Abstract

We report the transfection of human hepatocarcinoma (HepG2) cells by femtosecond (fs) laser pulses at 1554 nm. It was found that HepG2 cells could be perforated transiently to admit propidium iodide by that laser. This photoporation was safe, as the membrane resealed itself within a short time and no mitochondrial depolarization was detected. The cells were next photoporated in the presence of DNA plasmids for the expression of green fluorescence protein, and about 80% of the exposed cells showed green fluorescence 24 h later. Thus it could be concluded that it is safe and efficient to use fs laser at 1554 nm to transfect foreign molecules into cells under a standard microscope.

© 2008 Optical Society of America

PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. R. Heller, M. Jaroszeski, A. Atkin, D. Moradpour, R. Gilbert, J. Wands, and C. Nicolau, FEBS Lett. 389, 225 (1996).
  2. S. R. Schwarze, K. A. Hruska, and S. F. Dowdy, Cell Biol. 10, 290 (2000).
  3. M. R. Capecchi, Cell 22, 479 (1980).
    [CrossRef]
  4. U. K. Tirlapur and K. Konig, Nature 418, 290 (2002).
    [CrossRef]
  5. D. Stevenson, B. Agate, X. Tsampoula, P. Fischer, C. T. A. Brown, W. Sibbett, A. Riches, F. Gunn-Moore, and K. Dholakia, Opt. Express 14, 7125 (2006).
    [CrossRef]
  6. U. K. Tirlapur, K. König, C. Peuckert, R. Krieg, and K.-J. Halbhuber, Exp. Cell Res. 263, 88 (2001).
    [CrossRef]
  7. K. König, P. T. C. So, W. W. Mantulin, B. J. Tromberg, and E. Gratton, Opt. Lett. 22, 135 (1997).
    [CrossRef]
  8. A. Vogel, J. Noack, G. Huttman, and G. Paltauf, Appl. Phys. B 81, 1015 (2005).
    [CrossRef]
  9. S. T. Smiley, M. Reers, C. Mottola-Hartshorn, M. Lin, A. Chen, T. W. Smith, G. D. Steele, Jr., and L. B. Chen, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 88, 3671 (1991).
  10. F. Docchio, C. A. Sacchi, and J. Marshall, Lasers Ophthalmol. 1, 83 (1986).
  11. C. A. Sacchi, J. Opt. Soc. Am. B 8, 337 (1991).
    [CrossRef]
  12. V. Venugopalan, A. Guerra, K. Nahen, and A. Vogel, Phys. Rev. Lett. 88, 078103 (2002).
    [CrossRef]

2006

2005

A. Vogel, J. Noack, G. Huttman, and G. Paltauf, Appl. Phys. B 81, 1015 (2005).
[CrossRef]

2002

V. Venugopalan, A. Guerra, K. Nahen, and A. Vogel, Phys. Rev. Lett. 88, 078103 (2002).
[CrossRef]

U. K. Tirlapur and K. Konig, Nature 418, 290 (2002).
[CrossRef]

2001

U. K. Tirlapur, K. König, C. Peuckert, R. Krieg, and K.-J. Halbhuber, Exp. Cell Res. 263, 88 (2001).
[CrossRef]

2000

S. R. Schwarze, K. A. Hruska, and S. F. Dowdy, Cell Biol. 10, 290 (2000).

1997

1996

R. Heller, M. Jaroszeski, A. Atkin, D. Moradpour, R. Gilbert, J. Wands, and C. Nicolau, FEBS Lett. 389, 225 (1996).

1991

C. A. Sacchi, J. Opt. Soc. Am. B 8, 337 (1991).
[CrossRef]

S. T. Smiley, M. Reers, C. Mottola-Hartshorn, M. Lin, A. Chen, T. W. Smith, G. D. Steele, Jr., and L. B. Chen, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 88, 3671 (1991).

1986

F. Docchio, C. A. Sacchi, and J. Marshall, Lasers Ophthalmol. 1, 83 (1986).

1980

M. R. Capecchi, Cell 22, 479 (1980).
[CrossRef]

Agate, B.

Atkin, A.

R. Heller, M. Jaroszeski, A. Atkin, D. Moradpour, R. Gilbert, J. Wands, and C. Nicolau, FEBS Lett. 389, 225 (1996).

Brown, C. T. A.

Capecchi, M. R.

M. R. Capecchi, Cell 22, 479 (1980).
[CrossRef]

Chen, A.

