1927年,伍德(R.W.Wood)與魯密斯(A.L.Loomis)首先使用高功率超聲波。使用藍杰文型的石英換能器配合高功率真空管,在液體中產(chǎn)生高能量,使液體引起所謂的空腔(cavitation)現(xiàn)象。同時也研究高功率超聲波對生物試樣的效應(yīng)。在水下音響(underwatersound)的研究中發(fā)現(xiàn),石英晶體并不是很好的換能器材料,但是它的振蕩頻率卻不隨溫度而變,亦即所謂的具有低的溫度系數(shù)。這種頻率對溫度的高穩(wěn)定性,用在控制振蕩器的頻率,及某些濾波器上**有用。1919年,卡迪(Cady)教授***次利用石英當做頻率控制器,圖四就是**早期的晶體控制振蕩器電路。因為晶體具有極高的Q值(注三),振蕩器的頻率受到晶體共振頻率的控制,且頻率不隨溫度變化而變。后來,皮爾士和皮爾士-米勒(Pierce-Miller)又發(fā)明一種以后廣被采用的晶體控制振蕩電路。在第二次世界大戰(zhàn)中,大約使用了一千萬個晶體振蕩器,用以建立坦克與坦克之間及地面和飛機之間的通訊。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。上海細胞內(nèi)膜打孔壓電平口針
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。北京Piezo壓電4GPMM利用壓電晶體管壓電效應(yīng),將卵細胞外層的透明帶輕易穿孔,以執(zhí)行動物克隆或人工生殖。
ICSI技術(shù)作為輔助受精的一種手段,在近10年獲得長足發(fā)展。ICSI技術(shù)在動物受精機理研究、野生動物遺傳資源保存、拯救珍稀動物和胚胎工廠化生產(chǎn)等方面有著非常廣闊的應(yīng)用前景。該技術(shù)已經(jīng)成為人類臨床醫(yī)學(xué)上***男性不育癥的重要手段,并在全世界得到廣泛應(yīng)用。
盡管ICSI已取得很大成就,但是其存在的問題也不容忽視。首先,由于人為地選擇,動物自身對精子優(yōu)勝劣汰的選擇遭到破壞。這對動物種群的發(fā)展產(chǎn)生的影響還需長期深入的研究。如果能詳細了解精子的表型和基因型之間的關(guān)系,相信ICSI技術(shù)的可靠性會有所明確。其次,作為胚胎生物技術(shù)的一部分。ICSI 技術(shù)也存在總體效率低的問題,而且胚胎移植后妊娠率低而流產(chǎn)率高亦是目前存在的普遍問題。另外,存在出生動物的死亡和畸形等不良后果。因此要更深入地研究其機理和操作等問題,進一步改善ICSI技術(shù)。比如Piezo-ICSI技術(shù)就可以有效提高成功率。
卵子***是人類胚胎發(fā)育的起始步驟,該過程主要由細胞內(nèi)的鈣釋放調(diào)控,當成熟的卵母細胞發(fā)育到MII期后,只有精子的PLCζ進入卵母細胞的胞漿,才能***鈣震蕩,促使卵母細胞完成完整的減數(shù)分裂。TFF(Totalfertilizationfailure,完全受精失敗)是指MII期卵母細胞無法完成受精的過程,有1-3%的ICSI失敗是源于IFF。TFF與精子及卵子的異常均有關(guān),其中卵子***異常是主要因素。卵子因素主要是由蛋白合成不足或異常信號傳導(dǎo)導(dǎo)致的胞質(zhì)不成熟;精子因素主要是PLCζ蛋白的結(jié)構(gòu)、表達和定位異常。受精失敗與女方年齡、不育類型和取卵數(shù)目等因素?zé)o關(guān)。精子的解凝功能異常和魚精蛋白缺失與TFF密切相關(guān)。精子染色質(zhì)組裝異常或精子DNA損傷可導(dǎo)致精子的解凝異常,無法***卵子及合子形成。研究表明精子染色質(zhì)組裝異常的精子中精子解凝功能受阻的精子比例高于正常精子。精細胞染色質(zhì)的魚精蛋白的合成與組裝對于精細胞的基因組濃縮也是非常重要的。若魚精蛋白的量減少,精子在ICSI后提前解凝,導(dǎo)致受精失敗。當精子進入卵子后精子染色質(zhì)提前濃縮也導(dǎo)致其提前解凝,精子和卵子遺傳物質(zhì)的同步節(jié)奏被打破,也造成受精失敗。不過這種同步性異常主要還是卵子因素造成的?!癙IEZO 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行其研發(fā)。
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、轉(zhuǎn)基因動物的生殖系拯救或任何獸醫(yī)輔助受孕過程中也被***用于獸醫(yī)體外受精。壓電輔助ICSI于1995年***被描述,可用于標準ICSI失敗的動物(如小鼠)的輔助受孕。該技術(shù)所需的顯微注射工作站與標準ICSI非常相似,但在毛細管支架上增加了一個壓電沖擊單元。本用戶指南重點介紹壓電輔助顯微注射程序本身。摘要卵母細胞胞漿內(nèi)單精子顯微注射,即將單個精子直接注射到卵子的細胞質(zhì)中,***在倉鼠身上被描述,并已成功應(yīng)用于人類,以及其他物種,如小鼠。在動物模型中進行的ICSI是研究直接受精過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,當精子被共同注射或包裹外源DNA時,ICSI也可以用作基因轉(zhuǎn)移技術(shù)。此外,當轉(zhuǎn)基因表達或突變損害雄性或雌性小鼠的生存能力或生育能力時,通常會應(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值的小鼠品系的一種手段,因為正常的ICSI已被證明在小鼠身上很困難。幾項研究表明,通過壓電驅(qū)動的微毛細管注**子對小鼠卵子的創(chuàng)傷遠小于傳統(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。PMM PIEZO-ICSI的廣泛應(yīng)用將極大地推動輔助生殖技術(shù)的發(fā)展,為不孕不育患者提供更多的選擇和機會。深圳prime tech壓電力度溫和
壓電顯微操作器PMM利用壓電元件產(chǎn)生的驅(qū)動力來展示其對各種樣品的優(yōu)異穿孔能力。上海細胞內(nèi)膜打孔壓電平口針
什么是壓電式PIEZO-ICSI?
壓電式-ICSI是一種先進的ICSI技術(shù),可減少對卵子的傷害,并與傳統(tǒng)的ICSI相比更能提高受精率。到目前為止,臨床研究表明壓電式ICSI具有低的卵子降解率(1%)和高的受精率(89%)。相較于傳統(tǒng)的ICSI,壓電式ICSI使用較細的注射針尖,而注射針尖是鈍的而非尖銳的,因此降低傷害卵子的可能性。
電壓式PIEZO-ICSI是否安全?研究表明,壓電式ICSI并不影響卵母細胞骨架以及對卵母細胞在細胞分裂時染色體的分離沒有影響。它也表明,從壓電ICSI衍生的囊胚非整倍體率是與常規(guī)ICSI類似的。大家可以對比一下電壓式-ICSI和常規(guī)ICSI對比 上海細胞內(nèi)膜打孔壓電平口針