压电式破膜仪的原理压电式破膜仪的原理基于压电效应。当压电陶瓷通电后,它会产生高频振动。这种振动被传递到显微操作针上,使针产生振动。这种振动用于在显微操作过程中打孔或穿孔细胞膜,特别是在哺乳动物胚胎透明带细胞膜的穿孔任务中。压电式破膜仪可以配合显微操作臂和显微注射仪使用,以提高克隆动物中核移植、小鼠ICSI等工作的成功率。由于压电脉冲能直接无损失地传输到操作针上,使得细胞膜的穿孔更加精确和可靠。这种显微操作方式提高了多种实验的成功率,包括胚胎干细胞或诱导多能干细胞的寒胚移植、小鼠ICSI等。此外,压电式破膜仪操作直观、简单快捷,具有可重复性的参数设置,实验参数可记忆,也可以选用人体工程学脚踏或仪器上的旋钮进行操作。 PMM与传统尖头针相比可促进ES细胞注射入胚泡,用于胚胎干细胞显微注射(ES cell Microinjection)。prime tech压电辅助孵化
在非晶方性晶体中,施一外力使晶体变形,则由于晶格中电荷的移动造成晶体内局部性不均匀电荷分布,而产生一电位移。电荷的位移是由于晶体内部所有离子的移动,或者因为原子轨道上电子分布的变形而引起离子偏极化所造成,这些电荷位移现象在所有材料中都存在,可是要具有压电效应,则必须能在材料每单位体积中造成有效地净的电双极矩变化。是否能有这种变化,端视晶格结构之对称性而定。压电现象理论**早是李普曼(Lippmann)在研究热力学原理时就已发现,后来在同一年,居里兄弟做实验证明了这个理论,且建立了压电性与晶体结构的关系。1894年,福克特(W.Voigt)更严谨地定出晶体结构与压电性的关系,他发现32种晶类(class)可能具有压电效应(32类中不具有对称中心的有21种,其中一种压电常数为零,其余20种都具有压电效应)。北京压电胚胎干细胞PMM PIEZO-ICSI的广泛应用将极大地推动辅助生殖技术的发展,为不孕不育患者提供更多的选择和机会。
把示波器交直流选择开关置于“DC”挡,扫描范围置于“10~100kHz”挡,用X移位和Y移位将水平亮线移到方格坐标的**部,置X轴上。为了能估测压电效应的最高电压幅值,我们必须先用荧光屏前的方格坐标系,定出电压标尺:利用接在示波器Y输入接线柱上的两根导线,把一节干电池的1.5V电压加在示波器上,衰减放在1,Y增益放在比较低,可以发现刚才的水平亮线上跳(或下跳)两格左右,即此时两格**1.5V电压。在Y增益不变的情况下,再将Y衰减放在1000(即千分之一)挡,荧光屏前方格坐标的两格就可以**1500V了。将Y输入接线柱上的两根馈线的鳄鱼夹分别接在压电打火机压电元件的两个电极上,迅速按下其黑色塑料压杆,可以看到原来位于**高度的水平亮线向上(或向下)跳动又恢复原位。由于荧光屏的余晖作用,水平亮线在示波器上显现的是一条高度达四格的亮带,这表明该脉冲的电压幅值在3000V以上。如果想观察这个电压脉冲的波形,可以每次按动压杆的同时,细心调节示波器“扫描微调”旋钮(事先将扫描范围换到“10~100Hz”挡),我们可以在荧光屏上看到如图2所示的波形,其电压上升较陡,降低较平缓,峰值在四格以上。
“ICSI”(intracytoplasmicsperminjection)指卵胞浆单精子注射,其操作主要涉及“精子制动-精子拾取-破膜-注射”几个步骤,其中在“破膜”(即使用注射针刺破卵膜,以便将单个精子送入卵胞浆)这一步,部分患者的卵子会出现“无破膜感”这一特征,这是怎么回事呢?原来,进行ICSI操作的时候,并不是直接用注射针径直扎破卵膜。技术书籍这样描述道:“调节显微操作作针和卵膜至同一水平面,将注射针中的精子推至针尖处,注射针从卵子3点钟位置穿入透明带并继续进针,至卵中心或越过中心位置。由于卵膜的弹性,进针处卵膜出现‘漏斗状’,但卵膜仍未破裂,需轻微回吸注射针以确认膜破裂。一旦刺破卵膜可见到胞浆和精子的一个‘快速反流’的过程或可见卵膜‘回弹’现象,之后将精子注入卵子胞质内。这是正常情况下的破膜操作,而文章开头提到的“无破膜感”,则是指注射针穿入透明带的同时也立即穿透卵膜,不形成漏斗状结构,看不到胞浆的快速返流或回弹现象。学术界给具有这一特征的卵子细胞膜起了个特有名称——脆性卵膜。PMM利用压电晶体管压电效应,将卵细胞外层的透明带轻易穿孔,以执行动物克隆或人工生殖。
注射—将含一个已制动精子的注射管轻柔刺破透明带和卵膜,进入卵母细胞中心。注入精子时,应尽可能少地带入培养液。之后使用负压破坏卵膜,随后轻柔抽吸细胞质。精子置入、穿过卵膜和抽吸细胞质以***卵母细胞的不同方法对受精和胚胎发育率的影响是一个研究热点。压电辅助的ICSI是一种新型方法,目前已在有ICSI结局不良病史和MⅡ期卵母细胞有限的患者中使用。在ICSI操作过程中,该技术对卵母细胞的损伤较小且可改善受精率和胚胎质量。目前使用压电驱动管的新型ICSI注射技术已成功用于多种哺乳动物。由于该注射器采用超声切割力(而不是刺穿力)穿透卵膜,注射过程中卵母细胞几乎没有变形,因此其对卵母细胞的损伤大幅减少。该技术实现的存活率和成功率同样高。注射后,根据标准实验室方案培养卵母细胞。受精ICSI后,受精率为50%-80%。虽然ICSI不可保证一定受精,但完全受精失败的发生率较低,通常发生于获卵数较低的周期。受精失败的原因通常不是未置入精子或卵母细胞排出精子。其可能是由于卵母细胞***失败,这通常与卵母细胞质量较差或精子无活性有关。PRIME TECH 公司生产的PMM 150FU为全世界较早的压电破膜仪。Piezo压电油压注射器
通过使用PMM PIEZO-ICSI,医生可以更加精确地进行受精操作,提高受孕成功率,为患者创造更多的生命奇迹。prime tech压电辅助孵化
细晶粒压电陶瓷以往的压电陶瓷是由几微米至几十微米的多畴晶粒组成的多晶材料,尺寸已不能满足需要了。减小粒径至亚微米级,可以改进材料的加工性,可将基片做地更薄,可提高阵列频率,降低换能器阵列的损耗,提高器件的机械强度,减小多层器件每层的厚度,从而降低驱动电压,这对提高叠层变压器、制动器都是有益的。减小粒径有上述如此多的好处,但同时也带来了降低压电效应的影响。为了克服这种影响,人们更改了传统的掺杂工艺,使细晶粒压电陶瓷压电效应增加到与粗晶粒压电陶瓷相当的水平。现在制作细晶粒材料的成本已可与普通陶瓷竞争了。近年来,人们用细晶粒压电陶瓷进行了切割研磨研究,并制作出了一些高频换能器、微制动器及薄型蜂鸣器(瓷片20-30um厚),证明了细晶粒压电陶瓷的优越性。随着纳米技术的发展,细晶粒压电陶瓷材料研究和应用开发仍是近期的热点。prime tech压电辅助孵化