胚胎激光破膜仪的原理和优点

胚胎激光破膜仪是一种专门用于胚胎研究的科学仪器，它采用激光技术来破膜，以便进行各种实验和研究。相比传统的玻璃针穿刺、Peizo机械打孔等方法，胚胎激光破膜仪具有以下优点：精确：激光打孔对细胞无挤压，孔径小，精确，消除了传统方法引起的细胞胞质外流等缺点，显著提高存活率。安全：微秒级脉冲有效保证胚胎安全，消除传统取ICM细胞的弊端。高效：采用红外激光，替代以前的紫外激光，消除了后者对细胞产生的光毒性，提高了操作效率。 激光破膜仪在IVF领域发挥着重要作用，为相关实验提供了精确、实效的操作工具。上海连续多脉冲激光破膜RED-i

应用图4 激光二极管随着技术和工艺的发展，多层结构。常用的激光二极管有两种：①PIN光电二极管。它在收到光功率产生光电流时，会带来量子噪声。②雪崩光电二极管。它能够提供内部放大，比PIN光电二极管的传输距离远，但量子噪声更大。为了获得良好的信噪比，光检测器件后面须连接低噪声预放大器和主放大器。半导体激光二极管的工作原理，理论上与气体激光器相同。

激光二极管⑴波长：即激光管工作波长，可作光电开关用的激光管波长有635nm、650nm、670nm、690nm、780nm、810nm、860nm、980nm等。⑵阈值电流Ith ：即激光管开始产生激光振荡的电流，对一般小功率激光管而言，其值约在数十毫安，具有应变多量子阱结构的激光管阈值电流可低至10mA以下。⑶工作电流Iop ：即激光管达到额定输出功率时的驱动电流，此值对于设计调试激光驱动电路较重要。⑷垂直发散角θ⊥：激光二极管的发光带在垂直PN结方向张开的角度，一般在15?~40?左右。⑸水平发散角θ∥：激光二极管的发光带在与PN结平行方向所张开的角度，一般在6?~ 10?左右。⑹监控电流Im ：即激光管在额定输出功率时，在PIN管上流过的电流。 广州Hamilton Thorne激光破膜囊胚注射通过调节激光参数，可根据不同胚胎的特点进行个性化的辅助孵化，进一步提高胚胎着床率和妊娠成功率。

在移植前对胚胎的遗传病和缺陷进行筛查和诊断，将会提高植入率，降低晚期流产的风险和婴儿的健康。PGS和PGD有什么不同？PGS和PGD都是在移植前检测胚胎的健康状况，但**重要的区别是PGS是基因筛查，PGD是基因诊断。PGS是一种基因筛选测试，用于筛选胚胎的所有染色体。它可以检查染色体是否缺失，形态和结构是否正确。在受精卵形成胚胎(孵化的第3天)或囊胚(孵化的第5天)后检查PGS。染色体有问题的胚胎很难自然成熟，怀孕第五、六个月中断流产的情况并不少见。即使胚胎能够存活到自然分娩，未来出生的婴儿也很可能有健康问题。因此，对于高龄、反复流产的孕妇，PGS是一项非常有价值的技术。PGD是基因诊断的一种，主要用于检查胚胎是否携带遗传缺陷基因。精子和卵子在体外结合形成受精卵。一旦成为胚胎，在植入子宫前需要进行基因检测，这样体外受精就可以避免一些遗传疾病。目前国内胚胎植入前的基因诊断可以诊断一些单基因遗传病，如遗传性耳聋、多囊肾等。如果父母有这种单基因遗传病，可能会遗传给下一代。这项测试的执行方式与PGS相同，但实验室测试的不是染色体，而是导致疾病的特定突变。通过PGD技术，我们可以判断哪些胚胎是正常的，避**基因疾病的遗传。

特色图8 蓝光激光二极管当激光二极管注入电流在临界电流密度以下时，发光机制主要是自发放射，光谱分散较广，频宽大约在100到500埃（埃=10-1奈米，原子直径的数量级就是几个?！抵?。但当电流密度超过临界值时，就开始产生振荡，***只剩下少数几个模态，而频宽也减小到30埃以下。而且，激光二极管的消耗功率极小，以双异质结构激光为例，比较大的额定电压通常低于2伏特，输入电流则在15到100毫安之间，消耗功率往往不到一瓦特，而输出功率达数十毫瓦特以上。激光二极管的特色之一，是能直接从电流调制其输出光的强弱。因为输出光功率与输入电流之间多为线性关系，所以激光二极管可以采用模拟或数字电流直接调制输出光的强弱，省掉昂贵的调制器，使二极管的应用更加经济实惠。仪器还配备 CCD 摄像机，不仅具有实时数码录像功能，还能进行数据量测、报告输出等多种软件功能 。

20年前，我国育龄人群中的不孕不育率*为3%，处于全世界较低水平。2009中国不孕不育高峰论坛公布的《中国不孕不育现状调研报告》显示，全国不孕不育患者人数已超过5000万，以25岁至30岁人数**多，呈年轻化趋势。平均每8对育龄夫妇中就有1对面临生育方面的困难，不孕不育率攀升到12.5%~15%，接近发达国家15%~20%的比率。**为严峻的是，这一发生比例还在不断攀升，卫生组织**预估中国的不孕不育率将会在近几年攀升到20%以上。卫生组织**认为，精神和环境的双重压力让付出沉重的“生命代价”不孕不育已成为严重的社会问题。如何有效帮助不孕不育患者解决生育难题，对于社会，医院及大夫都提出了更高的要求。胚胎异常是体外受精**终失败的主要原因之一。英国研究人员开发出一种可筛查胚胎质量的新技术，有望提高试管婴儿的成功率。 [2]在这种背景下，试管婴儿技术应运而生。试管婴儿技术是将卵子与精子分别取出后，置于试管内使其受精，受精卵发育为胚胎，后移植回母体子宫发育成胎儿的技术。试管婴儿技术作为有效的辅助生殖手段成为大多数不孕不育夫妇的重要选择，平均成功率为20-30%。在受精卵发育第三天取出一个卵裂球进行DNA检测也是常用的PGD检测方法。DTS激光破膜组织培养

热效应环显示功能能够清晰标示出激光热效应范围，让操作人员对激光作用范围一目了然。上海连续多脉冲激光破膜RED-i

植入前遗传学诊断（英文：preimplantation genetic diagnosis，PGD [2]），是在进行胚胎移植前，从卵母细胞或受精卵中取出极体或从植入前阶段的胚胎中取1~2个卵裂球或多个滋养层细胞进行特定的遗传学性状检测，然后据此选择合适的胚胎进行移植的技术 [2-3]。为2019年公布的计划生育名词。

应用情况近年来，我国每年通过辅助生殖技术出生的婴儿有数十万。胚胎植入前遗传学诊断技术发展十分迅速。这项技术的广泛应用，也为将来把基因组编辑技术用于人类受精卵打下了基础。基因组编辑存在出现差错的可能性，有可能会发生脱靶或造成胚胎嵌合等现象。将来如果用于临床，对基因组编辑后的受精卵进行植入前遗传学诊断是十分必要的 [2]。从卵母细胞或受精卵取出极体或从植入前阶段的胚胎取1~2个卵裂球或多个滋养层细胞进行的特定遗传学性状检测，然后据此选择合适的胚胎进行移植的技术。 上海连续多脉冲激光破膜RED-i