Piezo-ICSI程序:
使用直径100-mm的细胞培养皿上盖,准备操作盘;按照Piezo操作系统的要求,将4μL左右的汞从后部装入注射针中,轻轻将汞推至针尖处,在20-25℃室温下,准备进行显微操作。具体操作前,首先取10枚卵母细胞置于15L含3 % suerose的HEPES-CZB操作滴中备用;然后将2.5μL精子溶液与5pLHEPES-CZB+ 12 % PVP-360操作滴充分混合;再将单个精子从尾部吸入注射针,用Piezo脉冲从颈部断开头和尾;连续剪切5个精子后,将吸入全部精子头的注射针转移到放置卵母细胞的操作滴中,准备将精子头逐个注射至卵母细胞质中。注射时,从时钟9点的方向吸住卵母细胞,使纺锤体保持在6点或12点的位置,从3点的方向轻轻进针,同时用Piezo脉冲击穿透明带,将透明带碎片吹出注射针的同时,将精子头吹至针尖处,继续进针,直至针尖插入卵母细胞深处,几乎贴近对侧质膜时,用Piezo弱脉冲击穿卵母细胞质膜,将精子头吐出,回吸注入卵内多余的操作液,轻轻退针,完成一次注射。依次操作,尽快实现该批卵母细胞的注射,室温放置5min,然后用大量CZB溶液洗涤ICSI胚胎,并且移入CO₂箱培养。依法进行第二批卵母细胞的精子头注射,在注射HCG后17 h,完成全部卵母细胞的精子注射。 PMM PIEZO该仪器在临床实践中已经取得了良好的成果,受到了医生和患者的一致好评。北京精子制动压电平口针
压电式压力传感器的优点是具有自生信号,输出信号大,较高的频率响应,体积小,结构坚固。其缺点是只能用于动能测量。需要特殊电缆,在受到突然振动或过大压力时,自我恢复较慢。压电式加速度传感器压电元件一般由两块压电晶片组成。在压电晶片的两个表面上镀有电极,并引出引线。在压电晶片上放置一个质量块,质量块一般采用比较大的金属钨或高比重的合金制成。然后用一硬弹簧或螺栓,螺帽对质量块预加载荷,整个组件装在一个原基座的金属壳体中。当传感器受振动力作用时,由于基座和质量块的刚度相当大,而质量块的质量相对较小,可以认为质量块的惯性很小。因此质量块经受到与基座相同的运动,并受到与加速度方向相反的惯性力的作用。这样,质量块就有一正比于加速度的应变力作用在压电晶片上。由于压电晶片具有压电效应,因此在它的两个表面上就产生交变电荷(电压),当加速度频率远低于传感器的固有频率时,传感器给输出电压与作用力成正比,亦即与试件的加速度成正比,输出电量由传感器输出端引出,输入到前置放大器后就可以用普通的测量仪器测试出试件的加速度;如果在放大器中加进适当的积分电路,就可以测试试件的振动速度或位移。北京透明带压电力度温和PMM通过将精子尾部与头部割离,精子头部吸入平口,在中低档能量下即可穿透透明带,进行单精子显微注射。
以piezo操作系统为技术支撑,在掌握小鼠卵母细胞胞浆内精子注射技术(ICSI)的基础上,进行了ICSI技术生产试管小鼠及转基因小鼠的尝试。实验结果表明以Hepes-CZB+3%蔗糖做操作液,用来自成年KM鼠附睾尾的新鲜精子头和pEGFP-N1质粒孵育处理冻融精子头,直接注射到B6D2 F1小鼠卵母细胞质中,注射后1h,83.3%的卵母细胞仍然存活,鲜精组和冻精组各有92.3%和83.0%成活卵子排出极体、出现原核。用CZB溶液继续培养ICSI胚胎,两组的卵裂率、桑椹胚率、囊胚率分别为(97.8%vs 94.7%)、(64%vs 64.5%)、(5%,vs 24.7%)。其中桑椹胚率、囊胚率均***低于体内受精对照组(64%,64.5%vs 88%;5%,24.7%vs70%P<0.01);将鲜精组原核期120枚胚胎和82枚2-cell胚胎及冻精组135枚原核期胚胎移植后移植到同期km假孕母鼠受体内,分别出生28只、3只、18只ICSI小鼠(黑色或灰色),效率分别为23.3%,4%,13.3%。健康成年的31只ICSI小鼠,没有明显的生理和行为异常。随机抽取六对鲜精组性成熟ICSI小鼠做交配实验,一个月后都有小鼠出生(平均窝产10.7只)。本实验表明,ICSI精子载体法可以比较高地制造小鼠转基因胚胎,小鼠附睾新鲜精子及无抗冻剂保护冷冻致死精子都具有足够的全程发育潜力。
