武汉精子制动压电胚胎干细胞

06年是居里兄弟皮尔（P·Curie）与杰克斯（J·Curie）发现压电效应（piezoelectriceffect，注一）的一百二十六周年。1880年前在杰克斯的实验室发现了压电性。起先，皮尔致力于焦电现象（pyroelectriceffect，注二）与晶体对称性关系的研究，后来兄弟俩却发现，在某一类晶体中施以压力会有电性产生。他们又系统的研究了施压方向与电场强度间的关系，及预测某类晶体具有压电效应。经他们实验而发现，具有压电性的材料有：闪锌矿（zincblende）、钠氯酸盐（sodiumchlorate）、电气石（tourmaline）、石英（quartz）、酒石酸（tartaricacid）、蔗糖（canesuger）、方硼石（boracite）、异极矿（calamine）、黄晶（topaz）及若歇尔盐（Rochellesalt）。这些晶体都具有各向异性（anisotropic）结构，各向同性（isotropic）材料是不会产生压电性的。压电破膜仪 PMM PIEZO-ICSI的推广和应用将为辅助生殖技术的发展提供重要的技术支持和推动力。武汉精子制动压电胚胎干细胞

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%。北京细胞内膜打孔压电油压注射器PMM与传统尖头针相比可促进ES细胞注射入胚泡,用于胚胎干细胞显微注射（ES cell Microinjection）。

时值压电效应发现的一百周年，特参考马逊（W.P.Mason）之作撰写本文，简介压电性之历史及其应用。早期压电效应*止于学术上的趣味性研究，而如今则已成为非常有用的效应，用它制出各式各样的声电换能器，其操作频谱可由100Hz起涵盖至几个GHz，依频率的不同而有不同的用途。声纳、反潜、海底通讯、电话通讯等是低频（声频、AF波段）讯号**典型的应用。在几个MHz范围，其波长在毫米范围，适合用来作非破坏性的检验材料（nondestructivetesting,简称NDT）与医学诊断上，所谓超声波成像术、全像摄影术、计算机辅助声波断层摄影术等就是针对这些用途而研究的。频率在VHF、UHF波段则使用压电性所研制出来的表面声波电子组件。如延迟线、各式滤波器、回旋器（convolver）、相关器（correlator）等讯号处理组件，在通讯上与讯号处理上具有重要的应用。当频率高至低微波波段，其对应波长在微米范围，用来制作声学显微镜，其解像力可和传统的光学显微镜比美，而其机械波而非电磁波的独特性质，则可弥补光学显微镜在应用上的不足。

***，我们都知道，压晶体管可用来作为声波的产生器与接收器，无论在***上（如声纳）、工业上、工程上都具有***的用途。可是早在居里兄弟发现压电性后的三分之一世纪中，压电效应在应用上几乎没有受到任何重视。就是皮尔本人也只不过用它来测量镭元素所辐射出的电荷罢了。到了***次世界大战，盟军军舰受到德国潜艇的攻击大量受损，于是设法寻找有效侦测潜艇的方法。因为电磁波无法有效穿透海水，而声波则能容易地在海里行进，因此，当时的蓝杰文（P.Langevin）发展出利用石英压晶体管作为声波产生器。可惜等到有了好结果，大战已接近尾声而来不及用上了。石英两面各贴一钢片，使其振荡频率降到50KHz，外加一电脉波讯号，则经换能器转换成声波传至海底；过一段时间后，换能器接收到由海底反射之回波，由来回时间及波在海中行进的速度，可决定换能器到海底的距离。这个原理同样可测潜艇的位置。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。

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B6D2F1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％vs94.7％)、(64％vs64.5％)、(5％，vs24.7％)。其中桑椹胚率、囊胚率均***低于体内受精对照组(64％，64.5％vs88％；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。PMM PIEZO-ICSI是一种先进的技术，用于辅助生殖医学领域的人工受孕过程。香港Piezo压电细胞注射

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下面我们利用压电陶瓷测试压电效应和逆压电效应。常用的压电陶瓷是由锆钛酸铅（PZT）材料做成的。将PZT材料做成的压电陶瓷片粘在圆形黄铜片上就构成了压电陶瓷元件。它具有明显的压电效应。首先，将压电陶瓷片A的两根引线通过一个按钮开关与信号发生器相联。将压电陶瓷片B的两根引线与扩音器（带喇叭）的输入端相连。将A、B两个压电陶瓷片用黑封泥固定在同一个木板制成的箱子上。当观察者将按钮开关按下，接通信号发生器和压电陶瓷A时，由于逆压电效应，A开始振动，并把振动传给木箱，木箱的振动传给压电陶瓷B，由于压电效应，使B两边产生变化电信号，再传给扩音器使喇叭发声，所以这个实验同时演示了压电效应和逆压电效应。武汉精子制动压电胚胎干细胞