壓電式破膜儀的原理壓電式破膜儀的原理基于壓電效應(yīng)。當(dāng)壓電陶瓷通電后，它會(huì)產(chǎn)生高頻振動(dòng)。這種振動(dòng)被傳遞到顯微操作針上，使針產(chǎn)生振動(dòng)。這種振動(dòng)用于在顯微操作過程中打孔或穿孔細(xì)胞膜，特別是在哺乳動(dòng)物胚胎透明帶細(xì)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(dòng)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?xì)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(shí)驗(yàn)的成功率，包括胚胎干細(xì)胞或誘導(dǎo)多能干細(xì)胞的寒胚移植、小鼠ICSI等。此外，壓電式破膜儀操作直觀、簡(jiǎn)單快捷，具有可重復(fù)性的參數(shù)設(shè)置，實(shí)驗(yàn)參數(shù)可記憶，也可以選用人體工程學(xué)腳踏或儀器上的旋鈕進(jìn)行操作。 壓電顯微操作儀PMM 6可用于牛卵母細(xì)胞和胚胎的ICSI等實(shí)驗(yàn)。美國(guó)壓電4G

Piezo-ICSI程序:

使用直徑100-mm的細(xì)胞培養(yǎng)皿上蓋,準(zhǔn)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(zhǔn)備進(jìn)行顯微操作。具體操作前，首先取10枚卵母細(xì)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(gè)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(gè)精子后，將吸入全部精子頭的注射針轉(zhuǎn)移到放置卵母細(xì)胞的操作滴中，準(zhǔn)備將精子頭逐個(gè)注射至卵母細(xì)胞質(zhì)中。注射時(shí)，從時(shí)鐘9點(diǎn)的方向吸住卵母細(xì)胞，使紡錘體保持在6點(diǎn)或12點(diǎn)的位置，從3點(diǎn)的方向輕輕進(jìn)針，同時(shí)用Piezo脈沖擊穿透明帶，將透明帶碎片吹出注射針的同時(shí)，將精子頭吹至針尖處，繼續(xù)進(jìn)針，直至針尖插入卵母細(xì)胞深處，幾乎貼近對(duì)側(cè)質(zhì)膜時(shí)，用Piezo弱脈沖擊穿卵母細(xì)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(shí)現(xiàn)該批卵母細(xì)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(jìn)行第二批卵母細(xì)胞的精子頭注射，在注射HCG后17 h,完成全部卵母細(xì)胞的精子注射。 日本PMM 壓電平口針日本PRIME TECH 從PMM 150FU到PMM 4G，再到新一代的PMM 6。

壓電式壓力傳感器的優(yōu)點(diǎn)是具有自生信號(hào)，輸出信號(hào)大，較高的頻率響應(yīng)，體積小，結(jié)構(gòu)堅(jiān)固。其缺點(diǎn)是只能用于動(dòng)能測(cè)量。需要特殊電纜，在受到突然振動(dòng)或過大壓力時(shí)，自我恢復(fù)較慢。壓電式加速度傳感器壓電元件一般由兩塊壓電晶片組成。在壓電晶片的兩個(gè)表面上鍍有電極，并引出引線。在壓電晶片上放置一個(gè)質(zhì)量塊，質(zhì)量塊一般采用比較大的金屬鎢或高比重的合金制成。然后用一硬彈簧或螺栓，螺帽對(duì)質(zhì)量塊預(yù)加載荷，整個(gè)組件裝在一個(gè)原基座的金屬殼體中。當(dāng)傳感器受振動(dòng)力作用時(shí)，由于基座和質(zhì)量塊的剛度相當(dāng)大，而質(zhì)量塊的質(zhì)量相對(duì)較小，可以認(rèn)為質(zhì)量塊的慣性很小。因此質(zhì)量塊經(jīng)受到與基座相同的運(yùn)動(dòng)，并受到與加速度方向相反的慣性力的作用。這樣，質(zhì)量塊就有一正比于加速度的應(yīng)變力作用在壓電晶片上。由于壓電晶片具有壓電效應(yīng)，因此在它的兩個(gè)表面上就產(chǎn)生交變電荷（電壓），當(dāng)加速度頻率遠(yuǎn)低于傳感器的固有頻率時(shí)，傳感器給輸出電壓與作用力成正比，亦即與試件的加速度成正比，輸出電量由傳感器輸出端引出，輸入到前置放大器后就可以用普通的測(cè)量?jī)x器測(cè)試出試件的加速度；如果在放大器中加進(jìn)適當(dāng)?shù)姆e分電路，就可以測(cè)試試件的振動(dòng)速度或位移。

