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细胞内膜打孔压电单精注射

来源: 发布时间:2024年12月03日

压电材料会有压电效应是因晶格内原子间特殊排列方式,使得材料有应力场与电场耦合的效应。根据材料的种类,压电材料可以分成压电单晶体、压电多晶体(压电陶瓷)、压电聚合物和压电复合材料四种。根据具体的材料形态,则可以分为压电体材料和压电薄膜两大类。聚合物早在1940年,苏联就曾发现木材具有压电性。之后又相继在苎麻、丝竹、动物骨骼、皮肤、血管等组织中发现了压电性。1960年发现了人工合成的高分子聚合物的压电性。1969年发现电极化后的聚偏二氟乙烯具有较强的压电性。具有较强压电性的材料包括PVDF及其共聚物、聚氟乙烯、聚氯乙烯、聚-γ-甲基-L-谷氨酸酯和尼龙-11等。复合材料压电复合材料是有两种或多种材料复合而成的压电材料。常见的压电复合材料为压电陶瓷和聚合物(例如聚偏氟乙烯活环氧树脂)的两相复合材料。这种复合材料兼具压电陶瓷和聚合物的长处,具有很好的柔韧性和加工性能,并具有较低的密度、容易和空气、水、生物组织实现声阻抗匹配。此外,压电复合材料还具有压电常数高的特点。压电复合材料在医疗、传感、测量等领域有着广泛的应用。PMM可用于移去卵细胞内的染色体,它可以用平口针迅速的穿透透明带,而无须用尖头针。细胞内膜打孔压电单精注射

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卵胞浆内单精子显微注射(ICSI)不仅用于人类辅助生殖(ART),而且在稀有物种保护、转基因动物的生殖系拯救或任何兽医辅助受孕过程中也被***用于兽医体外受精。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。该技术所需的显微注射工作站与标准ICSI非常相似,但在毛细管支架上增加了一个压电冲击单元。本用户指南重点介绍压电辅助显微注射程序本身。摘要卵母细胞胞浆内单精子显微注射,即将单个精子直接注射到卵子的细胞质中,***在仓鼠身上被描述,并已成功应用于人类,以及其他物种,如小鼠。在动物模型中进行的ICSI是研究直接受精过程以及不孕原因的比较好工具。特别是在生物医学研究领域,当精子被共同注射或包裹外源DNA时,ICSI也可以用作基因转移技术。此外,当转基因表达或突变损害雄性或雌性小鼠的生存能力或生育能力时,通常会应用小鼠ICSI。在这些情况下,压电辅助ICSI可以成为拯救和维持非常有价值的小鼠品系的一种手段,因为正常的ICSI已被证明在小鼠身上很困难。几项研究表明,通过压电驱动的微毛细管注**子对小鼠卵子的创伤远小于传统方法。此外,压电辅助ICSI已被证明可以显著提高受精成功率。日本prime tech压电稳定压电显微操作器PMM利用压电元件产生的驱动力来展示其对各种样品的优异穿孔能力。

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在正常受精过程中,精子进入卵子后,会导致卵细胞内的钙离子浓度发生持续数小时的周期性的短暂升高,这个过程被称为卵子的“钙震荡”,钙震荡会引发大量生化反应事件,代谢活动重新活跃起来,这个过程称为卵子***。精子***后的卵子会发生一系列的变化,包括细胞内钙离子浓度升高,皮质反应,透明带反应等,然后卵子完成第二次减数分裂,排出第二极体,开启后续的胚胎发育过程。第二代试管婴儿(ICSI)授精后,成熟卵子见不到2原核的受精标志,称为ICSI完全受精失败。ICSI受精失败在ICSI周期中比例约为1%-3%,其中30%的夫妇会发生反复持续的受精失败,是临床中极其棘手的难题。即使是经验丰富的胚胎学家,也无法避免这种情况。卵母细胞***失败是ICSI受精失败的主要原因之一。

卵子***是人类胚胎发育的起始步骤,该过程主要由细胞内的钙释放调控,当成熟的卵母细胞发育到MII期后,只有精子的PLCζ进入卵母细胞的胞浆,才能***钙震荡,促使卵母细胞完成完整的减数分裂。TFF(Totalfertilizationfailure,完全受精失败)是指MII期卵母细胞无法完成受精的过程,有1-3%的ICSI失败是源于IFF。TFF与精子及卵子的异常均有关,其中卵子***异常是主要因素。卵子因素主要是由蛋白合成不足或异常信号传导导致的胞质不成熟;精子因素主要是PLCζ蛋白的结构、表达和定位异常。受精失败与女方年龄、不育类型和取卵数目等因素无关。精子的解凝功能异常和鱼精蛋白缺失与TFF密切相关。精子染色质组装异常或精子DNA损伤可导致精子的解凝异常,无法***卵子及合子形成。研究表明精子染色质组装异常的精子中精子解凝功能受阻的精子比例高于正常精子。精细胞染色质的鱼精蛋白的合成与组装对于精细胞的基因组浓缩也是非常重要的。若鱼精蛋白的量减少,精子在ICSI后提前解凝,导致受精失败。当精子进入卵子后精子染色质提前浓缩也导致其提前解凝,精子和卵子遗传物质的同步节奏被打破,也造成受精失败。不过这种同步性异常主要还是卵子因素造成的。“PIEZO PMM 6”是一种压电显微操作系统,作为压电注射的先驱,投入了大量的资源进行其研发。

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    压电式破膜仪的原理压电式破膜仪的原理基于压电效应。当压电陶瓷通电后,它会产生高频振动。这种振动被传递到显微操作针上,使针产生振动。这种振动用于在显微操作过程中打孔或穿孔细胞膜,特别是在哺乳动物胚胎透明带细胞膜的穿孔任务中。压电式破膜仪可以配合显微操作臂和显微注射仪使用,以提高克隆动物中核移植、小鼠ICSI等工作的成功率。由于压电脉冲能直接无损失地传输到操作针上,使得细胞膜的穿孔更加精确和可靠。这种显微操作方式提高了多种实验的成功率,包括胚胎干细胞或诱导多能干细胞的寒胚移植、小鼠ICSI等。此外,压电式破膜仪操作直观、简单快捷,具有可重复性的参数设置,实验参数可记忆,也可以选用人体工程学脚踏或仪器上的旋钮进行操作。 PMM利用压电晶体管压电效应,将卵细胞外层的透明带轻易穿孔,以执行动物克隆或人工生殖。香港Piezo压电压电注射

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。细胞内膜打孔压电单精注射

细晶粒压电陶瓷以往的压电陶瓷是由几微米至几十微米的多畴晶粒组成的多晶材料,尺寸已不能满足需要了。减小粒径至亚微米级,可以改进材料的加工性,可将基片做地更薄,可提高阵列频率,降低换能器阵列的损耗,提高器件的机械强度,减小多层器件每层的厚度,从而降低驱动电压,这对提高叠层变压器、制动器都是有益的。减小粒径有上述如此多的好处,但同时也带来了降低压电效应的影响。为了克服这种影响,人们更改了传统的掺杂工艺,使细晶粒压电陶瓷压电效应增加到与粗晶粒压电陶瓷相当的水平。现在制作细晶粒材料的成本已可与普通陶瓷竞争了。近年来,人们用细晶粒压电陶瓷进行了切割研磨研究,并制作出了一些高频换能器、微制动器及薄型蜂鸣器(瓷片20-30um厚),证明了细晶粒压电陶瓷的优越性。随着纳米技术的发展,细晶粒压电陶瓷材料研究和应用开发仍是近期的热点。细胞内膜打孔压电单精注射

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