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日本NARISHIGE成茂三軸懸掛搖桿油壓顯微操作機械手MMO-4的的應用案例

時間：2026/7/8閱讀：122

案例背景

某高校神經生物學課題組長期開展小鼠前扣帶回皮層神經元突觸可塑性相關課題，實驗需要對麻醉小鼠活體大腦皮層神經元完成高阻封接單通道電流記錄。前期使用齒輪傳動款顯微操作器，設備存在回程回彈、長時間夾持點位漂移問題，單次封接維持時長不足十分鐘，樣本報廢比例偏高，單日可采集有效數據組數受限，課題實驗周期被迫拉長。課題組采購 MMO-4 三軸油壓機械手搭配尼康倒置顯微鏡、腦立體定位儀搭建在體電生理采集平臺。

實操落地流程

實驗前期完成整機標準化安裝，將懸掛機架鎖止在顯微鏡側邊卡槽，接駁油路并完成內部氣泡排空，搭配 MMN-1 粗動機械手完成大范圍工位移位，MMO-4 負責微米級精細穿刺推進。麻醉小鼠頭部固定于立體定位儀后，借助粗動機械手把玻璃微電極挪動至腦組織創口上方視野，切換 MMO-4 微調檔位緩慢下壓 Z 軸，依托油壓無回彈的傳動特性，逐步貼合神經元細胞膜完成高阻抗密封封接。整套實驗單次封接穩定維持四十分鐘以上，操作人員依托懸掛式搖桿可全程將手臂放置臺面，連續開展六至八組樣本操作不會產生明顯手腕酸脹。

落地成效

油壓結構消除機械間隙回彈帶來的封接破損問題，神經元高阻封接成功率由原先 42% 提升至 78%；單日有效電生理數據采集組數提升一倍，大幅縮短課題樣本積累周期。設備適配左右手無差別操作，課題組多名輪換操作人員均可快速上手，統一設備調校標準，保證多批次實驗數據波動區間收窄，最終依托穩定采集數據產出多篇神經環路相關學術論文。

二、生物制藥企業新藥細胞藥理篩選應用案例

案例背景

國內中型生物制藥企業研發部門開展新型靶向神經保護候選藥物前期體外藥效篩查，需要在離體原代大鼠皮層神經元細胞上完成定點微量給藥，同步記錄給藥前后離子通道電流變化。早期使用簡易手動操作裝置，點位偏移、給藥劑量不均一，平行樣本數據離散度偏大，難以精準區分不同濃度藥物的藥效差異，藥物初篩階段篩選效率偏低。企業采購三臺 MMO-4 機械手搭建平行細胞給藥觀測工位，配套氣壓顯微注射泵構建一體化細胞藥理實驗體系。

實操落地流程

每臺 MMO-4 獨立適配一臺倒置熒光顯微鏡，萬向節夾具夾持專用給藥玻璃微針，利用三軸分檔位移功能，粗調檔位快速切換不同細胞視野，微調檔位精準定位目標神經元細胞膜表層。給藥階段依靠油壓穩定鎖止點位，持續向細胞周邊施加恒定微量藥液，單次給藥時長可控，不會因手部發力抖動造成給藥劑量偏差。每日批量處理上百個細胞樣本，操作人員分時段輪班操作，懸掛搖桿人體工學設計緩解長時間精細操作疲勞。

落地成效

平行樣本間藥效數據離散度顯著降低，可清晰區分梯度濃度候選藥物對離子通道的調控作用；設備可多臺并排布設，同步開展多組對照給藥實驗，新藥初篩周期縮短三分之一。整機模塊化配件損耗件可單獨替換，無需更換整套機械手，企業長期設備運維物料開銷得到控制，支撐多款候選藥物快速完成細胞層面藥效初篩。

三、生殖醫學實驗室模式動物受精卵顯微注射案例

案例背景

區域三甲醫院附屬生殖醫學實驗室承接轉基因小鼠模型構建業務，需要對二細胞期小鼠受精卵開展外源基因 mRNA 顯微注射。傳統傳動操作器穿刺卵胞質時震動偏大，卵膜撕裂、受精卵失活比例高，批量制備轉基因胚胎的有效成活占比偏低，模型交付周期難以匹配合作課題組需求。實驗室引入 MMO-4 油壓顯微機械手搭配配套 HD-21 雙通道夾具，同時實現注射與胚胎活檢同步操作。

