日本Piezo Micro Manipulator压电辅助孵化

1927年，伍德（R.W.Wood）与鲁密斯（A.L.Loomis）首先使用高功率超声波。使用蓝杰文型的石英换能器配合高功率真空管，在液体中产生高能量，使液体引起所谓的空腔（cavitation）现象。同时也研究高功率超声波对生物试样的效应。在水下音响（underwatersound）的研究中发现，石英晶体并不是很好的换能器材料，但是它的振荡频率却不随温度而变，亦即所谓的具有低的温度系数。这种频率对温度的高稳定性，用在控制振荡器的频率，及某些滤波器上**有用。1919年，卡迪（Cady）教授***次利用石英当做频率控制器，图四就是**早期的晶体控制振荡器电路。因为晶体具有极高的Q值（注三），振荡器的频率受到晶体共振频率的控制，且频率不随温度变化而变。后来，皮尔士和皮尔士-米勒（Pierce-Miller）又发明一种以后广被采用的晶体控制振荡电路。在第二次世界大战中，大约使用了一千万个晶体振荡器，用以建立坦克与坦克之间及地面和飞机之间的通讯。压电破膜仪 PMM PIEZO-ICSI的使用不仅可以提高受精成功率，还可以减少操作的时间和风险，提高工作效率。日本Piezo Micro Manipulator压电辅助孵化

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。美国精子制动压电转基因压电显微操作仪PMM 6可用于兔子卵母细胞和胚胎的ICSI等实验。

当您将按钮轻轻一揿，煤气灶迅即燃起蓝色火焰，您可曾意识到是什么带给您的这份便利呢？将一块看起来平淡无奇的陶瓷接上导线和电流表，用手在上面一摁，电流表的指针也跟着发生摆动——竟然产生了电流，岂非咄咄怪事？其实，这是压电陶瓷，一种能够将机械能和电能互相转换的功能陶瓷材料。压电陶瓷到底是一种什么样的材料呢？这是一种具有压电效应的材料。所谓压电效应是指某些介质在力的作用下，产生形变，引起介质表面带电，这是正压电效应。反之，施加激励电场，介质将产生机械变形，称逆压电效应。这种奇妙的效应已经被科学家应用在与人们生活密切相关的许多领域，以实现能量转换、传感、驱动、频率控制等功能。压电陶瓷具有敏感的特性，可以将极其微弱的机械振动转换成电信号，可用于声纳系统、气象探测、遥测环境保护、家用电器等。地震是毁灭性的灾害，而且震源始于地壳深处，以前很难预测，使人类陷入了无计可施的尴尬境地。压电陶瓷在电场作用下产生的形变量很小，**多不超过本身尺寸的千万分之一，别小看这微小的变化，基于这个原理制做的精确控制机构－－压电驱动器，对于精密仪器和机械的控制、微电子技术、生物工程等领域都是一大福音。

***次大战后不久，石英换能器便发展出两项重要的应用。首先，哈佛大学的皮尔士教授（G.W.Pierce）用石英晶体制作超声波干涉仪，由石英所发生的超声波和图中声波反射器所反射的回波混合，产生极大值，若微调反射板使前进或后退，则可获得另一极大值，由两极大值间的距离，亦即反射板在两相邻极大值间所移动的距离，可测出声波波长。因为已知频率，因此由频率与波长的乘积，可定出波在气体介质中的速度。同时，由几个极大值间的振幅降低率，可求出波在气体中的表减系数。当时用它来测量声波在二氧化碳中波速对频率的关系，而求出波速的色散关系。用这种方法，可研究气体在不同混合比与温度下声波的波速与衰减率。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。

压电效应：某些电介质在沿一定方向上受到外力的作用而变形时，其内部会产生极化现象，同时在它的两个相对表面上出现正负相反的电荷。当外力去掉后，它又会恢复到不带电的状态，这种现象称为正压电效应。当作用力的方向改变时，电荷的极性也随之改变。相反，当在电介质的极化方向上施加电场，这些电介质也会发生变形，电场去掉后，电介质的变形随之消失，这种现象称为逆压电效应。依据电介质压电效应研制的一类传感器称为压电传感器。压电式显微操作仪PMM可用于ES细胞注射等实验。上海细胞内膜打孔压电核转移

PMM高精度控制，显微注射针的移动分辨率达到0.1um，可以精确穿透目标，不会误伤其他结构。日本Piezo Micro Manipulator压电辅助孵化

“ICSI”（intracytoplasmicsperminjection）指卵胞浆单精子注射，其操作主要涉及“精子制动-精子拾取-破膜-注射”几个步骤，其中在“破膜”（即使用注射针刺破卵膜，以便将单个精子送入卵胞浆）这一步，部分患者的卵子会出现“无破膜感”这一特征，这是怎么回事呢？原来，进行ICSI操作的时候，并不是直接用注射针径直扎破卵膜。技术书籍这样描述道：“调节显微操作作针和卵膜至同一水平面，将注射针中的精子推至针尖处，注射针从卵子3点钟位置穿入透明带并继续进针，至卵中心或越过中心位置。由于卵膜的弹性，进针处卵膜出现‘漏斗状’，但卵膜仍未破裂，需轻微回吸注射针以确认膜破裂。一旦刺破卵膜可见到胞浆和精子的一个‘快速反流’的过程或可见卵膜‘回弹’现象，之后将精子注入卵子胞质内。这是正常情况下的破膜操作，而文章开头提到的“无破膜感”，则是指注射针穿入透明带的同时也立即穿透卵膜，不形成漏斗状结构，看不到胞浆的快速返流或回弹现象。学术界给具有这一特征的卵子细胞膜起了个特有名称——脆性卵膜。日本Piezo Micro Manipulator压电辅助孵化