用于精子活力筛选的微流控芯片设计与优化

目的 对微流控芯片微管道的深度和筛选时间进行优化,构建有效的精子活力筛选器件.方法 设置深度分别为25、50、100、200 μm的微管道,在管道入口池分别加入2.5μl小鼠精子悬液,比较不同深度管道的出口池中精子活力和精子相对数量的差异.选取最适深度的芯片用于筛选时间的优化,分别在加入小鼠精子后5、15、30、60 min记录出口池的精子相对数量和精子活力,比较不同筛选时间所得到的精子活力和精子相对数量的差异,以寻找最适的筛选条件.结果 深度为25、50、100、200μm的4组管道出口池中精子活力分别为(85.4±2.3)%、(85.8±5.8)%、(87.2±2.8)%、(76.5±2.8)%,差异有统计学意义(F=5.8,P＜0.05),在深度为25～100μm的3组管道之间变化不明显,而在深度为200 μm管道中该指标明显下降;4组不同深度管道出口池中的精子相对数量分别为(5.2±2.0)%、(7.2±2.5)%、(12.3±2.0)%、(7.7±1.1)%,差异有统计学意义(F=6.9,P＜0.05),在25～100 μm范围内随深度的增加而增大,在100μm深度时达到最大值,管道深度增至200 μm时该指标反而下降,综合考虑精子相对数量和活力2项指标,100μm深度的管道为精子活力筛选的最适管道.加入精子后5、15、30、60 min,出口池中精子活力逐渐下降,分别为(99.6±0.7)%、(87.2±2.8)%、(79.3±2.2)%、(62.6±8.0)%,差异有统计学意义(F=37.3,P＜0.01);而出口池中精子相对数量在此过程中提高,分别为(5.8±1.1)%、(10.6±0.9)%、(12.1±1.7)%、(17.9±3.4)%,差异有统计学意义(F=17.8,P＜0.01),加入精子后15～30 min是理想的精子活力筛选时间.结论 本研究对微流控芯片管道的深度和筛选时间进行了优化,构建了有效的精子活力筛选器件,为在芯片上实现健康精子的筛选奠定了基础.     

基于微管道的精子活力与化学趋向性筛选装置

目的 精子筛选是IVF的一项关键步骤.目前临床上使用上游法来挑选有活力的精子进行后续操作.然而,除了活力以外,其他参数如顶体反应能力、化学趋向性、温度趋向性等也是精子健康的重要指标.为了同时筛选精子的活力和化学趋向反应,我们设计并制作了一款微器件,使用直管道连接双分叉管道来模拟女性生殖道.方法 我们对直管道的长度和宽度进行优化来筛选活力精子.我们有选择性地将卵丘细胞种植在双分叉管道的其中一侧来形成化学梯度.我们用游向不同分叉管道的精子数量比例来表征精子的化学趋向性.结果 长7 mm、宽1 mm的管道可将精子活力从(58.5±3.8)%提高到(82.6±2.9)%.我们的试验证实约有10%的精子具有化学趋向能力,这一比例和以往的研究相一致.结论 我们第一次在微装置上同时实现了精子活力和化学趋向性的评估,具有良好活力和化学趋向能力的精子可以被富集出来以改善后续IVF的结果.