顯微操縱器，具有精密的傳動和機械結構，可完成人手不能從事的精細運動的操作。主要應用于膜片鉗實驗、顯微注射類實驗及機械定位等場景。根據顯微操縱器控制移動的方式，一般分為手動、電動顯微操縱器。手動模式由于精度多為微米級別，且難以穩定控制移動速度，因此使用場景比較受限。相比之下，電動模式穩定性高，精度可以控制幾十到幾百納米范圍內，而且對環境要求相對比較低。
 

為什么電動模式可以實現穩定性高、精度高？
因為電動模式中多使用步進電機驅動。步進電機是一種直接將電脈沖轉化為機械運動的機電裝置，通過控制施加在電機線圈上的電脈沖順序、頻率和數量，可以實現對步進電機的轉向、速度和旋轉角度的控制。在不借助帶位置感應的閉環反饋控制系統的情況下，使用步進電機與其配套的驅動器共同組成的控制簡便、低成本的開環控制系統，可以實現精確的位置和速度控制。

現在常用的步進電機主要分為三類，包括反應式步進電機（VR）、永磁式步進電機（PM）、混合式步進電機（HS），其特點各不相同。

1）永磁式步進電機：一般為兩相，轉矩和體積較小，永磁式步進電機的轉子用永磁材料制成，轉子的極數與定子的極數相同。特點是動態性能好、輸出力矩大，但這種電機精度差，步矩角大，一般為7.5度或15度；

2）反應式步進電機：一般為三相，可實現大轉矩輸出，定子上有繞組、轉子由軟磁材料組成。結構簡單、成本低、步距角小，一般為1.5度、但動態性能差、噪聲、振動都很大，可靠性難保證。反應式步進電機的轉子磁路由軟磁材料制成，定子上有多相勵磁繞組，利用磁導的變化產生轉矩；

3）混合式步進電機：指混合了永磁式和反應式的優點。其定子上有多相繞組、轉子上采用永磁材料，轉子和定子上均有多個小齒以提高步矩精度。其特點是輸出力矩大、動態性能好，步距角小，但結構復雜、成本相對較高。它又分為兩相和五相：兩相步進角一般為1.8度而五相步進角一般為 0.72度。

下圖生動的演示了兩相步進電機的工作原理：其轉子有50齒，而定子只有48齒，分為8個主極。如果將這8個主極分為4對，我們會發現其中1對定子與轉子的齒牙是完全對齊的，一對定子與轉子的齒牙是錯牙的，另外兩組的定子與轉子的齒牙則是半對齊的。當給定子一個脈沖信號時，定子磁場發生變化，轉子就會輕微移動以便與定子齒位對齊，在全驅動情況下，每次移動都是一個凹齒或者凸齒的一半，這個角度就是1.8度。如果是半步驅動的話，角度會進一步減小，也就是0.9度。

MM-500電動顯微操縱器

MM-500電動顯微操縱器，采用兩相混合式步進電機，搭配軟件操作。通過精巧的設計，可實現納米級移動精度，而且可承載更大的負載。例如可承載R-480玻璃微電極注射泵（約160g）或KDS Legato 130微量注射泵（約500g），再搭配MP-500微電極拉制儀形成納升級與微升級顯微注射解決方案，完成對斑馬魚、線蟲等胚胎、幼體的超精細顯微注射。