男性生育力评估新方法：凝胶微流控芯片检测精子活力

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受精是卵子和精子融合为一个合子的过程。在这个过程中，精子的质量起到了尤为主要的感化，当前的男性生育力诊断测试首要经由研究精子的浓度、总体积和活力来评估。然则，精子的其他特征，如它的趋化能力，同样会影响受精的或者性。科学家发现人卵泡液含有可引起精子趋化性的物质，如卵泡液首要成分之一的孕酮。 （自媒体久久自媒体）

（本文来自www.jj00.com）

近年来，科学家已经起头使用微流控设备来研究精子的趋化性，，现有的大多微流控设备是基于流体的设备，固然具有精巧的可控性和不乱性，但需要泵来驱动流体举止，这或者会影响精子的运动能力。是以，如今亟需斥地一种能够快速识别出精子趋化行为中的细微不同的无泵微流控设备。

近期，荷兰特文特大学的研究人员介绍了一种简洁、易于制造的无泵微流控芯片，以评估精子的趋化回响，该芯片由明胶/琼脂糖夹杂水凝胶制成，不光可轻松量化芯片中微小的行为差别，同时又可以快速判定出精子趋化行为中小的但可重现的差别。研究人员进行了公猪精子的趋化性实验，发现游入右侧腔室（高孕酮）的公猪精子数量比左侧（低孕酮）高，证实了该设备能够进行生育力检测，将有助于更周全地认识一小我的生育能力。相关论文以“Flow-FreeMicrofluidicDeviceforQuantifyingChemotaxisinSpermatozoa”为题，揭橥在《AnalyticalChemistry》。

双浇铸法制备水凝胶芯片

微流体芯片由水凝胶经由双重浇铸方式制成。如图1所示，研究人员在SolidWorks中设计了用于芯片的阳模，并在3D打印机上打印；然后将聚二甲基硅氧烷（PDMS）倒入图2所示的3D打印的模具中，在60°C下固化获得阴模；再将水凝胶溶液倒入PDMS模具中使其固化；然后从水凝胶上冲入和冲出孔，再填充缓冲液和孕酮溶液并引入精子；最后将水凝胶粘结到载玻片上以防止泄露。

模具包含简洁的半3D构造，构造巨细适合3D打印，也能够进行微加工，从而使建造过程快速简洁。双浇铸方式还意味着能够从一个主模中建立很多模具，制造成本更低，而且能够大规模批量生产。

图1.芯片设计道理图

图2.芯片地建造过程

优化芯片成分研究人员对精子进行了三种分歧凝胶（纯琼脂糖、纯明胶、明胶/琼脂糖夹杂）的生存力剖析。究竟表明，纯琼脂糖上的精子的活力下降幅度最大；纯明胶对精子活力的影响最小，但明胶构造在37°C下熔化，这是模拟生理前提的最佳温度；是以，选择琼脂糖和明胶的夹杂物，这种夹杂形式既能够确保构造的完整性，与纯琼脂糖比拟又能够按捺精子灭亡。浓度梯度的形成

随后，研究人员研究了芯片中化学梯度的形成，使用荧光素钠盐溶液作为孕酮的模型，因为其分子量相似，是以具有相似的扩散性。究竟如图3所示，两小时摆布起头形成不乱的梯度；两小时后能够看到精子通道中梯度的线性斜率，至少在20分钟内连结在其初始斜率的2.5％以内。

图3.荧光素扩散梯度随时间的转变

趋化性测试水凝胶芯片中竖立化学梯度后，研究人员用1µM与卵丘细胞四周浓度沟通的孕酮溶液测试公猪精子的趋化性。将趋化比界说为趋化性的精子数除以向反偏向移动的精子数，值>1表明具有化学吸引力；<1表明具有化学排斥力；=1透露没有回响。究竟如图4所示，露出于孕酮梯度的细胞，其趋化比高达1.41，而对照组仅有1.09，表明与其他研究比拟，研究人员制备的这种芯片可以更好地测试精子的趋化性。

图4.公猪精子的趋化比率

本篇文章中，研究人员设计了一种邮票巨细的微流控芯片，以测试精子的趋化回响，该芯片采器具有生物相容性和可在生物学温度下工作的明胶/琼脂糖夹杂水凝胶制成，芯片易于把持，同时能够快速识别出精子趋化行为中微小但可重现的差别，并经由实验证实了该设备可以研究精子的趋化行为，有望为研究其他化学物质的这种感化摊平道路，以便更好地从基本上懂得指导机制。

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原文链接：

https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.analchem.9b05183

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