[发明专利]一种集成精子获能、精子分选、体外受精和胚胎培养的微流控芯片及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种集成精子获能、精子分选、体外受精和胚胎培养的微流控芯片及其制备方法与应用，所述微流控芯片包括：集成式微流控芯片主体，包括基底、设于所述基底上的集成区，所述集成区包括依次设置并相连通的处理液进样池、处理液进样通道、精子富集及体外受精池、精子分选通道和精子获能池，所述精子富集及体外受精池的底部设有多个向内凹陷形成的卵细胞定位及胚胎培养单元；倾斜角度为5°～65°的倾斜底座，所述倾斜底座包括倾斜低端和倾斜高端，所述精子获能池位于所述倾斜低端，所述处理液进样池位于所述倾斜高端；在体外模拟精子选择微环境，优化精子选择过程，实现活性精子分选、体外受精和胚胎培养的集成。

技术领域

本发明涉及辅助生殖技术领域，特别涉及一种集成精子获能、精子分选、体外受精和胚胎培养的微流控芯片及其制备方法与应用。

背景技术

辅助生殖技术可以帮助不育不孕患者繁育后代，极大地促进人口的增长。然而，辅助生殖过程中一系列的体外操作导致生殖细胞受到损伤，使得辅助生殖技术成功率一直比较低。这不仅导致了大量生殖细胞的浪费，也对患者造成巨大的精神及经济压力。由于卵母细胞资源有限，优选精子及体外受精优化成为改善辅助生殖技术的关键突破口之一。

近年来，微流控芯片技术因其独特的优势被用于精子分选研究。基于微流控芯片技术的精子分选，能够有效提升活性精子分选效率。然而现有精子分选芯片分选得到的精子浓度有限，影响了体外受精的成功率。此外，目前临床上缺乏精子分选和体外受精一体化操作平台，复杂且耗时长的操作流程会导致精子机械损伤和氧化应激反应，进而影响受精卵质量。

因此，有必要研发集成精子获能、精子分选、体外受精和胚胎培养的微流控芯片。

发明内容

本发明目的是提供一种集成精子获能、精子分选、体外受精和胚胎培养的微流控芯片及其制备方法与应用，在体外模拟精子选择微环境，优化精子选择过程，实现活性精子分选、体外受精和胚胎培养的集成。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

在本发明的第一方面，提供了一种集成精子获能、精子分选、体外受精和胚胎培养的微流控芯片，包括：

集成式微流控芯片主体，包括基底、设于所述基底上的集成区，所述集成区包括：处理液进样池、处理液进样通道、精子富集及体外受精池、精子分选通道和精子获能池，所述精子富集及体外受精池的底部设有多个向内凹陷形成的卵细胞定位及胚胎培养单元；所述处理液进样池的底部通过所述处理液进样通道与所述精子富集及体外受精池的底部相连通，所述精子获能池的底部通过所述精子分选通道与所述精子富集及体外受精池的底部相连通；

倾斜底座，可拆卸连接于所述集成式微流控芯片主体的底部，所述倾斜底座包括倾斜低端和倾斜高端，所述精子获能池位于所述倾斜低端，所述处理液进样池位于所述倾斜高端；所述倾斜底座的倾斜角度为5°～65°。

进一步地，对于人类精子，所述集成精子获能、精子分选、体外受精和胚胎培养的微流控芯片的所述倾斜底座的倾斜角度为15°～25°。

进一步地，所述精子获能池的顶端的中部设有精子进样孔。

进一步地，所述处理液进样池的顶端的中部设有处理液进样孔，所述处理液进样池的高度为1～10mm。

进一步地，所述精子富集及体外受精池靠近处理液进样通道的一侧设有过滤网。

进一步地，所述卵细胞定位及胚胎培养单元为圆柱形或圆锥形或圆台形；所述卵细胞定位及胚胎培养单元的高度为100～1000μm。

进一步地，所述精子分选通道的宽度为0.5～5mm，长度为5～25mm，高度为50～500μm。

进一步地，所述处理液进样通道的宽度为0.5～5mm，长度为5～25mm，高度为50～500μm。