傳統(tǒng)的ICSI是通過授精針刺破卵子，將挑選好的精子注入使之受精。本質(zhì)上對(duì)卵子來說是一種物理性侵入，特別對(duì)于幼弱老化的卵子可能會(huì)有一定損傷的風(fēng)險(xiǎn)。而全新的壓電式胞漿內(nèi)單精子注射（Piezo-ICSI）技術(shù)，可以減少對(duì)卵子的傷害，相較于常規(guī)式的ICSI相比更能提高受精率。

Piezo-ICSI超音振動(dòng)顯微受精法，采用極細(xì)（0.908毫米）的平口注射針，比常規(guī)的注射針（1.473mm）細(xì)小了將近一半，能夠?qū)⒙殉驳膫档奖容^低。另一方面，精子注射的過程對(duì)卵子的影響也極其重要。Piezo-ICSI技術(shù)通過超音振動(dòng)來打開卵子透明帶再將精子注入，減少了對(duì)卵子的損傷，也能夠提高胚胎成功受精的幾率。研究數(shù)據(jù)顯示，以原有的人工授精療法ICSI與Piezo-ICSI進(jìn)行比較，受精率從83.1%提高到90.3%，細(xì)胞分裂優(yōu)化由84.60%提高到88.10%。 “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)。

在正常受精過程中，精子進(jìn)入卵子后，會(huì)導(dǎo)致卵細(xì)胞內(nèi)的鈣離子濃度發(fā)生持續(xù)數(shù)小時(shí)的周期性的短暫升高，這個(gè)過程被稱為卵子的“鈣震蕩”，鈣震蕩會(huì)引發(fā)大量生化反應(yīng)事件，代謝活動(dòng)重新活躍起來，這個(gè)過程稱為卵子***。精子***后的卵子會(huì)發(fā)生一系列的變化，包括細(xì)胞內(nèi)鈣離子濃度升高，皮質(zhì)反應(yīng)，透明帶反應(yīng)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(biāo)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(huì)發(fā)生反復(fù)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(yàn)豐富的胚胎學(xué)家，也無法避免這種情況。卵母細(xì)胞***失敗是ICSI受精失敗的主要原因之一。通過使用PMM PIEZO-ICSI，醫(yī)生可以更加精確地進(jìn)行受精操作，提高受孕成功率，為患者創(chuàng)造更多的生命奇跡。武漢透明帶穿孔壓電力度溫和

Piezo-ICSI 相比常規(guī) ICSI方法，可有效提高ICSI受精率。美國(guó)壓電4G

piezoelectric polymer壓電現(xiàn)象是由于應(yīng)力作用于材料，在材料表面誘導(dǎo)產(chǎn)生電荷的過程，一般這一過程是可逆的，即當(dāng)材料受到電參數(shù)作用，材料也會(huì)產(chǎn)生形變能。木材纖維素、腱膠原和各種聚氨基酸都是常見的高分子壓電性材料，但是其壓電率太低，而沒有使用價(jià)值。在有機(jī)高分子材料中聚偏氟乙烯等類化合物具有較強(qiáng)的壓電性質(zhì)。壓電率的大小取決于分子中含有的偶極子的排列方向是否一致。除了含有具有較大偶極矩的C-F鍵的聚偏氟乙烯化合物外，許多含有其他強(qiáng)極性鍵的聚合物也表現(xiàn)出壓電特性。如亞乙烯基二氰與乙酸乙烯酯、異丁烯、甲基丙烯酸甲酯、苯甲酸乙烯酯等的共聚物，均表現(xiàn)出較強(qiáng)的壓電特性。而且高溫穩(wěn)定性較好。主要作為換能材料使用，如音響元件和控制位移元件的制備。前者比較常見的例子是超聲波診斷儀的探頭、聲納、耳機(jī)、麥克風(fēng)、電話、血壓計(jì)等裝置中的換能部件。將兩枚壓電薄膜貼合在一起，分別施加相反的電壓，薄膜將發(fā)生彎曲而構(gòu)成位移控制元件。利用這一原理可以制成光學(xué)纖維對(duì)準(zhǔn)器件、自動(dòng)開閉的簾幕、唱機(jī)和錄像機(jī)的對(duì)準(zhǔn)件。美國(guó)壓電4G