Piezo Micro Manipulator压电胚胎干细胞

以piezo操作系统为技术支撑，在掌握小鼠卵母细胞胞浆内精子注射技术(ICSI)的基础上，进行了ICSI技术生产试管小鼠及转基因小鼠的尝试。实验结果表明以Hepes-CZB+3％蔗糖做操作液，用来自成年KM鼠附睾尾的新鲜精子头和pEGFP-N1质粒孵育处理冻融精子头，直接注射到B6D2 F1小鼠卵母细胞质中，注射后1h，83.3％的卵母细胞仍然存活，鲜精组和冻精组各有92.3％和83.0％成活卵子排出极体、出现原核。用CZB溶液继续培养ICSI胚胎，两组的卵裂率、桑椹胚率、囊胚率分别为(97.8％vs 94.7％)、(64％vs 64.5％)、(5％，vs 24.7％)。其中桑椹胚率、囊胚率均***低于体内受精对照组(64％，64.5％vs 88％；5％，24.7％vs70％P＜0.01)；将鲜精组原核期120枚胚胎和82枚2-cell胚胎及冻精组135枚原核期胚胎移植后移植到同期km假孕母鼠受体内，分别出生28只、3只、18只ICSI小鼠(黑色或灰色)，效率分别为23.3％，4％，13.3％。健康成年的31只ICSI小鼠，没有明显的生理和行为异常。随机抽取六对鲜精组性成熟ICSI小鼠做交配实验，一个月后都有小鼠出生(平均窝产10.7只)。本实验表明，ICSI精子载体法可以比较高地制造小鼠转基因胚胎，小鼠附睾新鲜精子及无抗冻剂保护冷冻致死精子都具有足够的全程发育潜力。PRIME TECH 公司生产的PMM 150FU为全世界较早的压电破膜仪。Piezo Micro Manipulator压电胚胎干细胞

压电式压力传感器的优点是具有自生信号，输出信号大，较高的频率响应，体积小，结构坚固。其缺点是只能用于动能测量。需要特殊电缆，在受到突然振动或过大压力时，自我恢复较慢。压电式加速度传感器压电元件一般由两块压电晶片组成。在压电晶片的两个表面上镀有电极，并引出引线。在压电晶片上放置一个质量块，质量块一般采用比较大的金属钨或高比重的合金制成。然后用一硬弹簧或螺栓，螺帽对质量块预加载荷，整个组件装在一个原基座的金属壳体中。当传感器受振动力作用时，由于基座和质量块的刚度相当大，而质量块的质量相对较小，可以认为质量块的惯性很小。因此质量块经受到与基座相同的运动，并受到与加速度方向相反的惯性力的作用。这样，质量块就有一正比于加速度的应变力作用在压电晶片上。由于压电晶片具有压电效应，因此在它的两个表面上就产生交变电荷（电压），当加速度频率远低于传感器的固有频率时，传感器给输出电压与作用力成正比，亦即与试件的加速度成正比，输出电量由传感器输出端引出，输入到前置放大器后就可以用普通的测量仪器测试出试件的加速度；如果在放大器中加进适当的积分电路，就可以测试试件的振动速度或位移。武汉Piezo Micro Manipulator压电单精注射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。

传统的ICSI是通过授精针刺破卵子，将挑选好的精子注入使之受精。本质上对卵子来说是一种物理性侵入，特别对于幼弱老化的卵子可能会有一定损伤的风险。而全新的压电式胞浆内单精子注射（Piezo-ICSI）技术，可以减少对卵子的伤害，相较于常规式的ICSI相比更能提高受精率。

Piezo-ICSI超音振动显微受精法，采用极细（0.908毫米）的平口注射针，比常规的注射针（1.473mm）细小了将近一半，能够将卵巢的伤害降到比较低。另一方面，精子注射的过程对卵子的影响也极其重要。Piezo-ICSI技术通过超音振动来打开卵子透明带再将精子注入，减少了对卵子的损伤，也能够提高胚胎成功受精的几率。研究数据显示，以原有的人工授精疗法ICSI与Piezo-ICSI进行比较，受精率从83.1%提高到90.3%，细胞分裂优化由84.60%提高到88.10%。

把示波器交直流选择开关置于“DC”挡，扫描范围置于“10～100kHz”挡，用X移位和Y移位将水平亮线移到方格坐标的**部，置X轴上。为了能估测压电效应的最高电压幅值，我们必须先用荧光屏前的方格坐标系，定出电压标尺：利用接在示波器Y输入接线柱上的两根导线，把一节干电池的1.5V电压加在示波器上，衰减放在1，Y增益放在比较低，可以发现刚才的水平亮线上跳（或下跳）两格左右，即此时两格**1.5V电压。在Y增益不变的情况下，再将Y衰减放在1000（即千分之一）挡，荧光屏前方格坐标的两格就可以**1500V了。将Y输入接线柱上的两根馈线的鳄鱼夹分别接在压电打火机压电元件的两个电极上，迅速按下其黑色塑料压杆，可以看到原来位于**高度的水平亮线向上（或向下）跳动又恢复原位。由于荧光屏的余晖作用，水平亮线在示波器上显现的是一条高度达四格的亮带，这表明该脉冲的电压幅值在3000V以上。如果想观察这个电压脉冲的波形，可以每次按动压杆的同时，细心调节示波器“扫描微调”旋钮（事先将扫描范围换到“10～100Hz”挡），我们可以在荧光屏上看到如图2所示的波形，其电压上升较陡，降低较平缓，峰值在四格以上。压电辅助ICSI于1995年被描述，可用于标准ICSI失败的动物（如小鼠）的辅助受孕。

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。 使用压电破膜仪 PMM PIEZO-ICSI进行人工受孕，可以减少操作的复杂性和风险，提高受孕成功率。武汉Piezo Micro Manipulator压电气压注射器

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。Piezo Micro Manipulator压电胚胎干细胞

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。Piezo Micro Manipulator压电胚胎干细胞