卵胞漿內(nèi)單精子顯微注射（ICSI）不僅用于人類輔助生殖（ART），而且在稀有物種保護(hù)、轉(zhuǎn)基因動(dòng)物的生殖系拯救或任何獸醫(yī)輔助受孕過(guò)程中也被***用于獸醫(yī)體外受精。壓電輔助ICSI于1995年***被描述，可用于標(biāo)準(zhǔn)ICSI失敗的動(dòng)物（如小鼠）的輔助受孕。該技術(shù)所需的顯微注射工作站與標(biāo)準(zhǔn)ICSI非常相似，但在毛細(xì)管支架上增加了一個(gè)壓電沖擊單元。本用戶指南重點(diǎn)介紹壓電輔助顯微注射程序本身。摘要卵母細(xì)胞胞漿內(nèi)單精子顯微注射，即將單個(gè)精子直接注射到卵子的細(xì)胞質(zhì)中，***在倉(cāng)鼠身上被描述，并已成功應(yīng)用于人類，以及其他物種，如小鼠。在動(dòng)物模型中進(jìn)行的ICSI是研究直接受精過(guò)程以及不孕原因的比較好工具。特別是在生物醫(yī)學(xué)研究領(lǐng)域，當(dāng)精子被共同注射或包裹外源DNA時(shí)，ICSI也可以用作基因轉(zhuǎn)移技術(shù)。此外，當(dāng)轉(zhuǎn)基因表達(dá)或突變損害雄性或雌性小鼠的生存能力或生育能力時(shí)，通常會(huì)應(yīng)用小鼠ICSI。在這些情況下，壓電輔助ICSI可以成為拯救和維持非常有價(jià)值的小鼠品系的一種手段，因?yàn)檎５腎CSI已被證明在小鼠身上很困難。幾項(xiàng)研究表明，通過(guò)壓電驅(qū)動(dòng)的微毛細(xì)管注**子對(duì)小鼠卵子的創(chuàng)傷遠(yuǎn)小于傳統(tǒng)方法。此外，壓電輔助ICSI已被證明可以顯著提高受精成功率。壓電破膜儀 PMM 具有高度的精確性和可調(diào)節(jié)性，可以根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行調(diào)整，提高操作效率。武漢精子制動(dòng)壓電基因重組

依據(jù)電介質(zhì)壓電效應(yīng)研制的一類傳感器稱為為壓電傳感器。這里再介紹一下電致伸縮效應(yīng)。電致伸縮效應(yīng)，即電介質(zhì)在電場(chǎng)的作用下，由于感應(yīng)極化作用而產(chǎn)生應(yīng)變，應(yīng)變大小與電場(chǎng)平方成正比，與電場(chǎng)方向無(wú)關(guān)。壓電效應(yīng)*存在于無(wú)對(duì)稱中心的晶體中。而電致伸縮效應(yīng)對(duì)所有的電介質(zhì)均存在，不論是非晶體物質(zhì)，還是晶體物質(zhì)，不論是中心對(duì)稱性的晶體，還是極性晶體。

壓電效應(yīng)的發(fā)現(xiàn)

1880年皮埃爾·居里和雅克·居里兄弟發(fā)現(xiàn)電氣石具有壓電效應(yīng)。1881年，他們通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了逆壓電效應(yīng)，并得出了正逆壓電常數(shù)。1984年，德國(guó)物理學(xué)家沃德馬·沃伊特（德語(yǔ)：Woldemar Voigt），推論出只有無(wú)對(duì)稱中心的20中點(diǎn)群的晶體才可能具有壓電效應(yīng)。 日本細(xì)胞內(nèi)膜打孔壓電市場(chǎng)認(rèn)可Piezo-ICSI 相比常規(guī) ICSI方法，可有效提高ICSI受精率。

***，我們都知道，壓晶體管可用來(lái)作為聲波的產(chǎn)生器與接收器，無(wú)論在***上（如聲納）、工業(yè)上、工程上都具有***的用途。可是早在居里兄弟發(fā)現(xiàn)壓電性后的三分之一世紀(jì)中，壓電效應(yīng)在應(yīng)用上幾乎沒(méi)有受到任何重視。就是皮爾本人也只不過(guò)用它來(lái)測(cè)量鐳元素所輻射出的電荷罷了。到了***次世界大戰(zhàn)，盟軍軍艦受到德國(guó)潛艇的攻擊大量受損，于是設(shè)法尋找有效偵測(cè)潛艇的方法。因?yàn)殡姶挪o(wú)法有效穿透海水，而聲波則能容易地在海里行進(jìn)，因此，當(dāng)時(shí)的藍(lán)杰文（P.Langevin）發(fā)展出利用石英壓晶體管作為聲波產(chǎn)生器?？上У鹊接辛撕媒Y(jié)果，大戰(zhàn)已接近尾聲而來(lái)不及用上了。石英兩面各貼一鋼片，使其振蕩頻率降到50KHz，外加一電脈波訊號(hào)，則經(jīng)換能器轉(zhuǎn)換成聲波傳至海底；過(guò)一段時(shí)間后，換能器接收到由海底反射之回波，由來(lái)回時(shí)間及波在海中行進(jìn)的速度，可決定換能器到海底的距離。這個(gè)原理同樣可測(cè)潛艇的位置。

