一种精子优选装置及其操作方法

技术领域

本发明涉及人工辅助生殖技术领域，尤其涉及一种精子优选装置及其操作方法。

背景技术

对精子的优选，是哺乳动物人工授精操作的重要前置工序。常用的精子优选方法是上游法，取精液原液或经稀释混匀处理过的原液，装入上游容器例如试管中，再往容器中缓慢装载额定容积的上游液，然后静置，或离心沉淀后静置，额定时间后吸取上游液面上层的精子悬液，完成操作。该方法可以称为精子的被动扩散上游法。

该操作方法由于上游液与精液原液存在成分差异，不可避免地会导致精子参杂，也就是说，活力不足的精子在操作过程中可能因为表面张力差异会参杂至上层液面，而被吸取利用，这样一来，就会使得精子优选不够准确。上游操作体系固有的液体对流运动，也是上游选择中精子参杂的主要原因。

发明内容

本发明实施例的目的是提供一种精子优选装置及其操作方法，精子优选装置沿水平方向依次设置标本区、缓冲区和收集区，避免了精子因为精子标本与缓冲液的成分差异形成的被动参杂，有效提高精子优选的准确性。

为实现上述目的，本发明实施例提供了一种精子优选装置，包括标本区、缓冲区和收集区，所述缓冲区设在所述标本区和所述收集区之间，所述缓冲区沿水平方向设有若干微通道，所述微通道的一端与所述标本区连通，另一端与所述收集区连通；所述标本区设有进样口，所述标本区用于装载待优选的精子标本；所述收集区设有取样口，所述收集区用于装载优选后的精子。

优选地，所述标本区和所述收集区均设有密封塞。

优选地，所述微通道的内径为10-1000μm。

优选地，所述标本区的容积为预设的额定容积。

优选地，所有微通道的容积之和等于所述额定容积。

优选地，所述缓冲区沿竖直方向分布有若干排所述微通道。

本发明另一实施例提供了一种如上述任一项所述的精子优选装置的操作方法，包括：

通过标本区的进样口或者收集区的取样口，往精子优选装置加入缓冲液，以使所述缓冲液充满标本区、缓冲区和收集区；

封闭所述取样口，维持所述取样口气密封闭状态，从所述标本区吸取掉预设容积的所述缓冲液，再往所述标本区加入对应预设容积的精子标本，开始计时，并封闭所述进样口，维持所述进样口气密封闭性状态，静置；

在预设时间后，吸取所述收集区内的收集液，完成精子优选。

优选地，所述封闭所述取样口，维持所述取样口气密封闭状态，具体包括：

利用密封塞盖住所述收集区的取样口，以使所述收集区形成气密状态。

优选地，所述封闭所述进样口，维持所述进样口气密性状态，具体包括：

利用密封塞盖住所述标本区的进样口，以使所述标本区形成气密状态。

优选地，所述在预设时间后，吸取所述收集区内的收集液，具体包括：

在预设时间后，打开所述收集区的密封塞，吸取所述收集区内的收集液。

与现有技术相比，本发明实施例所提供的一种精子优选装置及其操作方法，精子优选装置沿水平方向依次设置标本区、缓冲区和收集区，避免了精子因为精子标本与缓冲液的成分差异形成的被动参杂，有效提高精子优选的准确性。并且在操作过程中，利用密封塞堵住标本区的进样口和收集区的取样口，用固液界面替代常规上游操作中加入上游液时的气液界面，避免收集过程中标本池内容物对收集池内液体的参杂，使用静止微流道作为精子主动运动的通道，有效避免操作过程中的任何主动或者被动的精子参杂，把精子单向运动速率作为唯一的优选参数，符合生理规则，极大提高精子优选的准确性。

附图说明

图1是本发明一实施例提供的一种精子优选装置正视图的示意图；

图2是本发明一实施例提供的一种精子优选装置俯视图的示意图；

图3是本发明一实施例提供的一种微通道在缓冲区内俯视图的示意图；

图4是本发明一实施例提供的一种微通道在缓冲区内正视图的示意图；

图5是本发明一实施例提供的一种微通道在缓冲区内侧视图的示意图；

图6是本发明一实施例提供的一种精子优选装置的操作方法的流程示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参见图1和图2，是本发明实施例1提供的一种精子优选装置的正视图和俯视图，所述精子优选装置包括标本区1、缓冲区3和收集区2，所述缓冲区3设在所述标本区1和所述收集区2之间，所述缓冲区3沿水平方向设有若干微通道微通道，所述微通道的一端与所述标本区1连通，另一端与所述收集区2连通；所述标本区1设有进样口，所述标本区1用于装载待优选的精子标本；所述收集区2设有取样口，所述收集区2用于装载优选后的精子。

