auf einem modifizierten luftdruckgeregelten Einspritzsystem2 basiert. Während die Nadel mit konstantem Druck mit Luft versorgt wird, wird die Nadel unter einer Flüssigkeitsschicht abgeschrägt. Der Anfasprozess besteht aus einem sich wiederholenden fünfstufigen Prozess: 1) Absenken der Nadel auf die Schleiffläche, 2) Abschrägen der Nadel für einen kurzen Zeitraum, 3) Anheben der Nadel von der Schleifplatte, während sie unter der Oberfläche der Flüssigkeitsschicht gehalten wird, 4) Stoppen der Drehung der Schleifplatte, um das Auftreten von Blasen zu überprüfen. Wenn keine Blasen vorhanden sind, werden die Schritte 1 bis 4 wiederholt, bis Blasen erscheinen. 5) Sobald Blasen vorhanden sind, kann der Luftdruck angepasst werden, um die relative Öffnungsgröße der Nadel zu bestimmen. Je geringer der Druck ist, der erforderlich ist, um die Blasenbildung zu stoppen, desto größer ist die Öffnung an der Nadelspitze.