Neon-Elektroporationsgerät versagt

Zuletzt verändert am 24. Juli 2026 • 5 Min. Lesezeit • 909 Wörter

UPDATE: Wir sind nicht die Einzigen, die versuchen, ihre Betriebskosten zu senken. Dieses Labor hat seine Experimente mit dem Neon-System in Analytic Biochemistry  veröffentlicht. Vielen Dank an Joachim Goedhart ( @joachimgoedhart  ) für den Hinweis! Das Neon-Transfektionsgerät  von Life Technologies  (ups, heute Thermo Fischer  und früher Invitrogen  ) wurde vor etwa fünf Jahren auf den Markt gebracht. Es ist für die einfache Elektroporation von Säugetierzellen konzipiert. Wir verfügen seit 2011 über das Gerät, aber es wurde kaum genutzt. Ich weiß nicht, ob die geringe Akzeptanz an der Benutzerunfreundlichkeit liegt (ich weiß immer noch nicht, wie man die Elektrodenspitze an die Pipette ansetzt, obwohl ich das schon hunderte Male gemacht habe – es ist einfach eine sehr knifflige Mechanik), an den hohen Betriebskosten (für die vergoldeten Einwegelektroden und den proprietären Transfektionspuffer) oder an etwas anderem, das ich nicht herausfinden kann. Es gibt jedoch ein paar Dinge, die ich gerne teilen möchte, da wirklich nützliche Informationen über das Neon-Gerät im Internet rar sind.Das erste Problem, mit dem wir ständig zu kämpfen hatten, waren Luftblasen in der Elektrodenspitze, die zu katastrophal niedrigen Elektroporationseffizienzen führen. Die einzige Möglichkeit, dies wirklich zu verhindern, besteht darin, mindestens 25 % mehr Zellsuspension vorzubereiten, als tatsächlich benötigt wird. Wenn man nur 10 % mehr ansetzt, kommt es bei der letzten Elektroporation aufgrund unvermeidbarer Luftblasen mit Sicherheit zu Lichtbogenbildung (außerdem haftet die Zellsuspension leicht an der Außenseite der Pipettenspitze, was ebenfalls dazu beiträgt, dass man mehr ansetzen muss, als tatsächlich benötigt wird). Infolgedessen ging uns der Elektroporationspuffer R lange vor den Pipettenspitzen aus. Zudem kann man Puffer R nicht separat erwerben. Der Vertreter von Life Technologies, mit dem ich korrespondierte, versprach uns aus Kulanz eine kleine Lieferung Pipettenspitzen und Puffer zu schicken (das war im Januar), aber wir warten immer noch darauf, dass diese eintrifft…Leider ist kürzlich unser altes Elektroporationsgerät Gene Pulser II  kaputt gegangen. Bio-Rad  repariert es nicht mehr und liefert auch keine Ersatzteile mehr. Es wurde hauptsächlich für die Elektroporation von E. coli verwendet. Ich wusste, dass das Neon-Gerät nicht für die Elektroporation von E. coli ausgelegt ist. Warum nicht und warum kann es nicht für diesen Zweck verwendet werden? Es stellt sich heraus, dass die elektrische Feldstärke für E. coli bei weitem nicht ausreicht (beim BioRad Gene Pulser II wird bei einer typischen bakteriellen Elektroporation ein elektrisches Feld von 12,5 kV/cm erreicht, während das Neon-Gerät gerade einmal etwa 850 V/cm erreicht). Allerdings (so dachte ich), kann das Neon viel längere Impulse erzeugen als der Gene Pulser II (das Neon wird damit beworben, Impulse von bis zu 100 ms liefern zu können, während die typische Impulslänge des Gene Pulser II bei etwa 5 ms liegt). Darüber hinaus kann das Neon automatisch mehrere Impulse abgeben. Deshalb wollte ich testen, ob ein langer und/oder