具体地，精子优选装置包括标本区1、缓冲区3和收集区2，缓冲区3设在标本区1和收集区2之间，也就是说，标本区1、缓冲区3和收集区2沿水平方向依次设置，缓冲区3一端连接标本区1，另一端连接收集区2。缓冲区3沿水平方向设有若干微通道，微通道的一端与标本区1连通，另一端与收集区2连通，即微通道为直管。微通道主要起到静止微流道的作用，成为精子在优选过程中的主动运动通道，有效避免操作过程中的任何主动或被动的参杂。同时，把精子单向运动速率作为唯一的优选参数，也符合生理规则。标本区1设有进样口，标本区1用于装载待优选的精子标本，即通过进样口可以往标本区1加入或取出操作需要的液体，例如加入待优选的精子标本。收集区2设有取样口，收集区2用于装载优选后的精子，同样地，通过取样口可以往收集区2加入或取出操作需要的液体，例如取出优选后的精子。

本发明实施例1通过提供一种精子优选装置，沿水平方向依次设置标本区、缓冲区和收集区，避免了精子因为精子标本与缓冲液的成分差异形成的被动参杂，有效提高精子优选的准确性。

作为上述方案的改进，所述标本区1和所述收集区2均设有密封塞。

具体地，标本区1和收集区2均设有密封塞。设置密封塞，是为了使装置形成气密状态，避免大气压的差异导致的被动参杂，即用固液界面替代常规上游法中加入上游液时的气液界面，可以避免样本加入操作中的逆流污染和参杂。

另外，值得注意的是，在本发明中，标本区1和收集区2的高度设置为一致，并且进样口和取样口的设置高度也统一，这样一来，当缓冲液充满标本区1和收集区2时，标本区1和收集区2的液面高度一致，从而可以避免由于标本区1和收集区2两侧的大气压差而导致精子被动参杂，巧妙地利用大气压力原理实现精子优选。

作为上述方案的改进，所述微通道的内径为10-1000μm。

具体地，微通道的内径为10-1000μm，即微通道为毛细管，能利用毛细管效应，收获优选精子。同时微通道具有一定的长度，如果精子的活力不足，就很难从标本区1游到收集区2。缓冲区3设置微通道，也是契合精子的生理特征。实验证实，哺乳动物精子的运动方式是头尾呈螺旋体形态的轴向进动，运动方向对流体扰动不敏感，易保持直线运动。

作为上述方案的改进，所述标本区1的容积为预设的额定容积。

具体地，标本区1的容积为预设的额定容积，这是为了方便实验操作。因为一般地，精子优选都是取一定量的精子标本进行实验。标本区1的容积直接设置为需要的额定容积，在实验操作时，就不用再量取精子标本的体积，使实验更方便快捷。

作为上述方案的改进，所有微通道的容积之和等于所述额定容积。

具体地，所有微通道的容积之和等于额定容积。一般地，微通道的容积之和大于或等于标本区1的容积，这样才能保证标本区1的精子有足够的空间游到收集区2，排除游动空间的不足对实验结果的影响。

作为上述方案的改进，所述缓冲区3沿竖直方向分布有若干排所述微通道。

具体地，缓冲区3沿竖直方向分布有三排微通道，每排微通道包括十条微通道，即微通道在缓冲区3中排列成三行十列，具体参见图3、图4和图5，图3、图4和图5分别是本发明该实施例提供的一种微通道在缓冲区内的俯视图、正视图和侧视图。

参见图6，是本发明实施例2提供的一种精子优选装置的操作方法的流程示意图，所述方法包括步骤S1至步骤S3：

S1、通过标本区1的进样口或者收集区2的取样口，往精子优选装置加入缓冲液，以使所述缓冲液充满标本区1、缓冲区3和收集区2；

S2、封闭所述取样口，维持所述取样口气密封闭状态，从所述标本区1吸取掉预设容积的所述缓冲液，再往所述标本区1加入对应预设容积的精子标本，开始计时，并封闭所述进样口，维持所述进样口气密封闭性状态，静置；

