壓電效應:某些電介質在沿一定方向上受到外力的作用而變形時,其內部會產生極化現象,同時在它的兩個相對表面上出現正負相反的電荷。當外力去掉后,它又會恢復到不帶電的狀態,這種現象稱為正壓電效應。當作用力的方向改變時,電荷的極性也隨之改變。相反,當在電介質的極化方向上施加電場,這些電介質也會發生變形,電場去掉后,電介質的變形隨之消失,這種現象稱為逆壓電效應。依據電介質壓電效應研制的一類傳感器稱為壓電傳感器。PMM 6 MB-D-2中等力度輸出型號,適用于ICSI、ES細胞注射、活檢操作等。美國Piezo Micro Manipulator壓電油壓注射器
下面我們利用壓電陶瓷測試壓電效應和逆壓電效應。常用的壓電陶瓷是由鋯鈦酸鉛(PZT)材料做成的。將PZT材料做成的壓電陶瓷片粘在圓形黃銅片上就構成了壓電陶瓷元件。它具有明顯的壓電效應。首先,將壓電陶瓷片A的兩根引線通過一個按鈕開關與信號發生器相聯。將壓電陶瓷片B的兩根引線與擴音器(帶喇叭)的輸入端相連。將A、B兩個壓電陶瓷片用黑封泥固定在同一個木板制成的箱子上。當觀察者將按鈕開關按下,接通信號發生器和壓電陶瓷A時,由于逆壓電效應,A開始振動,并把振動傳給木箱,木箱的振動傳給壓電陶瓷B,由于壓電效應,使B兩邊產生變化電信號,再傳給擴音器使喇叭發聲,所以這個實驗同時演示了壓電效應和逆壓電效應。美國精子制動壓電油壓注射器PMM通過將精子尾部與頭部割離,精子頭部吸入平口,在中低檔能量下即可穿透透明帶,進行單精子顯微注射。
卵子***是人類胚胎發育的起始步驟,該過程主要由細胞內的鈣釋放調控,當成熟的卵母細胞發育到MII期后,只有精子的PLCζ進入卵母細胞的胞漿,才能***鈣震蕩,促使卵母細胞完成完整的減數分裂。TFF(Totalfertilizationfailure,完全受精失敗)是指MII期卵母細胞無法完成受精的過程,有1-3%的ICSI失敗是源于IFF。TFF與精子及卵子的異常均有關,其中卵子***異常是主要因素。卵子因素主要是由蛋白合成不足或異常信號傳導導致的胞質不成熟;精子因素主要是PLCζ蛋白的結構、表達和定位異常。受精失敗與女方年齡、不育類型和取卵數目等因素無關。精子的解凝功能異常和魚精蛋白缺失與TFF密切相關。精子染色質組裝異常或精子DNA損傷可導致精子的解凝異常,無法***卵子及合子形成。研究表明精子染色質組裝異常的精子中精子解凝功能受阻的精子比例高于正常精子。精細胞染色質的魚精蛋白的合成與組裝對于精細胞的基因組濃縮也是非常重要的。若魚精蛋白的量減少,精子在ICSI后提前解凝,導致受精失敗。當精子進入卵子后精子染色質提前濃縮也導致其提前解凝,精子和卵子遺傳物質的同步節奏被打破,也造成受精失敗。不過這種同步性異常主要還是卵子因素造成的。
卵胞漿內單精子顯微注射(ICSI)不僅用于人類輔助生殖(ART),而且在稀有物種保護、轉基因動物的生殖系拯救或任何獸醫輔助受孕過程中也被***用于獸醫體外受精。壓電輔助ICSI于1995年***被描述,可用于標準ICSI失敗的動物(如小鼠)的輔助受孕。該技術所需的顯微注射工作站與標準ICSI非常相似,但在毛細管支架上增加了一個壓電沖擊單元。本用戶指南重點介紹壓電輔助顯微注射程序本身。摘要卵母細胞胞漿內單精子顯微注射,即將單個精子直接注射到卵子的細胞質中,***在倉鼠身上被描述,并已成功應用于人類,以及其他物種,如小鼠。在動物模型中進行的ICSI是研究直接受精過程以及不孕原因的比較好工具。