北京透明带穿孔压电辅助孵化

时值压电效应发现的一百周年，特参考马逊（W.P.Mason）之作撰写本文，简介压电性之历史及其应用。早期压电效应*止于学术上的趣味性研究，而如今则已成为非常有用的效应，用它制出各式各样的声电换能器，其操作频谱可由100Hz起涵盖至几个GHz，依频率的不同而有不同的用途。声纳、反潜、海底通讯、电话通讯等是低频（声频、AF波段）讯号**典型的应用。在几个MHz范围，其波长在毫米范围，适合用来作非破坏性的检验材料（nondestructivetesting,简称NDT）与医学诊断上，所谓超声波成像术、全像摄影术、计算机辅助声波断层摄影术等就是针对这些用途而研究的。频率在VHF、UHF波段则使用压电性所研制出来的表面声波电子组件。如延迟线、各式滤波器、回旋器（convolver）、相关器（correlator）等讯号处理组件，在通讯上与讯号处理上具有重要的应用。当频率高至低微波波段，其对应波长在微米范围，用来制作声学显微镜，其解像力可和传统的光学显微镜比美，而其机械波而非电磁波的独特性质，则可弥补光学显微镜在应用上的不足。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。北京透明带穿孔压电辅助孵化

为什么具有“脆性卵膜”的卵子ICSI后容易退化？如下：一、卵子成熟度不足。卵子的成熟包括核成熟（以排出***极体为标志）以及胞质成熟，而胞质成熟往往滞后于核成熟，两者并不完全同步。有对照研究表明，脆性卵膜组的成熟卵细胞比例***低于正常破膜组，ICSI后卵子退化率也高于正常破膜组，这提示了卵子成熟度与卵膜脆性具有一定的相关性，并**终影响了卵子ICSI后是否存活。二、雌***水平。到目前为止，关于雌***水平对脆性卵膜的影响，现有的研究结论并不一致，但归根到底仍然可能是通过影响卵子成熟来改变卵膜的特性。三、ICSI机械操作。一方面ICSI是侵袭性操作，可能破坏卵膜、细胞骨架等细胞器，另一方面是具有脆性卵膜的卵子缺乏“漏斗”的保护作用，细胞骨架和卵膜更容易在ICSI过程中崩解。为避免脆性卵膜卵子ICSI后退化，除了改善注射方式（如进针前利用激光穿透或削薄透明带，操作尽可能轻柔等），还可采用改进的Piezo-ICSI（压电脉冲破膜辅助ICSI），能有效改善注射后卵子退化的情况。此外，在临床促排卵方面，也可考虑调整药物用量，在保证卵泡大小均匀的情况下，尽量推迟扳机时间，提高卵母细胞成熟度，减轻ICSI后卵子退化的比例，以尽可能保证ART***的效果。日本透明带打孔压电稳定压电显微操作仪PMM 6可用于兔子卵母细胞和胚胎的ICSI等实验。

如今压电陶瓷已经被科学家应用到**建设、科学研究、工业生产以及和人民生活密切相关的许多领域中，成为信息时代的多面手。在航天领域，压电陶瓷制作的压电陀螺，是在太空中飞行的航天器、人造卫星的“舵”。依靠“舵”，航天器和人造卫星，才能保证其既定的方位和航线。传统的机械陀螺，寿命短，精度差，灵敏度也低，不能很好满足航天器和卫星系统的要求。而小巧玲珑的压电陀螺灵敏度高，可靠性好。在潜入深海的潜艇上，都装有人称水下侦察兵的声纳系统。它是水下导航、通讯、侦察敌舰、清扫敌布水雷的不可缺少的设备，也是开发海洋资源的有力工具，它可以探测鱼群、勘查海底地形地貌等。在这种声纳系统中，有一双明亮的“眼睛”——压电陶瓷水声换能器。当水声换能器发射出的声信号碰到一个目标后就会产生反射信号，这个反射信号被另一个接收型水声换能器所接收，于是，就发现了目标。目前，压电陶瓷是制作水声换能器的比较好材料之一。

