在正常受精過程中，精子進入卵子后，會導致卵細胞內(nèi)的鈣離子濃度發(fā)生持續(xù)數(shù)小時的周期性的短暫升高，這個過程被稱為卵子的“鈣震蕩”，鈣震蕩會引發(fā)大量生化反應事件，代謝活動重新活躍起來，這個過程稱為卵子***。精子***后的卵子會發(fā)生一系列的變化，包括細胞內(nèi)鈣離子濃度升高，皮質(zhì)反應，透明帶反應等，然后卵子完成第二次減數(shù)分裂，排出第二極體，開啟后續(xù)的胚胎發(fā)育過程。第二代試管嬰兒（ICSI）授精后，成熟卵子見不到2原核的受精標志，稱為ICSI完全受精失敗。ICSI受精失敗在ICSI周期中比例約為1%-3%，其中30%的夫婦會發(fā)生反復持續(xù)的受精失敗，是臨床中極其棘手的難題。即使是經(jīng)驗豐富的胚胎學家，也無法避免這種情況。卵母細胞***失敗是ICSI受精失敗的主要原因之一。壓電破膜顯微操作儀利用壓電元件產(chǎn)生的驅(qū)動力，可以良好的穿刺各類樣品：如小鼠、豬、牛的卵母細胞和胚胎。香港透明帶壓電胚胎干細胞

時值壓電效應發(fā)現(xiàn)的一百周年，特參考馬遜（W.P.Mason）之作撰寫本文，簡介壓電性之歷史及其應用。早期壓電效應*止于學術(shù)上的趣味性研究，而如今則已成為非常有用的效應，用它制出各式各樣的聲電換能器，其操作頻譜可由100Hz起涵蓋至幾個GHz，依頻率的不同而有不同的用途。聲納、反潛、海底通訊、電話通訊等是低頻（聲頻、AF波段）訊號**典型的應用。在幾個MHz范圍，其波長在毫米范圍，適合用來作非破壞性的檢驗材料（nondestructivetesting,簡稱NDT）與醫(yī)學診斷上，所謂超聲波成像術(shù)、全像攝影術(shù)、計算機輔助聲波斷層攝影術(shù)等就是針對這些用途而研究的。頻率在VHF、UHF波段則使用壓電性所研制出來的表面聲波電子組件。如延遲線、各式濾波器、回旋器（convolver）、相關(guān)器（correlator）等訊號處理組件，在通訊上與訊號處理上具有重要的應用。當頻率高至低微波波段，其對應波長在微米范圍，用來制作聲學顯微鏡，其解像力可和傳統(tǒng)的光學顯微鏡比美，而其機械波而非電磁波的獨特性質(zhì)，則可彌補光學顯微鏡在應用上的不足。上海透明帶打孔壓電基因重組PRIME TECH 公司生產(chǎn)的PMM 150FU為全世界較早的壓電破膜儀。

PMM可用于移去卵細胞內(nèi)的染色體，它可以用平口針迅速的穿透透明帶，而無須用尖頭針。含有染色體的細胞質(zhì)會混進洗液管，通過透明帶的孔抽取出來。PMM和傳統(tǒng)方法相比提高了速度和準確率，也就是說增加了效率。細胞核顯微注射Piezo可以輕易破壞核的細胞質(zhì)膜收集核，利用平口針灸可以一次注射1個或更多的核。針在膜的表面形成一個較深的內(nèi)陷，piezo就很容易破膜將核注射進去。胚胎干細胞顯微注射PMM與傳統(tǒng)尖頭針相比可促進ES細胞注射入胚泡，甚至可以穿透和部分破壞內(nèi)細胞群，增加ES細胞的作用。平口針的頂端直徑為8-12um，大約可裝15個ES細胞，用中、低檔能量的脈沖，PMM即可穿透細胞群，用低能量的多次脈沖，針可穿透滋養(yǎng)外胚層（TE)。卵母細胞胞漿內(nèi)單精子顯微注射PMM通過將精子尾部與頭部割離，精子頭部吸入平口針，在中低檔能量下即可穿透透明帶，進行單精子顯微注射。增加了速度和準確率，PMM為轉(zhuǎn)基因鼠高效率的產(chǎn)品。與傳統(tǒng)方法相比，Piezo增加了顯微注射的速度和準確率，利用MII轉(zhuǎn)基因的方法很有效的生成轉(zhuǎn)基因鼠。

