一、模式動(dòng)物
隨著人類基因組計(jì)劃的完成和后基因組研究時(shí)代的到來(lái)，模式生物的研究策略得到了廣泛的應(yīng)用，基因的結(jié)構(gòu)和功能可以在其它合適的生物中去研究，同樣人類的生理和病理過(guò)程也可以選擇合適的生物來(lái)模擬，在科研領(lǐng)域，常見(jiàn)的模式動(dòng)物除開廣泛應(yīng)用的大小鼠外，還有斑馬魚，非洲爪蟾，果蠅，線蟲應(yīng)用*為廣泛。由于他們各自獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，被應(yīng)用于遺傳學(xué)的研究、發(fā)育生物學(xué)的基因調(diào)控的研究、各類**的研究如帕金森氏病、老年癡呆癥、**成癮和酒精中毒、衰老與長(zhǎng)壽、學(xué)習(xí)記憶與某些認(rèn)知行為的研究。
1、斑馬魚
脊索動(dòng)物門（ Chordata）、輻鰭魚綱（Actinopterygii）、鯉形目（Cypriniformes）、鯉科（Cyprinidae）魚丹屬（Danio）斑馬魚（D. rerio）。體長(zhǎng) 4～6 厘米。體呈紡錘形。背部橄欖色，體側(cè)從鰓蓋后直伸到尾未有數(shù)條銀藍(lán)色縱紋，臀鰭部也有與體色相似的縱紋，尾鰭長(zhǎng)而呈叉形。雄魚檸檬色縱紋；雌魚藍(lán)色縱紋加銀灰色縱紋。斑馬魚模式生物的使用正逐漸拓展和深入到生命體的多種系統(tǒng)（例如，神經(jīng)系統(tǒng)、**系統(tǒng)、心血管系統(tǒng)、生殖系統(tǒng)等）的發(fā)育、功能和** （例如，神經(jīng)退行性**、遺傳性心血管**、糖尿病等）的研究中，并已應(yīng)用于小分子化合物的大規(guī)模新藥篩選。斑馬魚作為模式動(dòng)物的優(yōu)點(diǎn)如下：
（1）斑馬魚的繁殖周期約 7 天左右，一年可連續(xù)繁殖 6-7 次，而且產(chǎn)卵量高其繁殖力很強(qiáng)。
（2）由于斑馬魚基因與人類基因的相似度達(dá)到 87%，這意味著在其身上做**實(shí)驗(yàn)所得到的結(jié)果在多數(shù)情況下也適用于人體，因此它受到生物學(xué)家的重視。
（3）斑馬魚的胚胎是透明的，所以生物學(xué)家很容易觀察到**對(duì)其體內(nèi)器官的影響。
（4）雌性斑馬魚可產(chǎn)卵 200 枚，胚胎在 24 小時(shí)內(nèi)就可發(fā)育成形，這使得生物學(xué)家可以在同一代魚身上進(jìn)行不同的實(shí)驗(yàn)，進(jìn)而研究病理演化過(guò)程并找到病因。
2、非洲爪蟾
屬脊索動(dòng)物門 (Phylum Chordata)、無(wú)尾目 (Salientia)、負(fù)子蟾科 (Pipidae) 雄性成蛙體長(zhǎng) 7-11 cm，雌性成蛙體長(zhǎng) 9-14 cm。性成熟的成蛙前肢有黑色婚墊，便于交配，雄蛙泄殖腔比雌蛙泄殖腔小。非洲爪蟾學(xué)名 Xenopus laevis 負(fù)子蟾科。由于沒(méi)有舌頭只能利用其前肢攪食水中的無(wú)脊椎動(dòng)物 。分布于由南非的熱帶草原起，北至肯尼亞，烏干達(dá)西至喀麥隆。體長(zhǎng) 100 mm。雄性會(huì)比雌性小一截，后肢具有 3 對(duì)角質(zhì)腳爪。非洲爪蟾作為模式動(dòng)物的優(yōu)點(diǎn)如下：
（1）在胚胎學(xué)研究中，非洲爪蟾是主要的兩棲類動(dòng)物模型。非洲爪蟾的優(yōu)勢(shì)在于取卵方便，在實(shí)驗(yàn)室條件下，它可以常年只要注射**，雌體第 2 天就可以產(chǎn)卵，而且產(chǎn)卵量很大，可以通過(guò)人工授精獲得受精卵。
（2）非洲爪蟾的卵子和胚胎個(gè)體較大，非常適宜于進(jìn)行實(shí)驗(yàn)胚胎學(xué)研究，如顯微注射、胚胎切割和移植等。其早期胚胎發(fā)育很快，在 24℃ 下受精后 2 天左右就可以孵化成可以自由游動(dòng)的幼蟲。
（3）非洲爪蟾的成熟卵子具有明確的動(dòng)物極和植物極，受精作用引起皮質(zhì)運(yùn)動(dòng)。爪蟾胚胎經(jīng)過(guò)卵裂、囊胚、原腸胚、神經(jīng)胚、尾芽期等階段孵化成幼蟲；蝌蚪在 5 天左右后肢開始發(fā)育并逐漸進(jìn)入變態(tài)期，到兩個(gè)月時(shí)完成變態(tài)。幼體要生長(zhǎng) 1 到 2 年才能達(dá)到性成熟。產(chǎn)卵，不受季節(jié)限制。
