CN110172390A - 一种高活力***筛选微流控装置 - Google Patents

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    • B01L3/502707—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures by integrated microfluidic structures, i.e. dimensions of channels and chambers are such that surface tension forces are important, e.g. lab-on-a-chip characterised by the manufacture of the container or its components
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Abstract

本发明公开了一种高活力***筛选微流控装置，包括筒体，所述筒体的内腔通过薄层环形壁分隔成内外两个腔室，且内腔室和外腔室为同心圆结构，内腔室置满***营养液，外腔室置有***样本，使***样本刚好覆盖内腔室上表面，本发明涉及生物技术领域。该高活力***筛选微流控装置，利用***上游和沿界面泳动特性，避免了现有辅助生殖技术过程中体外离心、洗涤等各种操作对***的潜在不利影响，结构设置紧凑合理，并可有效浓缩高活力***，可获得辅助生殖技术所需的高活力***，以大大提高体外受精的成功率，适用范围广，不仅适用于人类生殖如各医疗机构的生殖中心，而且适用于动物育种，人类生殖和动物育种中均可使用此装置。

Description

一种高活力***筛选微流控装置
技术领域
本发明涉及生物技术领域，具体为一种高活力***筛选微流控装置。
背景技术
世界范围内***不育的发病率约为15％-20％，而且有逐年递增趋势，据 WHO预测，在不久的将来，生殖健康问题将是继心脑血管疾病和肿瘤后，威 胁人类健康的第三大疾病，***不育发病率的增加，大大推动了辅助生殖技 术的发展，第一代试管婴儿技术——体外受精-胚胎移植技术(IVF-ET)自1978 年开展以来，给许多不育***夫妇带来了福音；第二代试管婴儿技术——卵 细胞质内单***注射(ICSI)技术和第三代技术——植入前遗传学诊断(PGD) 又进一步丰富和完善了辅助生殖技术，尽管如此，辅助生殖技术过程中许多 操作均可能造成***的损伤，最终导致胚胎不发育或流产，这也是导致试管 婴儿技术成功率难以超过50％的重要原因之一，这些有损伤的操作包括：精 子上游后的离心操作、密度梯度离心操作和分离液中某些成分的影响等，而 要避免这些操作的影响，对高活力***的筛选应尽可能避免离心操作而又起 到浓缩作用。
***发生与成熟异常最常见的表现为少***症和弱***症，但这些患者 总会有部分活力正常的***，实验室常用的分离优质***的技术为上游法和 密度梯度离心法，这些操作对优质***会造成损伤，而通过微流控芯片上小 孔深度差可达到自然筛选活力正常***的目的；筛选出的高活力***经过离 心浓缩，仍会对***造成损伤，而高活力***越过分隔层到达另一小容积腔 室时，可起自然浓缩的作用，避免离心操作，故通过此微流控装置可筛选高 活力***并进行浓缩，筛选出的***可直接进行体外受精(IVF)或***质 内单***注射(ICSI)。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种高活力***筛选微流控装置， 解决了现有的***筛选过程中不能避免***上游后的离心操作、密度梯度离 心操作和分离液中某些成分的影响操作对***造成损伤，无法保证***活性 的问题。
(二)技术方案
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种高活力***筛 选微流控装置，包括筒体，所述筒体的内腔通过薄层环形壁分隔成内外两个 腔室，且内腔室和外腔室为同心圆结构，本发明结构设置紧凑合理，利用精 子上游和沿界面泳动特性，避免了体外离心、洗涤等各种操作对***的潜在 不利影响，并可有效浓缩高活力***，利用此发明装置可获得辅助生殖技术 所需的高活力***，可以大大提高体外受精的成功率，此发明装置不仅适用 于人类生殖如各医疗机构的生殖中心，而且适用于动物育种。