压电效应的原理是,如果对压电材料施加压力,它便会产生电位差(称之为正压电效应),反之施加电压,则产生机械应力(称为逆压电效应)。如果压力是一种高频震动,则产生的就是高频电流。而高频电信号加在压电陶瓷上时,则产生高频声信号(机械震动),这就是我们平常所说的超声波信号。也就是说,压电陶瓷具有机械能与电能之间的转换和逆转换的功能,这种相互对应的关系确实非常有意思。压电材料可以因机械变形产生电场,也可以因电场作用产生机械变形,这种固有的机-电耦合效应使得压电材料在工程中得到了广泛的应用。例如,压电材料已被用来制作智能结构,此类结构除具有自承载能力外,还具有自诊断性、自适应性和自修复性等功能,在未来的飞行器设计中占有重要的地位。PMM PIEZO还具备可靠的性能和稳定的工作状态,能够长时间保持高质量的操作效果。
ICSI技术作为辅助受精的一种手段,在近10年获得长足发展。ICSI技术在动物受精机理研究、野生动物遗传资源保存、拯救珍稀动物和胚胎工厂化生产等方面有着非常广阔的应用前景。该技术已经成为人类临床医学上***男性不育症的重要手段,并在全世界得到广泛应用。
尽管ICSI已取得很大成就,但是其存在的问题也不容忽视。首先,由于人为地选择,动物自身对精子优胜劣汰的选择遭到破坏。这对动物种群的发展产生的影响还需长期深入的研究。如果能详细了解精子的表型和基因型之间的关系,相信ICSI技术的可靠性会有所明确。其次,作为胚胎生物技术的一部分。ICSI 技术也存在总体效率低的问题,而且胚胎移植后妊娠率低而流产率高亦是目前存在的普遍问题。另外,存在出生动物的死亡和畸形等不良后果。因此要更深入地研究其机理和操作等问题,进一步改善ICSI技术。比如Piezo-ICSI技术就可以有效提高成功率。 PMM利用压电单元的快速形变的惯性力来驱动显微注射针,可以平滑地穿透透明带和弹性细胞膜。上海细胞内膜打孔压电压电注射
利用压电破膜仪 PMM ,可以精确控制和操作受精卵,提高受孕成功率。北京精子制动压电平口针
**近几年来,Piezo-ICSI 法(压电显微受精法)被高度重视。使用了Piezo-ICSI法,与常规的显微受精技术相比,对卵子的损害更小。结果显示,用Piezo法会提高受精率,之后受精卵的发育也更好。Piezo-ICSI压电显微受精方法,与传统ICSI显微受精方式不同,采用平口而不是尖口的精子注射针,通过超音振动技术打开卵子透明带再将精子注入卵子,从而一定程度上减少了注射过程对卵子产生的损害,使高龄女性胚胎养囊率有所提升。临床数据显示,特别是针对一些大龄及反复受精失败的情况,Piezo-ICSI比常规ICSI方法的受精率从66.4%提高到79.4%,受精以后的退化率(即停止分裂)从18.6%降低到11.9%。而妊娠率从14.9%提高到23.1%。操作稳定性更强事实上相较Piezo法,常规的显微受精方法从稳定性上更难操作。用汽车来举例的话,Piezo法相当于自动档汽车,常规的显微受精方法相当于手动档汽车,Piezo法可以缩短培养师的培训时间。日本只有10家能做Piezo即使在日本,采用Piezo法的医院也不太多。在日本有600家进行体外受精、显微受精的医院,而采用Piezo法的医院或许也就10家左右。从现在起Piezo法的优势会得以重新评估,或许10年,20年后会在世界各地得以普及。北京精子制动压电平口针