植入前遺傳學(xué)診斷(英文:preimplantation genetic diagnosis,PGD [2]),是在進行胚胎移植前,從卵母細胞或受精卵中取出極體或從植入前階段的胚胎中取1~2個卵裂球或多個滋養(yǎng)層細胞進行特定的遺傳學(xué)性狀檢測,然后據(jù)此選擇合適的胚胎進行移植的技術(shù) [2-3]。為2019年公布的計劃生育名詞。
應(yīng)用情況近年來,我國每年通過輔助生殖技術(shù)出生的嬰兒有數(shù)十萬。胚胎植入前遺傳學(xué)診斷技術(shù)發(fā)展十分迅速。這項技術(shù)的廣泛應(yīng)用,也為將來把基因組編輯技術(shù)用于人類受精卵打下了基礎(chǔ)?;蚪M編輯存在出現(xiàn)差錯的可能性,有可能會發(fā)生脫靶或造成胚胎嵌合等現(xiàn)象。將來如果用于臨床,對基因組編輯后的受精卵進行植入前遺傳學(xué)診斷是十分必要的 [2]。從卵母細胞或受精卵取出極體或從植入前階段的胚胎取1~2個卵裂球或多個滋養(yǎng)層細胞進行的特定遺傳學(xué)性狀檢測,然后據(jù)此選擇合適的胚胎進行移植的技術(shù)。 通過調(diào)節(jié)激光參數(shù),可根據(jù)不同胚胎的特點進行個性化的輔助孵化,進一步提高胚胎著床率和妊娠成功率。上海Laser激光破膜ZILOS-TK
1989年Handyside AH首先將PGD成功應(yīng)用于臨床,用PCR技術(shù)行Y染色體特異基因體外擴增,將診斷為女性的胚胎移植入子宮獲妊娠成功。開初的PGD都是用PCR或FISH檢測性別,選女性胚胎移植,幫助有風(fēng)險生育血友病A、進行性肌營養(yǎng)不良等X連鎖遺傳病后代的夫婦妊娠分娩出一正常女嬰。但按遺傳規(guī)律,此法無疑否定健康男孩的出生,而允許攜帶者女孩繁衍,并不能切斷致病基因的傳遞。1992年美國首先報道用PCR檢測囊性纖維成功,并通過胚胎篩選,誕生了健康嬰兒。之后,α-1-抗胰島素缺乏癥、色素沉著視網(wǎng)膜炎等多種單基因遺傳病的PGD檢測方法建立,PGD進入對單基因遺傳病的檢測預(yù)防階級。1993年以后,由于晚婚晚育使大齡產(chǎn)婦人數(shù)增多,而45歲以上的婦女染色體異常率高、自然妊娠容易分娩18-3體和21-3體愚型兒,于是PGD的工作熱點轉(zhuǎn)向了對染色體病的檢測預(yù)防,檢測用FISH。由于取樣多用***極體,篩選出的為未授精卵,須進行單精子胞漿內(nèi)注射,待培養(yǎng)發(fā)育成胚胎后移植。2023年2023年12月,隨著一聲響亮的啼哭,全球首例通過pgt(俗稱“第三代試管嬰兒”)技術(shù)成功阻斷kit基因相關(guān)罕見色素沉著病/胃腸間質(zhì)瘤的試管嬰兒呱呱墜地。香港DTS激光破膜XYRCOS激光破膜儀軟件擁有圖像獲取、圖像自動標記、實時和延時視頻拍攝、綜合報告。
檢測方法播報編輯(1)阻值測量法:拆下激光二極管,用萬用表R×1k或R×10k檔測量其正、反向電阻值。正常時,正向電阻值為20~40kΩ之間,反向電阻值為∞(無窮大)。若測得正向電阻值已超過50kΩ,則說明激光二極管的性能已下降。若測得的正向電阻值大于90kΩ,則說明該二極管已嚴重老化,不能再使用了。(2)電流測量法:用萬用表測量激光二極管驅(qū)動電路中負載電阻兩端的電壓降,再根據(jù)歐姆定律估算出流過該管的電流值,當(dāng)電流超過100mA時,若調(diào)節(jié)激光功率電位器,而電流無明顯的變化,則可判斷激光二極管嚴重老化。若電流劇增而失控,則說明激光二極管的光學(xué)諧振腔已損壞。
應(yīng)用圖4 激光二極管隨著技術(shù)和工藝的發(fā)展,多層結(jié)構(gòu)。常用的激光二極管有兩種:①PIN光電二極管。它在收到光功率產(chǎn)生光電流時,會帶來量子噪聲。②雪崩光電二極管。它能夠提供內(nèi)部放大,比PIN光電二極管的傳輸距離遠,但量子噪聲更大。為了獲得良好的信噪比,光檢測器件后面須連接低噪聲預(yù)放大器和主放大器。半導(dǎo)體激光二極管的工作原理,理論上與氣體激光器相同。