优选的，所述内腔室置满***营养液，所述外腔室置有***样本，且使精 液样本刚好覆盖内腔室上表面，上游***到达外腔室顶端后沿界面泳动至内 腔室，将最终汇聚在内腔室。
优选的，所述内腔室半径为2.5mm，深度为20mm，所述外腔室环形净半 径为2mm，深度为20mm，所述内外腔室之间的薄层环形壁厚度为0.5mm， 高度为20mm，结构简单合理，易于实现。
优选的，所述***营养液为自行配制***营养液、商用Earle’s液或BWW 液中的一种或多种的组合，且***样本来自不育夫妇的男性患者。
优选的，所述***营养液在自行配制过程中，由以下组分组成：NaCl 0.721g、MgSO4·7H2O 0.247g、果糖1g、Na2HPO4 3.581g、KH2PO4 0.136g和纯净水1000ml， ***营养液组分合理，可以有效保证***的活力，效果好。
优选的，一种高活力***筛选微流控装置的制备方法，具体包括以下步骤：
S1、按微流控装置设计图制备镍基、单晶硅或玻璃阳模；
S2、将聚甲基丙烯酸甲酯PMMA片材按阳模尺寸裁剪成小片，洗净、烘 干；
S3、将步骤S2处理后的聚甲基丙烯酸甲酯PMMA片材装载至阳模上，压 紧；
S4、利用压片机在加热、加压下将PMMA封合12-15分钟，通水冷却至室 温；
S5、将步骤S4处理后的阳模进行脱模处理，即可得到带有通道的微流控 装置。
本发明所述的一种高活力***筛选微流控装置的制备方法，方法合理，应 用便捷，适合大规模工业化生产，生产成本低。
优选的，一种高活力***筛选微流控装置的工作方法，具体包括以下步骤：
T1、用去离子水冲洗内、外腔室后，于37℃烘箱中烘干；
T2、用加样器取***营养液灌装至内腔室，灌装总量为400μl；
T3、用加样器取混匀的***样本灌装至外腔室，灌装总量为1ml；
T4、同法取***营养液和另外三个混匀的***样本，分别灌装至其他三个 内外腔室；
T5、用密封膜封盖装置表面，即封盖4个内外腔室的开口，然后将装置水 平置于37℃湿盒中；
T6、1小时后吸除外腔室中***样本，并收集内腔室中含有高活力***的 ***营养液；
T7、此含高活力***的***营养液可直接用于体外受精或从中挑取***进 行***质内单***注射。
本发明所述的一种高活力***筛选微流控装置的工作方法，方法合理，应 用方便，可以在体外富集形态正常、DNA碎片化指数(DFI)低、活力好的精 子用于IVF或ICSI。
(三)有益效果
本发明提供了一种高活力***筛选微流控装置。与现有技术相比具备以 下有益效果：
(1)、该高活力***筛选微流控装置，通过利用***上游和沿界面泳动 特性，避免了现有辅助生殖技术过程中体外离心、洗涤等各种操作对***的 潜在不利影响，结构设置紧凑合理，并可有效浓缩高活力***。
(2)、该高活力***筛选微流控装置，通过利用同心圆结构内外腔室体 积的差异，可有效富集形态正常、DNA碎片化指数(DFI)低、活力好的*** 用于体外受精(IVF)或***质内单***注射(ICSI)，可获得辅助生殖技术 所需的高活力***，以大大提高体外受精的成功率。
(3)、该高活力***筛选微流控装置，适用范围广，不仅适用于人类生 殖如各医疗机构的生殖中心，而且适用于动物育种，人类生殖和动物育种中 均可使用此装置。
附图说明
图1为本发明微流控装置的俯视图；
图2为本发明微流控装置内部的正视图。
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做 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。
请参阅图1-2，本发明实施例提供三种技术方案：一种高活力***筛选微 流控装置，具体包括以下实施例：
实施例1
