[发明专利]一种高活力精子优选方法及其优选平台与制备方法

说明书

本发明公开一种高活力精子优选方法及其优选平台与制备方法，通过结合叉指换能器与微流通道，搭建声微流控平台，将叉指换能器提供的表面声波作用于微流通道内部，利用两级叉指换能器提供的声捕获力分别实现低活力精子的捕获过滤与高活力精子的暂存，并最终通过关闭第二级叉指换能器的信号输入以实现高活力精子的收集；本发明所述优选方法可以无损地捕获与存储精子，避免精子常规优选方法导致的DNA过氧化损伤、断裂，及精子质量降低等问题，实现高通量、自动化、无损的高活力精子筛选与收集；所述优选平台改善了传统方法中所需的较长分选时间与繁琐人工操作，并且能够实现声微流控平台的重复使用，进一步提升了临床实用价值。

技术领域

本发明属于辅助生殖技术领域，具体涉及一种高活力精子优选方法及其优选平台与制备方法

背景技术

微流体技术是一种快速发展的工具，使研究人员能够对微尺度环境进行前所未有的控制。微流体技术正被用于众多领域，包括生物学、材料科学、医学、化学和物理科学。在微通道内工作，研究人员可以高分辨率操纵他们感兴趣的微小物体对象。小尺寸和小体积的系统还有许多其他关键优势，包括便携性、低成本、快速原型制作、更容易自动化以及能够使用有限的样本大小和试剂。因此，微流控研究和应用在过去20年中得到了极大的发展。

微流控主要是指在微米尺度空间上对一种或多种流体进行主动或被动操作的一种新型技术，该技术可将化学、生物等实验室的基本功能缩小到一个几平方厘米的芯片上，因此又被称为芯片实验室。该技术在药物发现、组织工程和纳米技术等领域也显现出了巨大的潜力，使得成千上万的药物、基因或化学样品可在芯片实验室平台上实现快速分析和处理。

声表面波技术在微流控技术中的应用是一个热门的发展方向；其中，依靠在压电基底上制作叉指换能器的方法，实现了声表面波操纵微小颗粒等目的。在微通道流体中微粒受到力主要有重力、浮力、声辐射力和斯托克斯力；其中，主要作用力—声辐射力，其主要的影响因素是声表面波频率的大小和微粒本身的大小；所以当声表面波频率变大时，微粒所受到的声辐射力也会变大。

男性不育症发病率占不孕不育症整体的40％，主要表现为无精子症、少弱精子症和畸形精子症等。如何在男性的精液样品里筛选出高活力的优质精子对改善和解决男性不育问题具有重要意义。

目前临床上的精子优选方法仍以“精子上游法”和“密度梯度离心法”为主。前者是利用精液中精子上游到培养液上层的能力差异来分离筛选优质精子；后者是根据正常精子与非正常精子在运动能力、运动轨迹和密度等方面的差异，通过离心筛选获得优质精子。这两种方法虽然可筛选出形态和活动力俱佳的精子，但存在分选时间长、离心操作多等不足，且密度梯度离心处理易造成精子DNA过氧化损伤和断裂，降低精子质量，影响受精成功率。虽有能精准评估精子损伤情况的染色评估方法(如精子染色质结构分析，彗星试验等)，但染色操作也意味着精子无法再用于与卵细胞进行受精。

因此临床亟需发展优质精子的无损评估筛选技术，进而提高男性因素辅助生殖技术的成功率。近年来，研究人员针对现有优质精子筛选方法存在的不足持续开展深入研究，着力发展可无损、客观筛选高活力优质精子的新方法。

发明内容

本发明公开一种高活力精子优选方法及其优选平台与制备方法，通过结合叉指换能器与微流通道，搭建声微流控平台，将叉指换能器提供的表面声波作用于微流通道内部，利用两级叉指换能器提供的声捕获力分别实现低活力精子的捕获过滤与高活力精子的暂存，并最终通过关闭第二级叉指换能器的信号输入以实现高活力精子的收集。

本发明的技术方案如下：

本发明的目的之一在于提供一种高活力精子优选方法，使用信号发生器将射频信号作用于优选平台的两级叉指换能器中，以产生两列平行的作用于微流通道内部的表面声波场，将精子样品从微流通道入口导入，通过调控输入射频信号产生声捕获力从而过滤低活力精子，暂存高活力精子，并通过关闭第二级叉指换能器的射频信号收集高活力精子。