S3、在预设时间后，吸取所述收集区2内的收集液，完成精子优选。

具体地，通过标本区1的进样口或者收集区2的取样口，往精子优选装置加入缓冲液，以使缓冲液充满标本区1、缓冲区3和收集区2。该步骤可以称为缓冲液装载操作。因为标本区1、缓冲区3和收集区2是连通的，所以往标本区1的进样口或者收集区2的取样口加入缓冲液都可以。

在完成缓冲液装载操作后，需要将取样口进行密封，以保证优选精子的活性，所以要关闭取样口，维持取样口气密封闭状态。之后，从标本区1吸取掉预设容积的缓冲液，再往标本区1加入对应预设容积的精子标本，开始计时，并封闭进样口，维持进样口气密封闭性状态，静置。该步骤可以称为原液装载操作。从标本区1吸取掉预设容积的缓冲液，指的是从标本区1吸取预设容积的缓冲液，然后倒掉。当标本区1的容积为预设容积时，即将标本区1的所有缓冲液都吸取掉。优选地，预设容积为额定容积。当吸取掉缓冲液后，往标本区1加入同样容积的精子标本，然后等待精子的自由运动，此时为了保证精子的活性，同样需要将进样口进行封闭，维持进样口气密封闭性状态进行静置。

在预设时间后，吸取收集区2内的收集液，完成精子优选。该步骤可以称为优选精子收集操作。优选地，吸取收集区2内的收集液时，将收集区2内所有收集液都吸取出来，这样得到的精子数量可以对应到预设容积的精子标本和预设时间，实现数据量化。

整个实验概括来说，就是先装载收集液，建立液体缓冲区3和通道，再装载标本，计时，按照规定的时间收获优选精子。

作为上述方案的改进，所述封闭所述取样口，维持所述取样口气密封闭状态，具体包括：

利用密封塞盖住所述取样口，以使所述收集区2形成气密状态。

具体地，在维持取样口的气密性的措施上，本发明该实施例利用密封塞进行密封。当往精子优选装置装入缓冲液，充满标本区1、缓冲区3和收集区2之后，利用密封塞盖住收集区2的取样口，以使收集区2形成气密状态。之后，才从标本区1吸取预设容积的缓冲液，加入精子标本。

作为上述方案的改进，所述封闭所述进样口，维持所述进样口气密性状态，，具体包括：

利用密封塞盖住所述进样口，以使所述标本区1形成气密状态，静置。

具体地，为了用固液界面替代常规上游操作中加入上游液时的气液界面，利用密封塞盖住标本区1的进样口，以使标本区1形成气密状态，静置。此时精子优选装置全部密封完毕，精子就在气密状态下自主运动，完全不受大气影响。

作为上述方案的改进，所述在预设时间后，吸取所述收集区2内的收集液，具体包括：

在预设时间后，打开所述收集区2的密封塞，吸取所述收集区2内的收集液。

具体地，在预设时间后，打开收集区2的密封塞，此时不用打开标本区1的密封塞，仍然维持标本区1的气密状态，然后吸取收集区2内的收集液。优选地，将收集区2的收集液全部吸取出来。

综上，本发明实施例所提供的一种精子优选装置及其操作方法，精子优选装置沿水平方向依次设置标本区、缓冲区和收集区，避免了精子因为精子标本与缓冲液的成分差异形成的被动参杂，有效提高精子优选的准确性。并且在操作过程中，利用密封塞堵住标本区的进样口和收集区的取样口，用固液界面替代常规上游操作中加入上游液时的气液界面，避免收集过程中标本池内容物对收集池内液体的参杂，使用静止微流道作为精子主动运动的通道，有效避免操作过程中的任何主动或者被动的精子参杂，把精子单向运动速率作为唯一的优选参数，符合生理规则，极大提高精子优选的准确性。本发明是通过控制精子悬液的聚集形态，利用精子泳动的特有方式，建立精子单向运动的微小流道，选择泳动速率高的精子，完全避免精子优选过程中的参杂。同时该装置也可以执行对极低密度精液标本的精子选择，并以接近生理环境的操作过程达到控制优选精子质量的目标。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。