一种高活力***筛选微流控装置，包括筒体，所述筒体的内腔通过薄层环 形壁分隔成内外两个腔室，且内腔室和外腔室为同心圆结构，内腔室置满精 子营养液，所述外腔室置有***样本，且使***样本刚好覆盖内腔室上表面， 内腔室半径为2.5mm，深度为20mm，所述外腔室环形净半径为2mm，深度 为20mm，所述内外腔室之间的薄层环形壁厚度为0.5mm，高度为20mm，精 子营养液为自行配制***营养液，且***样本来自不育夫妇的男性患者，精 子营养液在自行配制过程中，由以下组分组成：NaCl 0.721g、MgSO4·7H2O0.247g、果糖1g、Na2HPO4 3.581g、KH2PO4 0.136g和纯净水1000ml。
一种高活力***筛选微流控装置的制备方法，具体包括以下步骤：
S1、按微流控装置设计图制备镍基、单晶硅或玻璃阳模；
S2、将聚甲基丙烯酸甲酯PMMA片材按阳模尺寸裁剪成小片，洗净、烘 干；
S3、将步骤S2处理后的聚甲基丙烯酸甲酯PMMA片材装载至阳模上，压 紧；
S4、利用压片机在加热、加压下将PMMA封合12-15分钟，通水冷却至室 温；
S5、将步骤S4处理后的阳模进行脱模处理，即可得到带有通道的微流控 装置。
一种高活力***筛选微流控装置的工作方法，具体包括以下步骤：
T1、用去离子水冲洗内、外腔室后，于37℃烘箱中烘干；
T2、用加样器取***营养液灌装至内腔室，灌装总量为400μl；
T3、用加样器取混匀的***样本灌装至外腔室，灌装总量为1ml；
T4、同法取***营养液和另外三个混匀的***样本，分别灌装至其他三个 内外腔室；
T5、用密封膜封盖装置表面，即封盖4个内外腔室的开口，然后将装置水 平置于37℃湿盒中；
T6、1小时后吸除外腔室中***样本，并收集内腔室中含有高活力***的 ***营养液；
T7、此含高活力***的***营养液可直接用于体外受精或从中挑取*** 进行***质内单***注射。
实施例2
一种高活力***筛选微流控装置，包括筒体，所述筒体的内腔通过薄层环 形壁分隔成内外两个腔室，且内腔室和外腔室为同心圆结构，内腔室置满精 子营养液，所述外腔室置有***样本，且使***样本刚好覆盖内腔室上表面， 内腔室半径为2.5mm，深度为20mm，所述外腔室环形净半径为2mm，深度 为20mm，所述内外腔室之间的薄层环形壁厚度为0.5mm，高度为20mm，精 子营养液为商用Earle’s液，且***样本来自不育夫妇的男性患者。
一种高活力***筛选微流控装置的制备方法，具体包括以下步骤：
S1、按微流控装置设计图制备镍基、单晶硅或玻璃阳模；
S2、将聚甲基丙烯酸甲酯PMMA片材按阳模尺寸裁剪成小片，洗净、烘 干；
S3、将步骤S2处理后的聚甲基丙烯酸甲酯PMMA片材装载至阳模上，压 紧；
S4、利用压片机在加热、加压下将PMMA封合12-15分钟，通水冷却至室 温；
S5、将步骤S4处理后的阳模进行脱模处理，即可得到带有通道的微流控 装置。
一种高活力***筛选微流控装置的工作方法，具体包括以下步骤：
T1、用去离子水冲洗内、外腔室后，于37℃烘箱中烘干；
T2、用加样器取***营养液灌装至内腔室，灌装总量为400μl；
T3、用加样器取混匀的***样本灌装至外腔室，灌装总量为1ml；
T4、同法取***营养液和另外三个混匀的***样本，分别灌装至其他三个 内外腔室；
T5、用密封膜封盖装置表面，即封盖4个内外腔室的开口，然后将装置水 平置于37℃湿盒中；
T6、1小时后吸除外腔室中***样本，并收集内腔室中含有高活力***的 ***营养液；
T7、此含高活力***的***营养液可直接用于体外受精或从中挑取*** 进行***质内单***注射。
实施例3
一种高活力***筛选微流控装置，包括筒体，所述筒体的内腔通过薄层环 形壁分隔成内外两个腔室，且内腔室和外腔室为同心圆结构，内腔室置满精 子营养液，所述外腔室置有***样本，且使***样本刚好覆盖内腔室上表面， 内腔室半径为2.5mm，深度为20mm，所述外腔室环形净半径为2mm，深度 为20mm，所述内外腔室之间的薄层环形壁厚度为0.5mm，高度为20mm，精 子营养液为BWW液，且***样本来自不育夫妇的男性患者。
一种高活力***筛选微流控装置的制备方法，具体包括以下步骤：
S1、按微流控装置设计图制备镍基、单晶硅或玻璃阳模；
S2、将聚甲基丙烯酸甲酯PMMA片材按阳模尺寸裁剪成小片，洗净、烘 干；
