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小鼠开胸心肌内注射 AAV 病毒载体的实验操作流程与常见问题处理

2026年6月9日
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1.实验前准备

小鼠、病毒储存液(冰浴融化)、Hamilton微量注射器(50μL)配30G微针、超净工作台/生物安全柜、动物麻醉系统(异氟烷蒸发器与麻醉箱/鼻罩或小动物腹腔注射麻醉药物)、手术台、无菌眼膏、丁丙诺啡(术后镇痛)、镊子(直尖和弯尖)、微型蚊式止血钳、手术剪、持针器、加热垫或恒温水循环毯(维持动物体温)、手术照明系统(可调节冷光源)、无菌PBS(用于病毒稀释)、碘伏、70%乙醇(消毒用)、无菌手套、口罩、手术帽、手术衣、微量离心管(用于AAV稀释)、一次性无菌棉签和纱布

a.注射套装与病毒载体的准备

手术当天,从 −80 °C 冰箱取出病毒溶液,置于冰上解冻。

佩戴口罩、无菌手套及无菌手术衣。

准备一支 50 µL 的 Hamilton 微量注射器,该注射器已于前一日完成灭菌。

注意:按厂家说明对 Hamilton 注射器及针头进行灭菌处理。

病毒溶液完全融化后,用 70% 乙醇喷洒病毒管外壁,随后将病毒管移入超净工作台。在超净台内,用无菌PBS将病毒原液稀释至所需的滴度,再用无针头的 Hamilton 注射器吸取 50 µL 病毒工作液,装上 30 G 针头。将注射器垂直向上,轻推活塞,使病毒溶液充满针头(针头尖端出现第一滴溶液即可)。

注意:预先排尽气泡并确认针尖有液滴出现;实际死腔体积应根据所用针头和连接件型号预先测定。

b.麻醉及术前准备

向异氟烷蒸发器中加入 20 mL 异氟烷,并将蒸发器与氧气瓶连接。打开阀门,让氧气流入蒸发器,通过蒸发器上的流量计将氧气流量维持于 2 L/min。将小鼠放入与蒸发器相连的塑料麻醉盒中,以 4% 异氟烷 + 100% 氧气(2 L/min)诱导麻醉 2 min。取出已麻醉的小鼠,将其俯卧位固定于超净台内的塑料手术板上,继续通过鼻罩以 2% 异氟烷 + 100% 氧气(2 L/min)维持麻醉。

以“捏趾无回缩”确认麻醉深度足够。

双眼涂抹无菌眼膏,防止角膜干燥。

剃除胸部及上腹部被毛,涂脱毛膏 1 min,用湿纱布擦除脱毛膏及残留毛发。

用碘伏和70%乙醇交替对手术区域(左下胸部)进行三遍消毒,覆盖无菌洞巾。

2.病毒注射

a.更换新的无菌手套。镊子、微型蚊式止血钳、手术剪、持针器已于前一日完成高温高压灭菌。

b.沿剑突与腋窝连线做约 0.5 cm 皮肤切口,用镊子和微型蚊式止血钳钝性分离胸大肌与胸小肌。

牵开肌肉,显露肋间隙;用微型蚊式止血钳穿通并打开第 4 肋间隙(或目测最宽肋间隙)。

用非惯用手食指从右侧胸壁轻轻按压,将心脏推向切口,使心脏部分外置。再用非惯用手食指与拇指轻柔固定外置心脏。

c.用已装载病毒的 Hamilton 注射器,在惯用手操作下,将总计 30 µL 病毒溶液分三点(左心室腹壁、背壁及侧壁)注入心肌。

d.注射完毕后立即将心脏归位至胸腔。轻压胸壁向切口方向排气。

注意:若胸大肌、胸小肌出现扑动,提示胸腔空气已成功排出。

e.用 5-0 丝线水平褥式缝合皮肤。注意:胸大肌与胸小肌无需缝合,因手术全程仅行钝性分离,解剖结构保持完整。

f.术后管理

术后立即皮下注射丁丙诺啡(0.1 mg/kg),每日两次,连续 48 小时,以减轻术后疼痛。手术结束后,立即将小鼠置于 37 °C 保温垫上,直至其完全苏醒。待小鼠完全恢复后,再放回笼中。

密切监测小鼠的呼吸、活动水平、进食和饮水情况。一周内每日检查手术伤口是否有感染迹象,并记录体重变化。

使用过的 Hamilton 注射器及 30 G 针头需再次放入高温高压灭菌器灭菌。灭菌后的 30 G 针头收集于利器盒中。

心肌原位注射 心肌原位注射2

图片来源:https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC5933510/

3.常见问题和解决方案

问题 解决方案
心脏暴露困难:小鼠胸腔解剖结构复杂,胸壁肌肉分层不清晰 使用更精细的手术器械,特别是微型蚊式止血钳。确保肋间隙打开足够但不过度,通常第4肋间隙最合适。采用非惯用手的食指轻轻按压右侧胸壁,利用反作用力将心脏向切口方向推出
注射深度控制困难:心肌壁薄(约1mm),容易穿透心室壁 使用30G针头,以30°角缓慢插入心肌,深度控制在0.5-1mm,注射时应明显感觉到轻微阻力,若无阻力可能已进入心腔。可以考虑使用带有深度限制器的微量注射器
心脏注射后出血 注射后用无菌棉签轻压注射点30秒,分三点注射而非单点大量注射,每点注射体积限制在10μL以内 ,如有严重出血,可用凝胶海绵(如Gelfoam)临时覆盖。
心肌屏障、免疫反应、血流冲刷等因素导致AAV转导效率低 选择心肌亲和性高的血清型,如AAV9、AAV6 等;使用心脏特异性启动子(如α-MHC、cTnT)提高表达特异性
注射后心肌张力导致AAV溶液从针眼漏出 注射完成后保持针头原位10-15秒后缓慢拔出;

采用”Z-track”注射技术:进针前轻拉心表面,注射后释放

气胸、出血、体温过低、麻醉剂量过大等原因导致术后死亡率高 术后立即排空胸腔内气体,术前准备好负压吸引设备;保持手术室温度22-24℃,手术台温度37-38℃ ;术后12小时内每2小时检查一次小鼠状态 ;避免使用异氟烷过度麻醉,术中监测呼吸频率
伤口感染 术前确保手术区域彻底消毒,术中严格遵守无菌操作 ,考虑术后预防性使用抗生素(如庆大霉素10mg/kg,皮下注射);每日检查伤口并记录,发现红肿立即处理

关于金沙城js9线路中心

作为一家专注于AAV 技术十余年,深耕基因治疗领域的CRO&CDMO,金沙城js9线路中心可提供从载体设计、构建到 AAV、慢病毒和 mRNA 服务的一站式解决方案。凭借深厚的技术实力、卓越的运营管理和高标准的服务交付,我们为全球客户提供一站式CMC解决方案,包括从早期概念验证、成药性评估到IITINDBLA的各个阶段。

 

凭借我们独立知识产权的π-alphaTM 293 细胞AAV高产技术平台,我们能将AAV产量提高多至10倍,每批次产量可达1×10¹⁷vg,以满足多样化的商业化和临床项目需求。此外,我们定制化的mRNA和脂质纳米颗粒(LNP)产品及服务覆盖药物和疫苗开发的各个阶段,从研发到符合GMP的生产,提供端到端的一站式解决方案。

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