實操落地流程

將 MMO-4 安裝于倒置顯微鏡，更換雙通道萬向夾具，一側夾持注射針、一側配套活檢吸取毛細管。粗調檔位將針尖移動至受精卵培養滴區域，微調檔位以平緩油壓推力刺入卵胞質內部，完成微量核酸藥液推送后緩慢回撤針尖；同一視野內可切換活檢通道，對胚胎卵裂球開展微量細胞取樣活檢。油壓傳動弱化瞬時機械沖擊，降低卵膜大面積破損概率，操作人員單日可完成兩百枚以上受精卵注射作業。

落地成效

注射后受精卵正常發育至囊胚階段的比例由原先 35% 提升至 61%，轉基因陽性胚胎產出數量明顯上漲，可穩定承接多批次動物模型定制訂單。單臺設備兼顧注射與活檢兩道工序，無需額外采購專用活檢設備，壓縮實驗室儀器采購投入；搖桿左右手通用，新入職實驗員僅需半天實操練習即可獨立完成批量注射作業，降低人員培訓時間成本。

四、農林水產實驗室斑馬魚胚胎基因編輯應用案例

案例背景

農業高校水產育種課題組針對斑馬魚幼魚開展發育調控基因敲除實驗，需要對單細胞期斑馬魚受精卵實施靶向顯微注射。斑馬魚卵膜韌性偏弱，微小機械震動就會造成胚胎裂解，此前使用電動機械手存在電壓波動帶來的點位抖動，胚胎報廢量居高不下。課題組選用 MMO-4 油壓機械手搭建水生生物胚胎顯微注射平臺。

實操落地流程

適配倒置體視顯微鏡完成機架安裝，油路提前做恒溫靜置消除氣泡干擾，微調檔位以低推進速率把控針尖刺入力度，順著受精卵卵膜弧度平緩推入胞質完成基因編輯載體注射。整套設備無電控線路排布，不會出現電壓波動引發的針尖抖動；懸掛機架懸空排布，不會擠壓承載胚胎的培養皿，規避臺面形變造成的受精卵整體移位。實驗全程可連續批量處理數百枚水生受精卵，中途僅需短暫清理夾具碎屑即可持續作業。

落地成效

斑馬魚受精卵注射后存活孵化比例大幅提升，可穩定獲取足量基因編輯幼魚用于水產發育性狀觀測；油壓驅動無需配套穩壓電源，實驗室常規防震臺面即可滿足精度需求，無需加裝高階防震平臺，降低實驗室配套硬件投入；設備適配魚類、爪蟾等多類水生模式生物胚胎操作，一套設備可支撐多條育種課題并行開展。

五、腦科學研究所離體腦片灌流給藥干預案例

案例背景

專業腦科學研究所離體神經電生理平臺，依托小鼠海馬離體腦片開展神經遞質局部給藥實驗，腦片離體后活性維持窗口有限，微小機械擾動會快速造成神經元凋亡，對操作設備點位穩定性、低震動性能要求嚴苛。研究所批量采購 MMO-4 三軸油壓機械手用于腦片靶向微量給藥操作。

實操落地流程

將 MMO-4 機架固定于灌流槽側邊顯微鏡支架，微針夾持于萬向夾具，粗調檔位切換腦片不同分區視野，微調檔位緩慢貼近腦片表層目標神經元區域，依靠油壓點位鎖止性能長時間維持給藥針尖坐標，持續施加微量神經遞質藥液。油壓傳動運行全程震動幅度微弱，不會破壞腦片脆弱的離體組織結構；三軸獨立微調可精準適配腦片表層凹凸形態，靈活調整給藥切入高度與橫向位置。