3、果蠅（Drosophila，fruit fly, Drosophila melanogaster)
屬節(jié)肢動(dòng)物門、昆蟲綱、雙翅目、果蠅屬、果蠅種。約 1,000 種。廣泛用作遺傳和演化的室內(nèi)外研究材料，尤其是黃果蠅 (D. melanogaster)。果蠅作為模式動(dòng)物的優(yōu)點(diǎn)如下：
（1）飼養(yǎng)容易，用一只牛奶瓶，放一些搗爛的香蕉，就可以飼養(yǎng)數(shù)百甚至上千只果蠅；
（2）繁殖快，在 25℃ 左右溫度下十天左右就繁殖一代，一只雌果蠅一代能繁殖數(shù)百只。果蠅只有四對(duì)染色體，數(shù)量少而且形狀有明顯差別；
（3）果蠅性狀變異很多，比如眼睛的顏色、翅膀的形狀等性狀都有多種變異，這些特點(diǎn)非常有利于遺傳學(xué)研究。
4、線蟲
亦稱圓蟲 (roundworm)。屬線蟲動(dòng)物門 (Aschelminthes) 線蟲綱 (Nematoda) 所有蠕蟲的通稱，系動(dòng)物界中數(shù)量*豐者之一，寄生于動(dòng)、植物，或自由生活于土壤、淡水和海水環(huán)境中。通常呈乳白、淡黃或棕紅色。大小差別很大，小的不足 1 毫米，大的長(zhǎng)達(dá) 8 米。線蟲作為模式動(dòng)物的優(yōu)點(diǎn)如下：
（1）線蟲生活在土壤間水層，成蟲體全長(zhǎng)只有 0.1 公分，因以**為食物，所以在實(shí)驗(yàn)室中極易培養(yǎng)。
（2）線蟲全身透明，研究時(shí)不需染色，即可在顯微鏡下看到線蟲體內(nèi)的器官如腸道、生殖腺等；若使用高倍相位差顯微鏡，還可達(dá)到單一細(xì)胞的分辨率。因此，線蟲是研究細(xì)胞分裂、分化、死亡等的好材料。又因?yàn)榫€蟲僅有一千多個(gè)體細(xì)胞，所以它的所有細(xì)胞都可以徹底地觀察研究。
二、注射流程舉例（以斑馬魚胚胎顯微注射為例）
注射步驟:
1、注射針內(nèi)裝液：使用無(wú)菌的微量加樣器從微注射針的后部加入待注射樣品酚紅一滴。
2、注射針安裝和定位：
(1) 將裝液后的針頭的游離端安在連接器上，然后旋緊連接器以固定針頭，再將其固定到微操作儀的托針管上；
(2) 把載有待注射樣本的培養(yǎng)皿放在顯微鏡載物臺(tái)上，用低倍物鏡對(duì)準(zhǔn)細(xì)胞調(diào)焦；
(3）移動(dòng)針頭并在顯微鏡下調(diào)整微操作儀，直到針頭的陰影在視野的中心上方；
(4）使用工作用放大倍數(shù)，調(diào)準(zhǔn)細(xì)胞焦距，找到針尖。
3、顯微注射：
（1）使針尖對(duì)準(zhǔn)細(xì)胞的待注射部位（細(xì)胞與針尖在同一焦面上），旋轉(zhuǎn)推進(jìn)旋鈕，針刺入細(xì)胞內(nèi)（卵膜、細(xì)胞膜、核膜）；
（2）旋轉(zhuǎn)加樣旋鈕，將樣本加入，并離開細(xì)胞。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果：
三、模式動(dòng)物胚胎操作相關(guān)的顯微注射設(shè)備
在應(yīng)用模式動(dòng)物（斑馬魚，非洲爪蟾，果蠅，線蟲等）進(jìn)行相關(guān)胚胎操作過(guò)程中，需要使用高效可靠的顯微注射設(shè)備。根據(jù)注射驅(qū)動(dòng)動(dòng)力的不同，常見(jiàn)的系統(tǒng)包含液體壓力式注射系統(tǒng)以及氣壓式注射系統(tǒng)。
1、液體壓力式注射系統(tǒng)
該系統(tǒng)由液體壓力注射主機(jī)，控制器，手動(dòng)三維位操作器，磁性底座以及固定鐵板組成。待注射樣本溶液（如 RNA）被機(jī)械推動(dòng)的液體壓力推出針尖進(jìn)口卵母細(xì)胞胞內(nèi)。經(jīng)典的系統(tǒng)如美國(guó) Harvard Apparatus 公司的 Nanoject 納升級(jí)注射系統(tǒng)。如下圖：
2、氣壓式注射系統(tǒng)
該系統(tǒng)由液體壓力注射主機(jī)，控制器，手動(dòng)三維位操作器，磁性底座以及固定鐵板組成。待注射樣本溶液（如 RNA）被**可控的氣體壓力推出針尖進(jìn)口卵母細(xì)胞胞內(nèi)。
3、用于光遺傳實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的慢病毒注射的系統(tǒng)
以病毒轉(zhuǎn)染光敏蛋白為方法的光遺傳實(shí)驗(yàn)同樣也需要微注射過(guò)程，將病毒以很慢的速度注射到大小鼠的腦區(qū)。這就需要推進(jìn)精度很高的微注射系統(tǒng)，如哈佛公司的注射泵等。
