[VIP第1年] 指数:3
06年是居里兄弟皮尔（P·Curie）与杰克斯（J·Curie）发现压电效应（piezo electric effect，注一）的一百二十六周年。1880年前在杰克斯的实验室发现了压电性。起先，皮尔致力于焦电现象（pyroelectriceffect，注二）与晶体对称性关系的研究，后来兄弟俩却发现，在某一类晶体中施以压力会有电性产生。他们又系统的研究了施压方向与电场强度间的关系，及预测某类晶体具有压电效应。经他们实验而发现，具有压电性的材料有：闪锌矿（zincblende）、钠氯酸盐（sodiumchlorate）、电气石（tourmaline）、石英（quartz）、酒石酸（tartaricacid）、蔗糖（canesuger）、方硼石（boracite）、异极矿（calamine）、黄晶（topaz）及若歇尔盐（Rochellesalt）。这些晶体都具有各向异性（anisotropic）结构，各向同性（isotropic）材料是不会产生压电性的。PMM加载于显微操作设备的注射端，兼容性强，安装简便。北京Piezo压电基因重组
压电破膜仪在生殖中的应用主要是通过压电效应进行细胞穿孔，以便进行随后的显微注射和操作，从而提高各种操作的成功率。压电破膜仪利用压电元件产生的驱动力，可以良好地穿刺各类样品，如哺乳动物的卵母细胞和胚胎，用于ICSI（胞浆内单精子注射）等操作。这种技术操作温和，样品无变形，刺破细胞膜时无细胞质抽吸或搅动，操作简单且安全可靠。在生殖医学中，压电破膜仪的具体应用包括：卵胞质内单精子注射：通过压电脉冲穿透卵子的透明带，将单精子注入卵胞质内，完成受精过程。这种方法适用于高龄女性或精子质量较差的情况，能够降低卵子退化率，提高卵子正常受精率和胚胎成活率。胚胎移植：在胚胎移植手术中，压电破膜仪可以帮助精确地将胚胎注入母体子宫，提高移植成功率。这些应用不仅提高了生殖医学中的操作成功率，还为高龄女性和其他生育困难的患者提供了更多的生育机会。北京Piezo Micro Manipulator压电转基因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）。
在工业上，地质探测仪里有压电陶瓷元件，用它可以判断地层的地质状况，查明地下矿藏。还有电视机里的变压器——电压陶瓷变压器，它体积变小、重量减轻，效率可达60%～80%，能耐住3万伏的高压，使电压保持稳定，完全消除了电视图象模糊变形的缺陷。现在国外生产的电视机大都采用了压电陶瓷变压器。一只15英寸的显像管，使用75毫米长的压电陶瓷变压器就行了。这样就使电视机体积变小、重量减轻了。压电陶瓷也***用于日常生活中。用了两个直径3毫米、高5毫米的压电陶瓷柱取代了普通的火石制成的气体电子打火机，可连续打火几万次。利用同一原理制成的电子点火***是点燃煤气炉极好的用具。还有一种用压电陶瓷元件制作的儿童玩具，比如在玩具小狗的肚子中安装压电陶瓷制作的蜂鸣器，玩具都会发出逼真有趣的声音。随着高新技术的发展，压电陶瓷的应用必将越来越广阔。除了用于高科技领域，它更多的是在日常生活中为人们服务，为人们创造更美好的生活。
有一类十分有趣的晶体，当你对它挤压或拉伸时，它的两端就会产生不同的电荷。这种效应被称为压电效应。能产生压电效应的晶体就叫压电晶体。水晶（α-石英）是一种有名的压电晶体。如果按一定方向对水晶晶体上切下的薄片施加压力，那么在此薄片上将会产生电荷。如果按相反方向拉伸这一薄片，在此薄片上也会出现电荷，不过符号相反。挤压或拉伸的力愈大，晶体上的电荷也会愈多。如果在薄片的两端镀上电极，并通以交流电，那么薄片将会作周期性的伸长或缩短，即开始振动。这种逆压电效应在科学技术中已得到了广泛的应用。用水晶可以制作压电石英薄片，其面积不过数平方毫米，厚度则只有零点几毫米。别小看这小小的晶片，它在无线电技术中却发挥着巨大作用。如前所述，在交变电场中，这种薄片的振动频率丝毫不变。这种稳定不变的振动正是无线电技术中控制频率所必须的，你家中的彩色电视机等许多电器设备中都有用压电晶片制作的滤波器，保证了图像和声音的清晰度。你手上戴的石英电子表中有一个**部件叫石英振子。就是这个关键部件保证了石英表比其他机械表更高的走时准确度。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。
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。 Piezo可以轻易破坏核的细胞质膜收集核,利用平口针就可以一次注射1个或更多的核，用于细胞核显微注射。北京Piezo压电基因重组
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Piezo压电基因重组
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。北京Piezo压电基因重组
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