雖然Piezo-ICSI對(duì)于大齡試管準(zhǔn)媽媽們的***來(lái)說(shuō)非常有意義，但這項(xiàng)技術(shù)的使用卻對(duì)生殖中心有著比較高的門檻。日本英醫(yī)院擁有三臺(tái)Piezo-ICSI儀器，儀器的顯微鏡來(lái)自日本精工企業(yè)，手動(dòng)精密操作臺(tái)來(lái)自德國(guó)。作為**精密儀器，它的每一個(gè)組件成本都達(dá)百萬(wàn)，整體造價(jià)超過(guò)千萬(wàn)。

使用Piezo-ICSI不單單是設(shè)備升級(jí)，對(duì)培養(yǎng)師的操作要求和難度也是直線升級(jí)的。具體說(shuō)來(lái)，因?yàn)槭芫僮魇窃诟弑讹@微鏡下利用操作桿來(lái)進(jìn)行的，需要培養(yǎng)師同時(shí)配合操作觀察操作桿、顯微鏡、受精針和顯示屏。這么聽(tīng)起來(lái)是不是感覺(jué)難度似乎還可以？然而事實(shí)上，在操作的過(guò)程中，培養(yǎng)師需要不斷的進(jìn)行距離判斷的「切換」：想象一下，**挪動(dòng)1cm，鏡下實(shí)際只會(huì)挪動(dòng)0.1mm，但出現(xiàn)在視野中的范圍，實(shí)際上會(huì)有5cm那么大！ “PIEZO PMM 6”是一種壓電顯微操作系統(tǒng)，作為壓電注射的先驅(qū)，投入了大量的資源進(jìn)行其研發(fā)。

“ICSI”（intracytoplasmicsperminjection）指卵胞漿單精子注射，其操作主要涉及“精子制動(dòng)-精子拾取-破膜-注射”幾個(gè)步驟，其中在“破膜”（即使用注射針刺破卵膜，以便將單個(gè)精子送入卵胞漿）這一步，部分患者的卵子會(huì)出現(xiàn)“無(wú)破膜感”這一特征，這是怎么回事呢？原來(lái)，進(jìn)行ICSI操作的時(shí)候，并不是直接用注射針徑直扎破卵膜。技術(shù)書籍這樣描述道：“調(diào)節(jié)顯微操作作針和卵膜至同一水平面，將注射針中的精子推至針尖處，注射針從卵子3點(diǎn)鐘位置穿入透明帶并繼續(xù)進(jìn)針，至卵中心或越過(guò)中心位置。由于卵膜的彈性，進(jìn)針處卵膜出現(xiàn)‘漏斗狀’，但卵膜仍未破裂，需輕微回吸注射針以確認(rèn)膜破裂。一旦刺破卵膜可見(jiàn)到胞漿和精子的一個(gè)‘快速反流’的過(guò)程或可見(jiàn)卵膜‘回彈’現(xiàn)象，之后將精子注入卵子胞質(zhì)內(nèi)。這是正常情況下的破膜操作，而文章開(kāi)頭提到的“無(wú)破膜感”，則是指注射針穿入透明帶的同時(shí)也立即穿透卵膜，不形成漏斗狀結(jié)構(gòu)，看不到胞漿的快速返流或回彈現(xiàn)象。學(xué)術(shù)界給具有這一特征的卵子細(xì)胞膜起了個(gè)特有名稱——脆性卵膜。PMM PIEZO的使用不僅可以提高受孕成功率，還可以減少患者的心理壓力和焦慮感，增強(qiáng)他們的信心。昆明透明帶穿孔壓電胚胎干細(xì)胞

PMM與傳統(tǒng)尖頭針相比可促進(jìn)ES細(xì)胞注射入胚泡,用于胚胎干細(xì)胞顯微注射（ES cell Microinjection）。武漢精子制動(dòng)壓電基因重組

把示波器交直流選擇開(kāi)關(guān)置于“DC”擋，掃描范圍置于“10～100kHz”擋，用X移位和Y移位將水平亮線移到方格坐標(biāo)的**部，置X軸上。為了能估測(cè)壓電效應(yīng)的最高電壓幅值，我們必須先用熒光屏前的方格坐標(biāo)系，定出電壓標(biāo)尺：利用接在示波器Y輸入接線柱上的兩根導(dǎo)線，把一節(jié)干電池的1.5V電壓加在示波器上，衰減放在1，Y增益放在比較低，可以發(fā)現(xiàn)剛才的水平亮線上跳（或下跳）兩格左右，即此時(shí)兩格**1.5V電壓。在Y增益不變的情況下，再將Y衰減放在1000（即千分之一）擋，熒光屏前方格坐標(biāo)的兩格就可以**1500V了。將Y輸入接線柱上的兩根饋線的鱷魚夾分別接在壓電打火機(jī)壓電元件的兩個(gè)電極上，迅速按下其黑色塑料壓桿，可以看到原來(lái)位于**高度的水平亮線向上（或向下）跳動(dòng)又恢復(fù)原位。由于熒光屏的余暉作用，水平亮線在示波器上顯現(xiàn)的是一條高度達(dá)四格的亮帶，這表明該脈沖的電壓幅值在3000V以上。如果想觀察這個(gè)電壓脈沖的波形，可以每次按動(dòng)壓桿的同時(shí)，細(xì)心調(diào)節(jié)示波器“掃描微調(diào)”旋鈕（事先將掃描范圍換到“10～100Hz”擋），我們可以在熒光屏上看到如圖2所示的波形，其電壓上升較陡，降低較平緩，峰值在四格以上。武漢精子制動(dòng)壓電基因重組