S. T. Smiley, M. Reers, C. Mottola-Hartshorn, M. Lin, A. Chen, T. W. Smith, G. D. Steele, Jr., and L. B. Chen, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 88, 3671 (1991).

Chen, L. B.

S. T. Smiley, M. Reers, C. Mottola-Hartshorn, M. Lin, A. Chen, T. W. Smith, G. D. Steele, Jr., and L. B. Chen, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 88, 3671 (1991).

Dholakia, K.

Docchio, F.

F. Docchio, C. A. Sacchi, and J. Marshall, Lasers Ophthalmol. 1, 83 (1986).

Dowdy, S. F.

S. R. Schwarze, K. A. Hruska, and S. F. Dowdy, Cell Biol. 10, 290 (2000).

Fischer, P.

Gilbert, R.

R. Heller, M. Jaroszeski, A. Atkin, D. Moradpour, R. Gilbert, J. Wands, and C. Nicolau, FEBS Lett. 389, 225 (1996).

Gratton, E.

Guerra, A.

V. Venugopalan, A. Guerra, K. Nahen, and A. Vogel, Phys. Rev. Lett. 88, 078103 (2002).
[CrossRef]

Gunn-Moore, F.

Halbhuber, K.-J.

U. K. Tirlapur, K. König, C. Peuckert, R. Krieg, and K.-J. Halbhuber, Exp. Cell Res. 263, 88 (2001).
[CrossRef]

Heller, R.

R. Heller, M. Jaroszeski, A. Atkin, D. Moradpour, R. Gilbert, J. Wands, and C. Nicolau, FEBS Lett. 389, 225 (1996).

Hruska, K. A.

S. R. Schwarze, K. A. Hruska, and S. F. Dowdy, Cell Biol. 10, 290 (2000).

Huttman, G.

A. Vogel, J. Noack, G. Huttman, and G. Paltauf, Appl. Phys. B 81, 1015 (2005).
[CrossRef]

Jaroszeski, M.

R. Heller, M. Jaroszeski, A. Atkin, D. Moradpour, R. Gilbert, J. Wands, and C. Nicolau, FEBS Lett. 389, 225 (1996).

Konig, K.

U. K. Tirlapur and K. Konig, Nature 418, 290 (2002).
[CrossRef]

König, K.

U. K. Tirlapur, K. König, C. Peuckert, R. Krieg, and K.-J. Halbhuber, Exp. Cell Res. 263, 88 (2001).
[CrossRef]

K. König, P. T. C. So, W. W. Mantulin, B. J. Tromberg, and E. Gratton, Opt. Lett. 22, 135 (1997).
[CrossRef]

Krieg, R.

U. K. Tirlapur, K. König, C. Peuckert, R. Krieg, and K.-J. Halbhuber, Exp. Cell Res. 263, 88 (2001).
[CrossRef]

Lin, M.

S. T. Smiley, M. Reers, C. Mottola-Hartshorn, M. Lin, A. Chen, T. W. Smith, G. D. Steele, Jr., and L. B. Chen, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 88, 3671 (1991).

Mantulin, W. W.

Marshall, J.

F. Docchio, C. A. Sacchi, and J. Marshall, Lasers Ophthalmol. 1, 83 (1986).

Moradpour, D.

R. Heller, M. Jaroszeski, A. Atkin, D. Moradpour, R. Gilbert, J. Wands, and C. Nicolau, FEBS Lett. 389, 225 (1996).

Mottola-Hartshorn, C.

S. T. Smiley, M. Reers, C. Mottola-Hartshorn, M. Lin, A. Chen, T. W. Smith, G. D. Steele, Jr., and L. B. Chen, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 88, 3671 (1991).

Nahen, K.

V. Venugopalan, A. Guerra, K. Nahen, and A. Vogel, Phys. Rev. Lett. 88, 078103 (2002).
[CrossRef]

Nicolau, C.

R. Heller, M. Jaroszeski, A. Atkin, D. Moradpour, R. Gilbert, J. Wands, and C. Nicolau, FEBS Lett. 389, 225 (1996).

Noack, J.

A. Vogel, J. Noack, G. Huttman, and G. Paltauf, Appl. Phys. B 81, 1015 (2005).
[CrossRef]

Paltauf, G.

A. Vogel, J. Noack, G. Huttman, and G. Paltauf, Appl. Phys. B 81, 1015 (2005).
[CrossRef]

Peuckert, C.

