胚胎顯微注射是一項精密的顯微操作技術(shù)，常用于基因編輯、轉(zhuǎn)基因動物制作、體外受精以及胚胎發(fā)育研究中。它的核心在于將極微量的物質(zhì)（如DNA、RNA、蛋白質(zhì)或細(xì)胞核）注入胚胎細(xì)胞中，以改變或研究其發(fā)育過程。要完成這種操作，離不開一種特殊的顯微鏡——倒置顯微鏡（Inverted Microscope），配合顯微操作系統(tǒng)（Micromanipulator）和顯微注射儀（Microinjector）使用。

一、顯微鏡的名稱與類型

在胚胎顯微注射實驗中，最常用的顯微鏡是倒置顯微鏡。這種顯微鏡的鏡頭在下方，載物臺在上方，樣品（胚胎）放在培養(yǎng)皿底部，通過底部物鏡進(jìn)行觀察。這種設(shè)計非常適合觀察放置在液體中的樣品，例如胚胎、卵母細(xì)胞、早期胚胎群體等。

在某些早期階段（如魚類、昆蟲或較大的動物胚胎），也會使用體視顯微鏡（Stereo Microscope）進(jìn)行顯微注射，因為這類顯微鏡的工作距離更長，操作空間更大，便于放置顯微針和注射裝置。

因此，胚胎顯微注射常用的顯微鏡類型有兩種：

倒置顯微鏡：適用于哺乳動物胚胎、細(xì)胞級顯微注射；

體視顯微鏡：適用于大體積胚胎，如斑馬魚、青蛙、昆蟲等。

二、顯微鏡的結(jié)構(gòu)與特點

倒置顯微鏡的核心特點是：

物鏡在下方：便于觀察置于培養(yǎng)皿底部的樣品；

光源從上方照射：可實現(xiàn)明場、相差、DIC（微分干涉）等多種成像方式；

高穩(wěn)定性平臺：能支撐顯微操作儀器，如注射針、固定針等；

恒溫控制系統(tǒng)：保持胚胎在接近體溫（如37°C）的環(huán)境中進(jìn)行操作。

典型的品牌型號包括：

Nikon Ti2、Olympus IX73、Leica DMi8、Zeiss Axio Observer 等，它們是全球胚胎顯微注射常用設(shè)備。

而體視顯微鏡結(jié)構(gòu)較簡單，常見型號如 Olympus SZX16、Leica M205 FA 等，適合大型胚胎的注射操作。

三、顯微注射系統(tǒng)組成

顯微鏡本身只是觀察與定位的核心部分，胚胎顯微注射系統(tǒng)通常包括三大模塊：

顯微鏡系統(tǒng)：提供清晰的成像與空間定位。

顯微操縱器（Micromanipulator）：由左右兩組機(jī)械臂組成，一側(cè)固定注射針，另一側(cè)固定固定針或吸持管。通過微步電機(jī)或液壓系統(tǒng)，操作員可以精確地控制針頭在X、Y、Z方向的微小移動，精度可達(dá)微米級。

微量注射系統(tǒng)（Microinjector）：控制注射液體的體積和速度，一般使用空氣壓力或電動控制方式，將DNA或細(xì)胞質(zhì)等物質(zhì)注入胚胎內(nèi)。

四、顯微鏡下的操作過程

在顯微鏡下進(jìn)行胚胎注射時，操作通常包括以下步驟：

固定胚胎：利用吸持管輕輕吸住胚胎，使其穩(wěn)定不移動。

定位注射點：通常選擇胚胎的細(xì)胞質(zhì)或原核位置，用顯微鏡聚焦對準(zhǔn)目標(biāo)。

插入針頭：在顯微操縱器控制下，顯微針輕輕刺入目標(biāo)區(qū)域。

注入樣品：通過微量注射儀釋放液體。

拔針與恢復(fù)：緩慢拔出針頭，確保胚胎不破裂，然后將其轉(zhuǎn)入培養(yǎng)液中繼續(xù)發(fā)育。

整個過程需要顯微鏡提供清晰的立體視野、精準(zhǔn)的焦距控制與穩(wěn)定的成像。顯微鏡的光學(xué)質(zhì)量與操作穩(wěn)定性直接影響實驗成功率。

五、顯微鏡在胚胎工程中的意義

顯微鏡不僅是觀察工具，更是胚胎工程的“操作平臺”。通過它，科學(xué)家能在單個細(xì)胞水平上實現(xiàn)精準(zhǔn)操作。例如：

在小鼠胚胎中注入DNA片段，可獲得轉(zhuǎn)基因動物；

在魚類胚胎中注射標(biāo)記RNA，可追蹤基因表達(dá)；

在哺乳動物卵母細(xì)胞中注入精子，實現(xiàn)體外受精（ICSI）。

這些實驗都依賴倒置顯微鏡的穩(wěn)定成像與高精度定位能力。

六、總結(jié)

綜上所述，胚胎顯微注射時用的顯微鏡主要是倒置顯微鏡，有時也使用體視顯微鏡。倒置顯微鏡具有高分辨率、光學(xué)穩(wěn)定、空間開放等優(yōu)點，適合在液體環(huán)境下進(jìn)行顯微操作。配合顯微操縱系統(tǒng)與微量注射儀，它構(gòu)成了完整的顯微注射平臺。