激光二極管⑴波長:即激光管工作波長,可作光電開關(guān)用的激光管波長有635nm、650nm、670nm、690nm、780nm、810nm、860nm、980nm等。⑵閾值電流Ith :即激光管開始產(chǎn)生激光振蕩的電流,對一般小功率激光管而言,其值約在數(shù)十毫安,具有應(yīng)變多量子阱結(jié)構(gòu)的激光管閾值電流可低至10mA以下。⑶工作電流Iop :即激光管達到額定輸出功率時的驅(qū)動電流,此值對于設(shè)計調(diào)試激光驅(qū)動電路較重要。⑷垂直發(fā)散角θ⊥:激光二極管的發(fā)光帶在垂直PN結(jié)方向張開的角度,一般在15?~40?左右。⑸水平發(fā)散角θ∥:激光二極管的發(fā)光帶在與PN結(jié)平行方向所張開的角度,一般在6?~ 10?左右。⑹監(jiān)控電流Im :即激光管在額定輸出功率時,在PIN管上流過的電流。 RED-i標靶定位時刻指示激光落點,使在目鏡中和顯示器上均可隨時確定打孔位置,操作更流暢,精確。
DFB-LD多采用Ⅲ和Ⅴ族元素組成的三元化合物、四元化合物,在1550nm波段內(nèi),**成熟的材料是InGaAsP/InP。新型AIGaInAs/InP材料的研發(fā)日趨成熟,國際上*少數(shù)幾家廠商可提供商用產(chǎn)品。優(yōu)化器件結(jié)構(gòu),有源區(qū)為應(yīng)變超晶格QW。有源區(qū)周邊一般為雙溝掩埋或脊型波導(dǎo)結(jié)構(gòu)。有源區(qū)附近的光波導(dǎo)區(qū)為DFB光柵,采用一些特殊的設(shè)計,如:波紋坡度可調(diào)分布耦合、復(fù)耦合、吸收耦合、增益耦合、復(fù)合非連續(xù)相移等結(jié)構(gòu),提高器件性能。生產(chǎn)技術(shù)中,金屬有機化學(xué)汽相淀積MOCVD和光柵的刻蝕是其關(guān)鍵工藝。MOCVD可精確控制外延生長層的組分、摻雜濃度、薄到幾個原子層的厚度,生長效率高,適合大批量制作,反應(yīng)離子束刻蝕能保證光柵幾何圖形的均勻性,電子束產(chǎn)生相位掩膜刻蝕可一步完成陣列光柵的制作。1550nmDFB-LD開始大量用于622Mb/s、2.5Gb/s光傳輸系統(tǒng)設(shè)備,對波長的選擇使DFB-LD在大容量、長距離光纖通信中成為主要光源。同一芯片上集成多波長DFB-LD與外腔電吸收調(diào)制器的單芯片光源也在發(fā)展中。研制成功的電吸收調(diào)制器集成光源,采用有源層與調(diào)制器吸收層共用多QW結(jié)構(gòu)。調(diào)制器的作用如同一個高速開關(guān),把LD輸出變換成二進制的0和1。熱效應(yīng)環(huán)顯示功能能夠清晰標示出激光熱效應(yīng)范圍,讓操作人員對激光作用范圍一目了然。美國二極管激光激光破膜組織培養(yǎng)
激光破膜儀在透明帶打孔后,使用顯微操作針吸取或者擠壓胚胎均可以方便出去卵裂球。上海Laser激光破膜ZILOS-TK
物理結(jié)構(gòu)是在發(fā)光二極管的結(jié)間安置一層具有光活性的半導(dǎo)體,其端面經(jīng)過拋光后具有部分反射功能,因而形成一光諧振腔。在正向偏置的情況下,LED結(jié)發(fā)射出光來并與光諧振腔相互作用,從而進一步激勵從結(jié)上發(fā)射出單波長的光,這種光的物理性質(zhì)與材料有關(guān)。在VCD機中,半導(dǎo)體激光二極管是激光頭的**部件之一,它大多是由雙異質(zhì)結(jié)構(gòu)的鎵鋁砷(AsALGA)三元化合物構(gòu)成的,是一種近紅外半導(dǎo)體器件,波長為780~820 nm,額定功率為3~5 mw。另外,還有一種可見光(如紅光)半導(dǎo)體激光二極管,也廣泛應(yīng)用于VCD機以及條形碼閱讀器中。激光二極管的外形及尺寸如圖11所示。其內(nèi)部結(jié)構(gòu)類型有三種,如圖11所示。上海Laser激光破膜ZILOS-TK