簡介
基因槍/導入儀，又叫電穿孔儀、基因轉移儀、轉基因儀、活體基因導入儀，是一種將外源DNA轉入動物細胞、植物細胞、微生物菌體或者活體生物的儀器，廣泛用於生物和醫藥行業。
用途
假如你今後在新聞中看到這樣的鏡頭：美國空軍的醫務人員拔槍開火，將金色“子彈”射向他們自己人的身軀，而士兵們卻一副“求之不得”的架勢，請不要驚訝———因為這是橫空出世的基因槍。它射出的決非奪命的金屬顆粒，而是救命的 D N A疫苗。
原理如同“接種疫苗”
自去年炭疽恐慌席捲美國連奪人命後，位於馬里蘭州弗雷德里克地區的美國空軍德瑞克堡基地生化武器防治中心就如臨大敵，加緊研究如何壓制炭疽菌擴散的威脅。
以生物學家詹妮‧瑞蒙斯切內德為首的軍事科研人員成功將基因疫苗製成類似子彈的膠囊，利用可在常溫下急劇升溫膨脹的高壓氦氣為推動劑發射，創造出基因槍，為在戰場上救治承受生化武器襲擊的己方及友軍人員提供了極大的便利。
工作原理
基因槍的工作原理很簡單。小的時候，我們都打過預防麻疹、小兒麻痹等病毒的疫苗，這其實是一種預防接種療法。但是，注射的疫苗屬於活生生的病原體微生物，其生產成本高昂，注射方式複雜，尤其不適用於危險係數極大的致命病毒。後來，科學家們又開創了通過摘除特定 D N A片斷抑制或根治疾病的基因療法。從理論上說，切除某個 D N A片斷，等於從生物學上抹煞了相應致病因素髮作的可能。但臨床實驗証實，人體免疫系統對於基因療法呈現出排斥反應。而基因槍的工作原理就來源於這兩種療法，取其所長，避其所短。
這種生物輻射式基因槍可填充12發金色“子彈”。每粒“子彈”實際上是一個膠囊，內部包含數百萬個攜帶某種病毒遺傳信息的 D N A分子。當然，這些 D N A分子的毒性已經被人為降低。詹妮已完成炭疽基因疫苗對兔子的活體實驗。她將10隻兔子麻醉，向它們的腹部發射了包含適量炭疽菌 D N A的疫苗“子彈” 。半年後，她再對兔子注射了足以致命的炭疽菌劑量，其中9隻兔子安然無恙，顯示炭疽疫苗已成功生效。
“子彈”唾手可得
詹妮聲稱，根據她對致命病毒埃博拉等長達7年的研究，她相信，自己的研究中心研發出的基因槍是成功的。她指出：“基因槍發射的 D N A片斷足以迷惑患者固有的免疫系統，令其根本不會發動針對‘外來入侵者’的戰鬥。相反，‘子彈’中的 D N A將侵入患者的表皮細胞核與肌肉細胞，激活免疫系統，製造抗體。基因療法的弊端在於試圖用外來犟加的基因片斷取代人體免疫系統，而基因疫苗卻是免疫系統的‘戰友’或‘加速器’。”
詹妮信心百倍地說：“我簡直不敢相信，D N A疫苗是如此唾手可得。我們可以在幾天或幾周內生產出足夠的疫苗，而常規疫苗的培育提取要耗費幾年時間。 ”
基因槍歷史
基因槍的歷史可以追溯到1987年。
第一代基因槍是台式基因槍，其中火藥型台式基因槍是基因槍中最原始的類型。最早的基因槍是由美國康奈爾大學Sanford於1987年與該校工程技術專家Wolf及Kallen合作研究出的一種基因轉移的新方法。該方法一經發明便在學界嶄露頭角，Klein等人於1987年最早套用基因槍進行洋蔥表皮細胞的轉化，並獲得了成功。