    壓電式破膜儀的原理壓電式破膜儀的原理基于壓電效應。當壓電陶瓷通電后，它會產(chǎn)生高頻振動。這種振動被傳遞到顯微操作針上，使針產(chǎn)生振動。這種振動用于在顯微操作過程中打孔或穿孔細胞膜，特別是在哺乳動物胚胎透明帶細胞膜的穿孔任務(wù)中。壓電式破膜儀可以配合顯微操作臂和顯微注射儀使用，以提高克隆動物中核移植、小鼠ICSI等工作的成功率。由于壓電脈沖能直接無損失地傳輸?shù)讲僮麽樕?，使得細胞膜的穿孔更加精確和可靠。這種顯微操作方式提高了多種實驗的成功率，包括胚胎干細胞或誘導多能干細胞的寒胚移植、小鼠ICSI等。此外，壓電式破膜儀操作直觀、簡單快捷，具有可重復性的參數(shù)設(shè)置，實驗參數(shù)可記憶，也可以選用人體工程學腳踏或儀器上的旋鈕進行操作。 壓電式破膜儀PMM 6可用于核轉(zhuǎn)移實驗。

壓電打火機的電壓陶瓷元件產(chǎn)生的瞬間電壓用什么儀器可以測量呢？起初，我們試圖用普通指針式多用電表直流高壓擋測量，發(fā)現(xiàn)每次按動點火元件的黑色塑料壓桿時，由于兩個電極接出的電壓只能使指針略微抖動一下。分析原因是，因為電壓脈沖持續(xù)時間甚短，指針慣性較大，指針無法同步體現(xiàn)電壓的變化做大幅偏轉(zhuǎn)。換用數(shù)字顯示型多用電表，本以為其無指針慣性影響，應該能讀出瞬間高電壓來，誰知事與愿違，我們根本看不到預想的高電壓讀數(shù)，只能看到一些變換不定的低電壓數(shù)據(jù)。分析起來，這是由于液晶顯示響應速度較慢，點火電壓脈沖持續(xù)時間甚短，來不及顯示比較高瞬間電壓，只能顯示電壓降落（較平緩階段）過程中的某些隨機電壓讀數(shù)。***，我們搬出實驗室的“重磅武器”──示波器，再做一試。我們用的是實驗室**普通的J2459型學生示波器，連接線為兩條普通的帶終魚夾的導線。從理論上講，示波器是利用電子束偏轉(zhuǎn)后打在熒光屏上顯示光點移動的，電子束慣性極小，應該能“跟蹤”上點火高壓脈沖的變化，實驗結(jié)果不出所料。PRIME TECH PMM 用于小鼠ICSI。香港PMM 壓電單精注射

PRIME TECH PMM 6兼容多種顯微操作系統(tǒng)。香港透明帶壓電胚胎干細胞

Piezo-ICSI程序:

使用直徑100-mm的細胞培養(yǎng)皿上蓋,準備操作盤；按照Piezo操作系統(tǒng)的要求，將4μL左右的汞從后部裝入注射針中，輕輕將汞推至針尖處，在20-25℃室溫下，準備進行顯微操作。具體操作前，首先取10枚卵母細胞置于15L含3 % suerose的HEPES-CZB操作滴中備用；然后將2.5μL精子溶液與5pLHEPES-CZB+ 12 % PVP-360操作滴充分混合；再將單個精子從尾部吸入注射針，用Piezo脈沖從頸部斷開頭和尾；連續(xù)剪切5個精子后，將吸入全部精子頭的注射針轉(zhuǎn)移到放置卵母細胞的操作滴中，準備將精子頭逐個注射至卵母細胞質(zhì)中。注射時，從時鐘9點的方向吸住卵母細胞，使紡錘體保持在6點或12點的位置，從3點的方向輕輕進針，同時用Piezo脈沖擊穿透明帶，將透明帶碎片吹出注射針的同時，將精子頭吹至針尖處，繼續(xù)進針，直至針尖插入卵母細胞深處，幾乎貼近對側(cè)質(zhì)膜時，用Piezo弱脈沖擊穿卵母細胞質(zhì)膜，將精子頭吐出，回吸注入卵內(nèi)多余的操作液，輕輕退針，完成一次注射。依次操作，盡快實現(xiàn)該批卵母細胞的注射，室溫放置5min,然后用大量CZB溶液洗滌ICSI胚胎，并且移入CO?箱培養(yǎng)。依法進行第二批卵母細胞的精子頭注射，在注射HCG后17 h,完成全部卵母細胞的精子注射。 香港透明帶壓電胚胎干細胞