佛罗里达大西洋大学(Florida Atlantic University)的阿夫鲁兹·阿塔伊(Afrouz Ataei)正在研发一种速度更快、成本更低、对DNA损伤更小的微型芯片设备,这种设备可以让精子彼此竞争,这可能有助于提高未来试管婴儿的成功率。
本周,Ataei在波士顿举行的美国物理学会3月会议上展示了她的设备对精子进行分类的健康数据,她还将参加描述这项工作的新闻发布会。在这篇新闻发布的最后,还包含了登录查看和远程提问的信息。
阿塔伊说:“体外临床程序的一个重要组成部分是从精液中分离出具有活动能力和形态正常的活精子。”
然而,传统的快速精子分类方法包括离心和几个高速、重力诱导的旋转步骤,这些步骤会破坏精子头部包裹的脆弱DNA。用这种方式受损的精子受精的卵子不太可能发育成可植入子宫的活胚胎。
在35岁以下的女性中,只有21.5%的机会进行一轮体外受精,或IVF,从而实现足月活产。在美国,每轮试管受精的平均成本为1万至1.5万美元,这使得提高试管受精成功率成为许多遭遇生育问题的夫妇经济和情感健康的关键。
Ataei的设备能够在没有任何破坏性离心步骤的情况下选择速度更快的游泳者。相反,她的装置利用的是观察到精子以一定的流速逆流而上。该微芯片的设计目的是诱导流体静压,在不使用其他设备的情况下产生液体流动。
Ataei说:“没有其他设备能以这种方式产生流量,而我们的设备更容易使用。”
未经处理的精液样本被注射到芯片的入口,直到它充满了较低的微腔,精子逐渐逆流而上。如果精子适应得足够快,它们就能通过作为终点线的超薄膜过滤器,进入顶腔。Ataei分析了获胜者的健康数据。
阿塔伊说:“45分钟后,我们从上面的提取室收集样本,开始观察和分析精子的速度,它们是否有DNA碎片,以及与目前离心等方法相比,碎片的比例是多少。”“我们发现,在特定的流速下,精子的活动性最强,活动力最强。”
“我认为这个装置有临床应用的潜力,”Ataei补充说。
佛罗里达大西洋大学的研究小组正在继续优化微流控装置,希望能在精子申请专利之前,提高精子在顶部腔室中的浓度。