落地成效

離體腦片給藥后活性維持時長提升一倍，可完整記錄給藥前后神經元長時間電生理信號變化；單套設備適配不同厚度、不同腦區切片樣本，無需更換整機設備，適配研究所多細分方向腦科學實驗需求；設備油路滲漏故障發生率低，全年僅需開展兩次基礎油路養護，大幅減少設備停機檢修占用實驗工時。

六、通用配套拓展改造應用案例（加裝四維拓展組件）

案例背景

多家綜合類生命科學科研平臺同時開展胚胎注射、多角度腦組織穿刺兩類實驗，常規三軸機械手缺少傾角調節維度，復雜斜向穿刺實驗需要反復拆裝設備調整樣本擺放角度，操作流程繁瑣。實驗室在 MMO-4 基礎上加裝 MMO-220A 單軸油壓拓展組件，升級為四維操控體系。

拓展改造與實操效果

僅更換末端萬向節轉接配件即可加裝第四軸傾角調節單元，無需改動整機懸掛機架、油路主體結構，改造流程簡易，半天內即可完成裝配調試。改造后的設備保留原三軸油壓順滑無回彈優勢，新增傾角軸可自由調整微針刺入樣本的傾斜角度，同時兼顧常規三軸平面操作與多角度斜向穿刺需求。單臺設備可覆蓋胚胎注射、在體腦深部給藥、離體組織多角度給藥多類實驗，減少實驗室儀器采購數量，優化實驗臺面空間利用率，一套設備滿足課題組多方向課題同步開展需求。

七、各案例共性設備適配優勢總結

全部落地案例中，MMO-4 三軸懸掛油壓機械手的核心性能優勢均得到體現：油壓介質傳動消除齒輪、鋼絲結構的回程回彈與點位漂移，適配所有需要長時間定點夾持、高精度微量穿刺的微觀實驗；懸掛式搖桿人體工學結構，大幅緩解操作人員批量作業肢體疲勞，適配單日大批量樣本處理工況；標準化機架、萬向夾具、拓展配件體系，可靈活搭配顯微鏡、立體定位儀、雙通道活檢組件、四維拓展軸等外設，適配高校、藥企、醫療機構、育種實驗室多類不同規模、不同研究方向的科研場景；模塊化損耗件可單獨替換，整機長期運維成本可控，兼顧短期批量實驗與長線基礎科研課題的使用需求。

日本NARISHIGE成茂三軸懸掛搖桿油壓顯微操作機械手MMO-4的的應用案例

一、高校神經科學實驗室在體膜片鉗記錄應用案例

案例背景

實操落地流程

落地成效

二、生物制藥企業新藥細胞藥理篩選應用案例

案例背景

實操落地流程

落地成效

三、生殖醫學實驗室模式動物受精卵顯微注射案例

案例背景

實操落地流程

落地成效

四、農林水產實驗室斑馬魚胚胎基因編輯應用案例

案例背景

實操落地流程

落地成效

五、腦科學研究所離體腦片灌流給藥干預案例

案例背景

實操落地流程

落地成效

六、通用配套拓展改造應用案例（加裝四維拓展組件）

案例背景

拓展改造與實操效果

七、各案例共性設備適配優勢總結

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提示

日本NARISHIGE成茂三軸懸掛搖桿油壓顯微操作機械手MMO-4的的應用案例

一、高校神經科學實驗室在體膜片鉗記錄應用案例

案例背景

實操落地流程

落地成效

二、生物制藥企業新藥細胞藥理篩選應用案例

案例背景

實操落地流程

落地成效

三、生殖醫學實驗室模式動物受精卵顯微注射案例

案例背景

實操落地流程

落地成效

四、農林水產實驗室斑馬魚胚胎基因編輯應用案例

案例背景

實操落地流程

落地成效

五、腦科學研究所離體腦片灌流給藥干預案例

案例背景

實操落地流程

落地成效

六、通用配套拓展改造應用案例（加裝四維拓展組件）

案例背景

拓展改造與實操效果

七、各案例共性設備適配優勢總結

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提示

二、生物制藥企業新藥細胞藥理篩選應用案例

三、生殖醫學實驗室模式動物受精卵顯微注射案例

六、通用配套拓展改造應用案例（加裝四維拓展組件）

七、各案例共性設備適配優勢總結