PMM可用于移去卵细胞内的染色体，它可以用平口针迅速的穿透透明带，而无须用尖头针。含有染色体的细胞质会混进洗液管，通过透明带的孔抽取出来。PMM和传统方法相比提高了速度和准确率，也就是说增加了效率。细胞核显微注射Piezo可以轻易破坏核的细胞质膜收集核，利用平口针灸可以一次注射1个或更多的核。针在膜的表面形成一个较深的内陷，piezo就很容易破膜将核注射进去。胚胎干细胞显微注射PMM与传统尖头针相比可促进ES细胞注射入胚泡，甚至可以穿透和部分破坏内细胞群，增加ES细胞的作用。平口针的顶端直径为8-12um，大约可装15个ES细胞，用中、低档能量的脉冲，PMM即可穿透细胞群，用低能量的多次脉冲，针可穿透滋养外胚层（TE)。卵母细胞胞浆内单精子显微注射PMM通过将精子尾部与头部割离，精子头部吸入平口针，在中低档能量下即可穿透透明带，进行单精子显微注射。增加了速度和准确率，PMM为转基因鼠高效率的产品。与传统方法相比，Piezo增加了显微注射的速度和准确率，利用MII转基因的方法很有效的生成转基因鼠。与传统ICSI方法相比，Piezo-ICSI增加了显微注射的速度和准确率，利用MII转基因的方法有效的生成转基因鼠。

卵子***是人类胚胎发育的起始步骤，该过程主要由细胞内的钙释放调控，当成熟的卵母细胞发育到MII期后，只有精子的PLCζ进入卵母细胞的胞浆，才能***钙震荡，促使卵母细胞完成完整的减数分裂。TFF(Totalfertilizationfailure，完全受精失败)是指MII期卵母细胞无法完成受精的过程，有1-3%的ICSI失败是源于IFF。TFF与精子及卵子的异常均有关，其中卵子***异常是主要因素。卵子因素主要是由蛋白合成不足或异常信号传导导致的胞质不成熟；精子因素主要是PLCζ蛋白的结构、表达和定位异常。受精失败与女方年龄、不育类型和取卵数目等因素无关。精子的解凝功能异常和鱼精蛋白缺失与TFF密切相关。精子染色质组装异常或精子DNA损伤可导致精子的解凝异常，无法***卵子及合子形成。研究表明精子染色质组装异常的精子中精子解凝功能受阻的精子比例高于正常精子。精细胞染色质的鱼精蛋白的合成与组装对于精细胞的基因组浓缩也是非常重要的。若鱼精蛋白的量减少，精子在ICSI后提前解凝，导致受精失败。当精子进入卵子后精子染色质提前浓缩也导致其提前解凝，精子和卵子遗传物质的同步节奏被打破，也造成受精失败。不过这种同步性异常主要还是卵子因素造成的。压电式显微操作仪PMM可用于ES细胞注射等实验。Piezo压电ES注射

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。北京透明带穿孔压电辅助孵化

1927年，伍德（R.W.Wood）与鲁密斯（A.L.Loomis）首先使用高功率超声波。使用蓝杰文型的石英换能器配合高功率真空管，在液体中产生高能量，使液体引起所谓的空腔（cavitation）现象。同时也研究高功率超声波对生物试样的效应。在水下音响（underwatersound）的研究中发现，石英晶体并不是很好的换能器材料，但是它的振荡频率却不随温度而变，亦即所谓的具有低的温度系数。这种频率对温度的高稳定性，用在控制振荡器的频率，及某些滤波器上**有用。1919年，卡迪（Cady）教授***次利用石英当做频率控制器，图四就是**早期的晶体控制振荡器电路。因为晶体具有极高的Q值（注三），振荡器的频率受到晶体共振频率的控制，且频率不随温度变化而变。后来，皮尔士和皮尔士-米勒（Pierce-Miller）又发明一种以后广被采用的晶体控制振荡电路。在第二次世界大战中，大约使用了一千万个晶体振荡器，用以建立坦克与坦克之间及地面和飞机之间的通讯。北京透明带穿孔压电辅助孵化