水生物种卵细胞显微注射技术及实验研究(6)

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基于水生物种卵细胞注射的特点和现实意义，通过对现有的细胞注射技术做出改进和创新，研制出用于水生物种卵细胞注射的专用细胞自动注射技术，对实现淡海水水生物种养殖业的品种杂交、品种改良具有重要意义[6]。

1.4 研究内容

本文旨在研究针对水生物种卵细胞注射的数字化显微注射系统的构建及实验验证，注射系统按功能模块进行划分后分别进行研究，最终整合构建细胞数字化显微注射系统并进行实验。

全文共分为5章，主要内容为如图1.1所示。

论文结构

第 1 章绪论

概述细胞注射的概念与特点、细胞注射系统的结构与功能，以及水生物种卵细胞注射的特点与研究意义；

第 2 章水生物种卵细胞注射用微操作玻璃器件的制备及表面改性

选择用于制作微操作玻璃器件的材料，采用合适的方法和设备制备卵细胞注射用微操作玻璃器件；

第 3 章水生物种卵细胞输送用电磁铁脉冲惯性驱动-控制器设计及实验

根据水生物种卵细胞输送的需求设计制作驱动-控制器，构建细胞输送装置并进行实验验证；

第 4 章水生物种卵细胞注射针微进给及气动注射量实验研究

根据注射针微进给装置设计原理设计、加工零件，装配成实验样机，通过实验检测注射针微进给装置的性能，由实验结果总结控制方法。实验检测参数设置对IM300可编程微注射仪注射量的影响，验证注射量达到的级别及控制精度能满足水生物种卵细胞的注射要求；

第 5 章水生物种卵细胞自动化微注射系统构建及微注射实验

搭建水生物种卵细胞注射实验系统，进行虾卵细胞自动化微注射实验，观察单个细胞刺膜过程及多个细胞连续注射过程。

2 水生物种卵细胞注射用微操作玻璃器件的制备及表面改性

2.1 微操作玻璃器件的制备

2.1.1 微操作玻璃器件的材料选择

在水生物种卵细胞显微注射实验中用到的显微操作玻璃器件主要包括用于细胞输送的微管道、用于吸持和固定细胞的吸持针以及用于注射的显微注射针。由于显微操作工具的参数和质量直接影响细胞的活性和细胞显微注射操作的成功与否，而显微操作工具的参数和质量又与显微操作工具材料的性质密切相关，因而根据细胞操作特点，对用于制作显微操作工具的材料提出以下几点要求：

（1）足够的化学稳定性：为提供给实验所用细胞以正常的生存环境，所使用的细胞培养液具有一定碱性或酸性，另外，显微注射针中的待注射溶液也有一定的碱性或酸性，因而要求显微操作工具的材料具有足够的化学稳定性，以免与上述溶液反应，造成腐蚀或污染。

（2）合适的工艺温度：用于细胞注射的显微操作工具对微针的内外径有很高的要求，多采用拉制法制成，拉制的核心在于将玻璃管加热至塑性加工工艺温度，施力拉长后直径相应减小，因此用于拉制显微操作工具的材料须具有合适的工艺温度，太高或太低均无益。

（3）足够的机械强度[7]：显微操作工具材料的机械强度需要保证操作针与持针机构的可靠稳定连接，对注射针而言，还需保证经过拉制针尖能刺入具有一定韧性的细胞膜而不变形。

（4）足够的清洁度：显微操作工具由于内径很小，易堵塞，因此需要材料具有足够的清洁度，表面易于清洁且具有一定的自洁性。

综合考虑上述4方面的要求以及经济性要求，选择硼硅酸盐玻璃作为制备水生物种卵细胞注射用微操作玻璃器件的材料。硼硅酸盐玻璃主要由Na2O、B2O3、SiO2组成，各成分的大致范围为：70%-80%的SiO2、6%-15%的B2O3、4%-10%的Na2O、0-5%的Al2O3、0-2%的BaO、0-2%CaO