压电效应可分为正压电效应和逆压电效应。
正压电压电效应是指:当晶体受到某固定方向外力的作用时,内部就产生电极化现象,同时在某两个表面上产生符号相反的电荷;当外力撤去后,晶体又恢复到不带电的状态;当外力作用方向改变时,电荷的极性也随之改变;晶体受力所产生的电荷量与外力的大小成正比。压电式传感器大多是利用正压电效应制成的。
逆压电是指对晶体施加交变电场引起晶体机械变形的现象。用逆压电效应制造的变送器可用于电声和超声工程。压电敏感元件的受力变形有厚度变形型、长度变形型、体积变形型、厚度切变型、平面切变型5种基本形式。压电晶体是各向异性的,并非所有晶体都能在这5种状态下产生压电效应。例如石英晶体就没有体积变形压电效应,但具有良好的厚度变形和长度变形压电效应。 压电式显微操作仪PMM可用于ES细胞注射等实验。美国压电ES注射
依据电介质压电效应研制的一类传感器称为为压电传感器。这里再介绍一下电致伸缩效应。电致伸缩效应,即电介质在电场的作用下,由于感应极化作用而产生应变,应变大小与电场平方成正比,与电场方向无关。压电效应*存在于无对称中心的晶体中。而电致伸缩效应对所有的电介质均存在,不论是非晶体物质,还是晶体物质,不论是中心对称性的晶体,还是极性晶体。
压电效应的发现
1880年皮埃尔·居里和雅克·居里兄弟发现电气石具有压电效应。1881年,他们通过实验验证了逆压电效应,并得出了正逆压电常数。1984年,德国物理学家沃德马·沃伊特(德语:Woldemar Voigt),推论出只有无对称中心的20中点群的晶体才可能具有压电效应。 上海Piezo Micro Manipulator压电ES注射压电破膜仪 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。
**近几年来,Piezo-ICSI 法(压电显微受精法)被高度重视。使用了Piezo-ICSI法,与常规的显微受精技术相比,对卵子的损害更小。结果显示,用Piezo法会提高受精率,之后受精卵的发育也更好。Piezo-ICSI压电显微受精方法,与传统ICSI显微受精方式不同,采用平口而不是尖口的精子注射针,通过超音振动技术打开卵子透明带再将精子注入卵子,从而一定程度上减少了注射过程对卵子产生的损害,使高龄女性胚胎养囊率有所提升。临床数据显示,特别是针对一些大龄及反复受精失败的情况,Piezo-ICSI比常规ICSI方法的受精率从66.4%提高到79.4%,受精以后的退化率(即停止分裂)从18.6%降低到11.9%。而妊娠率从14.9%提高到23.1%。操作稳定性更强事实上相较Piezo法,常规的显微受精方法从稳定性上更难操作。用汽车来举例的话,Piezo法相当于自动档汽车,常规的显微受精方法相当于手动档汽车,Piezo法可以缩短培养师的培训时间。日本只有10家能做Piezo即使在日本,采用Piezo法的医院也不太多。在日本有600家进行体外受精、显微受精的医院,而采用Piezo法的医院或许也就10家左右。从现在起Piezo法的优势会得以重新评估,或许10年,20年后会在世界各地得以普及。
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。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。
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。压电破膜仪 PMM PIEZO-ICSI操作简便,医生只需掌握基本的操作技巧,即可熟练操作。美国Piezo压电核转移
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。美国压电ES注射
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。含有染色体的细胞质会混进洗液管,通过透明带的孔抽取出来。PMM和传统方法相比提高了速度和准确率,也就是说增加了效率。细胞核显微注射Piezo可以轻易破坏核的细胞质膜收集核,利用平口针灸可以一次注射1个或更多的核。针在膜的表面形成一个较深的内陷,piezo就很容易破膜将核注射进去。胚胎干细胞显微注射PMM与传统尖头针相比可促进ES细胞注射入胚泡,甚至可以穿透和部分破坏内细胞群,增加ES细胞的作用。平口针的顶端直径为8-12um,大约可装15个ES细胞,用中、低档能量的脉冲,PMM即可穿透细胞群,用低能量的多次脉冲,针可穿透滋养外胚层(TE)。卵母细胞胞浆内单精子显微注射PMM通过将精子尾部与头部割离,精子头部吸入平口针,在中低档能量下即可穿透透明带,进行单精子显微注射。增加了速度和准确率,PMM为转基因鼠高效率的产品。与传统方法相比,Piezo增加了显微注射的速度和准确率,利用MII转基因的方法很有效的生成转基因鼠。美国压电ES注射
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