特別是在生物醫學研究領域,當精子被共同注射或包裹外源DNA時,ICSI也可以用作基因轉移技術。此外,當轉基因表達或突變損害雄性或雌性小鼠的生存能力或生育能力時,通常會應用小鼠ICSI。在這些情況下,壓電輔助ICSI可以成為拯救和維持非常有價值的小鼠品系的一種手段,因為正常的ICSI已被證明在小鼠身上很困難。幾項研究表明,通過壓電驅動的微毛細管注**子對小鼠卵子的創傷遠小于傳統方法。此外,壓電輔助ICSI已被證明可以顯著提高受精成功率。PMM高精度控制,顯微注射針的移動分辨率達到0.1um,可以精確穿透目標,不會誤傷其他結構。
以piezo操作系統為技術支撐,在掌握小鼠卵母細胞胞漿內精子注射技術(ICSI)的基礎上,進行了ICSI技術生產試管小鼠及轉基因小鼠的嘗試。實驗結果表明以Hepes-CZB+3%蔗糖做操作液,用來自成年KM鼠附睪尾的新鮮精子頭和pEGFP-N1質粒孵育處理凍融精子頭,直接注射到B6D2F1小鼠卵母細胞質中,注射后1h,83.3%的卵母細胞仍然存活,鮮精組和凍精組各有92.3%和83.0%成活卵子排出極體、出現原核。用CZB溶液繼續培養ICSI胚胎,兩組的卵裂率、桑椹胚率、囊胚率分別為(97.8%vs94.7%)、(64%vs64.5%)、(5%,vs24.7%)。其中桑椹胚率、囊胚率均***低于體內受精對照組(64%,64.5%vs88%;5%,24.7%vs70%P<0.01);將鮮精組原核期120枚胚胎和82枚2-cell胚胎及凍精組135枚原核期胚胎移植后移植到同期km假孕母鼠受體內,分別出生28只、3只、18只ICSI小鼠(黑色或灰色),效率分別為23.3%,4%,13.3%。健康成年的31只ICSI小鼠,沒有明顯的生理和行為異常。隨機抽取六對鮮精組性成熟ICSI小鼠做交配實驗,一個月后都有小鼠出生(平均窩產10.7只)。本實驗表明,ICSI精子載體法可以比較高地制造小鼠轉基因胚胎,小鼠附睪新鮮精子及無抗凍劑保護冷凍致死精子都具有足夠的全程發育潛力。利用壓電破膜儀 PMM ,可以精確控制和操作受精卵,提高受孕成功率。武漢透明帶壓電單精子胞漿內注射
PMM與傳統尖頭針相比可促進ES細胞注射入胚泡,用于胚胎干細胞顯微注射(ES cell Microinjection)。美國Piezo Micro Manipulator壓電油壓注射器
有一類十分有趣的晶體,當你對它擠壓或拉伸時,它的兩端就會產生不同的電荷。這種效應被稱為壓電效應。能產生壓電效應的晶體就叫壓電晶體。水晶(α-石英)是一種有名的壓電晶體。如果按一定方向對水晶晶體上切下的薄片施加壓力,那么在此薄片上將會產生電荷。如果按相反方向拉伸這一薄片,在此薄片上也會出現電荷,不過符號相反。擠壓或拉伸的力愈大,晶體上的電荷也會愈多。如果在薄片的兩端鍍上電極,并通以交流電,那么薄片將會作周期性的伸長或縮短,即開始振動。這種逆壓電效應在科學技術中已得到了廣泛的應用。用水晶可以制作壓電石英薄片,其面積不過數平方毫米,厚度則只有零點幾毫米。別小看這小小的晶片,它在無線電技術中卻發揮著巨大作用。如前所述,在交變電場中,這種薄片的振動頻率絲毫不變。這種穩定不變的振動正是無線電技術中控制頻率所必須的,你家中的彩色電視機等許多電器設備中都有用壓電晶片制作的濾波器,保證了圖像和聲音的清晰度。你手上戴的石英電子表中有一個**部件叫石英振子。就是這個關鍵部件保證了石英表比其他機械表更高的走時準確度。美國Piezo Micro Manipulator壓電油壓注射器