基因槍自1987年誕生以來得到迅速發展。美國康乃爾大學自1988年先後申報了三個關於基因槍技術的專利（EP0331855A2，1988：USPatentNumber4，945，050July31，1990：USPatentNumber5，036，006July30，1991）。1987-1990年間，高壓放電、壓縮氣體驅動等各種基因槍相繼出現，並都在重複的實踐中得到改進和發展。McCabe於1988年將目的基因包於鎢粉上，電轟擊大豆莖尖分生組織，結果約有2%的組織通過器官發生途徑獲得再生植株，在子代中檢測到了外源基因。1989年氣動式基因槍轉化菸草等植物獲得成功，並且得到了瞬時表達。大麥的轉基因技術比起其他植物相對發展速度較慢，直到1989年，Kartha等人用大麥的細胞和組織進行培養，成功檢測到報告基因的瞬時表達。
1990年，美國杜邦公司(DuPontCompany)推出首款商品基因槍PDS-1000系統。該儀器是一種“biolistic”台式基因槍,有關的工藝技術是從一個小型的Biolistics公司(負責人來自康乃爾大學)購買的。據康乃爾研究基金會副主席和大學專利及技術市場的負責人W.Haeussler說,向杜邦公司轉讓的這個技術是當時康乃爾發明的一次最大交易,將總數228萬美元的專利稅和研究支持費一次性付給康乃爾大學。當時由伯樂公司(Bio-RadLaboratories,Inc.)與杜邦簽署的的代工與分銷商協定。隨後，伯樂公司1992年推出了
台式基因槍第二代基因槍出現於1996年，伯樂公司推出了Helios手持式基因槍。這是歷史上最早出現的手持式基因槍。該系統通過可調節的氦氣脈衝，來帶動位於小塑膠管內壁處預包有DNA、RNA或其它生物材料的金粉顆粒，將其直接打入細胞內部。與第一代台式基因槍相比，Helios手持式基因槍摒棄了抽真空壓縮機，犧牲了一些氣體壓力，從而使活體動物轉殖成為可能，可以對活體動物的肌肉、皮膚直接進行轉殖。因其體積小巧，方便實驗人員隨身攜帶，大大地拓寬了基因槍的套用範圍。在隨後的10年裡，Helios手持式基因槍被廣泛套用於由原生質體再生植株較為困難和農桿菌感染不敏感的單子葉植物的基因轉殖。在基因槍以前，外源DNA進入細胞質後很難穿過雙層膜的細胞器。用基因槍技術轉化這類細胞器，轉化頻率高，重複性好，是目前該領域研究中最常用和最有效的DNA導入技術。相比較第一代台式基因槍而言，手持式基因槍由於氣體壓力較小（僅有100-600psi），而不能穿透成熟葉片的細胞壁，一定程度上影響了其在植物中轉基因的套用範圍，不過與台式基因槍互補，Helios很好地延伸了基因槍的套用領域。
同樣是利用高壓氣體傳送基因，製作技術的改良使得基因槍從細胞轉殖到活體轉殖，從台式到手持，一步一步將基因槍的套用範圍擴大。首先意識到並積極嘗試利用基因槍的生命科學工作者在轉基因工作中的科研水平得到了極大提高，轉基因工作者的想像力也因此得到了解放。蒸蒸日上的基因槍技術被學界寄予厚望，視為轉基因領域的明日之星。不過慢慢地人們發現，活體動物的臟器相比於皮膚、肌肉要脆弱得多，如小鼠活體的肝和脾最多只能承受40psi的壓力，在100psi的高壓氣體衝擊下器官會被嚴重破壞而導致實驗失敗。而過低的氣體壓力並不能令基因微載體具有足夠的動量打入細胞內部。氣體壓力與粒子傳遞速度的矛盾成了基因槍發展的瓶頸，這個問題在之後的10年一直困擾著各大生命科學儀器廠商的研發團隊。
直到2009年，Wealtec公司推出GDS-80低壓基因傳遞系統（又稱：GDS-80基因槍）（USPatentNumber6,436,709B1），引領了第三代基因槍技術發展方向。GDS-80手持式基因槍巧妙地從流體動力學與航空動力學入手，使用氦氣或氮氣於低壓狀態加速生物分子至極高的速度，完成基因傳送，從一個全新的角度解決了氣壓與粒子速度的矛盾。
GDS-80基因槍