U. K. Tirlapur, K. König, C. Peuckert, R. Krieg, and K.-J. Halbhuber, Exp. Cell Res. 263, 88 (2001).
[CrossRef]

Reers, M.

S. T. Smiley, M. Reers, C. Mottola-Hartshorn, M. Lin, A. Chen, T. W. Smith, G. D. Steele, Jr., and L. B. Chen, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 88, 3671 (1991).

Riches, A.

Sacchi, C. A.

C. A. Sacchi, J. Opt. Soc. Am. B 8, 337 (1991).
[CrossRef]

F. Docchio, C. A. Sacchi, and J. Marshall, Lasers Ophthalmol. 1, 83 (1986).

Schwarze, S. R.

S. R. Schwarze, K. A. Hruska, and S. F. Dowdy, Cell Biol. 10, 290 (2000).

Sibbett, W.

Smiley, S. T.

S. T. Smiley, M. Reers, C. Mottola-Hartshorn, M. Lin, A. Chen, T. W. Smith, G. D. Steele, Jr., and L. B. Chen, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 88, 3671 (1991).

Smith, T. W.

S. T. Smiley, M. Reers, C. Mottola-Hartshorn, M. Lin, A. Chen, T. W. Smith, G. D. Steele, Jr., and L. B. Chen, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 88, 3671 (1991).

So, P. T. C.

Steele, G. D.

S. T. Smiley, M. Reers, C. Mottola-Hartshorn, M. Lin, A. Chen, T. W. Smith, G. D. Steele, Jr., and L. B. Chen, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 88, 3671 (1991).

Stevenson, D.

Tirlapur, U. K.

U. K. Tirlapur and K. Konig, Nature 418, 290 (2002).
[CrossRef]

U. K. Tirlapur, K. König, C. Peuckert, R. Krieg, and K.-J. Halbhuber, Exp. Cell Res. 263, 88 (2001).
[CrossRef]

Tromberg, B. J.

Tsampoula, X.

Venugopalan, V.

V. Venugopalan, A. Guerra, K. Nahen, and A. Vogel, Phys. Rev. Lett. 88, 078103 (2002).
[CrossRef]

Vogel, A.

A. Vogel, J. Noack, G. Huttman, and G. Paltauf, Appl. Phys. B 81, 1015 (2005).
[CrossRef]

V. Venugopalan, A. Guerra, K. Nahen, and A. Vogel, Phys. Rev. Lett. 88, 078103 (2002).
[CrossRef]

Wands, J.

R. Heller, M. Jaroszeski, A. Atkin, D. Moradpour, R. Gilbert, J. Wands, and C. Nicolau, FEBS Lett. 389, 225 (1996).

Appl. Phys. B

A. Vogel, J. Noack, G. Huttman, and G. Paltauf, Appl. Phys. B 81, 1015 (2005).
[CrossRef]

Cell

M. R. Capecchi, Cell 22, 479 (1980).
[CrossRef]

Cell Biol.

S. R. Schwarze, K. A. Hruska, and S. F. Dowdy, Cell Biol. 10, 290 (2000).

Exp. Cell Res.

U. K. Tirlapur, K. König, C. Peuckert, R. Krieg, and K.-J. Halbhuber, Exp. Cell Res. 263, 88 (2001).
[CrossRef]

FEBS Lett.

R. Heller, M. Jaroszeski, A. Atkin, D. Moradpour, R. Gilbert, J. Wands, and C. Nicolau, FEBS Lett. 389, 225 (1996).

J. Opt. Soc. Am. B

Lasers Ophthalmol.

F. Docchio, C. A. Sacchi, and J. Marshall, Lasers Ophthalmol. 1, 83 (1986).

Nature

U. K. Tirlapur and K. Konig, Nature 418, 290 (2002).
[CrossRef]

Opt. Express

Opt. Lett.

Phys. Rev. Lett.

V. Venugopalan, A. Guerra, K. Nahen, and A. Vogel, Phys. Rev. Lett. 88, 078103 (2002).
[CrossRef]

Proc. Natl. Acad. Sci. USA

S. T. Smiley, M. Reers, C. Mottola-Hartshorn, M. Lin, A. Chen, T. W. Smith, G. D. Steele, Jr., and L. B. Chen, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 88, 3671 (1991).

Cited By

OSA participates in CrossRef's Cited-By Linking service. Citing articles from OSA journals and other participating publishers are listed here.

Alert me when this article is cited.


Metrics