wiederholter Impuls mit geringerer Feldstärke E. coli transformieren kann. Es stellte sich jedoch heraus, dass das Gerät, wenn man Wasser (oder 10 % Glycerin) als Transfektionspuffer für E. coli verwendet (was üblicherweise der Fall ist), meldet, dass die Spitzenelektrode keinen Kontakt herstellt. Dies liegt daran, dass das Gerät durch das Senden eines kleinen Stroms durch das System prüft, ob die Spitze korrekt eingesetzt wurde, und dieser Strom nicht fließt, wenn man E. coli in Wasser resuspendiert hat. Damit das Gerät eine eingesetzte Pipettenspitze als Elektrode „akzeptiert“, benötigt man eine NaCl-Konzentration zwischen 10 und 20 mM. Daher habe ich 15 mM Natriumchlorid als E. coli-Elektroporationspuffer verwendet und die Elektroporationsparameter auf 2500 V und 100 ms eingestellt. Überraschung: Das Gerät weigert sich, einen solchen Impuls abzugeben, da es „Over power limit!“ anzeigt. Die maximale Impulsdauer, die es bei 2500 V liefern kann, beträgt 19 ms. Leider kann selbst dieser Impuls nicht automatisch mehrfach abgegeben werden (wieder: „Over power limit!“). Daher habe ich diesen Impuls manuell zwischen 1 und 20 Mal ausgelöst, aber kein einziges Bakterium hat DNA aufgenommen, und alle Bakterienplatten blieben leer. In der Bedienungsanleitung heißt es: „Das Neon™-Gerät ist so ausgelegt, dass nur bestimmte Werte eingegeben werden können; die Grenzwerte für jeden Wert sind unten aufgeführt. Wenn Ihr Eingabewert den Maximalwert überschreitet, wird eine Fehlermeldung angezeigt. Eingangsspannungsbereich: 500–2.500 V Eingangsimpulsbreitenbereich: 1–100 ms Eingangsimpulsanzahlbereich: 1–10“ Leider kann dies sehr leicht missverstanden werden. Mir war nicht klar, dass man die drei Parameter innerhalb dieser Bereiche nicht beliebig kombinieren kann. Man sollte meinen, dass Life Technologies über bessere technische Redakteure verfügt (aber vielleicht benutzen sie das Gerät ja gar nicht …). Fazit: Das Gerät ist für alles andere als Säugetierzellen völlig unbrauchbar. Auch einige andere interessante Anwendungen (z. B. die Elektroporation von Fadenwürmern oder anderen kleinen Lebewesen) sind schwierig oder unmöglich. Das Gerät mag zwar für viele Säugetierzellen eine gute Wahl sein, ist aber weitaus eingeschränkter als der altbewährte BioRad Gene Pulser II. P.S.: Ich habe die Pipettierstation mit Puffer E befüllt (zur Verwendung mit 10-µl-Spitzen). Allerdings habe ich statt Puffer E auch eine Mischung aus 90 % 150 mM Natriumchlorid und 10 % Glycerin getestet (die mir die gleiche Leitfähigkeit wie Puffer E liefert). Dennoch würde ich wirklich gerne die Zusammensetzung von Puffer R wissen. Warum? Weil ich glaube, dass die Spitzenelektroden öfter als nur zweimal wiederverwendet werden können (andere Hersteller von Pipettenspitzenelektroden werben damit, dass ihre Elektroden viel öfter wiederverwendet werden können (z. B. der BactoZapper  , obwohl auch sie keine genauen Zahlen nennen). Im Neon-Handbuch heißt es: „Bei mehr als zweimaligem Gebrauch der Spitzen kann es zur Oxidbildung an der Kolbenoberfläche kommen, was die Elektrodenfunktion des Kolbens beeinträchtigt.“ Die Elektrode ist vergoldet, und Gold sollte widerstandsfähiger gegen Oxidbildung sein als die Edelstahlelektroden des BactoZapper…