S3、将步骤S2处理后的聚甲基丙烯酸甲酯PMMA片材装载至阳模上，压 紧；
S4、利用压片机在加热、加压下将PMMA封合12-15分钟，通水冷却至室 温；
S5、将步骤S4处理后的阳模进行脱模处理，即可得到带有通道的微流控 装置。
一种高活力***筛选微流控装置的工作方法，具体包括以下步骤：
T1、用去离子水冲洗内、外腔室后，于37℃烘箱中烘干；
T2、用加样器取***营养液灌装至内腔室，灌装总量为400μl；
T3、用加样器取混匀的***样本灌装至外腔室，灌装总量为1ml；
T4、同法取***营养液和另外三个混匀的***样本，分别灌装至其他三个 内外腔室；
T5、用密封膜封盖装置表面，即封盖4个内外腔室的开口，然后将装置水 平置于37℃湿盒中；
T6、1小时后吸除外腔室中***样本，并收集内腔室中含有高活力***的 ***营养液；
T7、此含高活力***的***营养液可直接用于体外受精或从中挑取*** 进行***质内单***注射。
本发明在不脱离本发明原理的前提下，内外腔室的形状和尺寸均可进行 改进，加工材料和方式亦可不同，这些改进均应视为本发明的保护范围。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来 将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示 这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、 “包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系 列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明 确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有 的要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而 言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行 多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限 定。

Claims (7)

1.一种高活力***筛选微流控装置，包括筒体，其特征在于：所述筒体的内腔通过薄层环形壁分隔成内外两个腔室，且内腔室和外腔室为同心圆结构。
2.根据权利要求1所述的一种高活力***筛选微流控装置，其特征在于：所述内腔室置满***营养液，所述外腔室置有***样本，且使***样本刚好覆盖内腔室上表面。
3.根据权利要求1所述的一种高活力***筛选微流控装置，其特征在于：所述内腔室半径为2.5mm，深度为20mm，所述外腔室环形净半径为2mm，深度为20mm，所述内外腔室之间的薄层环形壁厚度为0.5mm，高度为20mm。
4.根据权利要求2所述的一种高活力***筛选微流控装置，其特征在于：所述***营养液为自行配制***营养液、商用Earle’s液或BWW液中的一种或多种的组合，且***样本来自不育夫妇的男性患者。
5.根据权利要求2所述的一种高活力***筛选微流控装置，其特征在于：所述***营养液在自行配制过程中，由以下组分组成：NaCl 0.721g、MgSO4·7H2O 0.247g、果糖1g、Na2HPO4 3.581g、KH2PO4 0.136g和纯净水1000ml。
6.根据权利要求1-5任一项所述的一种高活力***筛选微流控装置，其特征在于：其制备方法具体包括以下步骤：
S1、按微流控装置设计图制备镍基、单晶硅或玻璃阳模；
S2、将聚甲基丙烯酸甲酯PMMA片材按阳模尺寸裁剪成小片，洗净、烘干；
S3、将步骤S2处理后的聚甲基丙烯酸甲酯PMMA片材装载至阳模上，压紧；
S4、利用压片机在加热、加压下将PMMA封合12-15分钟，通水冷却至室温；
S5、将步骤S4处理后的阳模进行脱模处理，即可得到带有通道的微流控装置。
7.根据权利要求1-5任一项所述的一种高活力***筛选微流控装置，其特征在于：其工作方法具体包括以下步骤：
T1、用去离子水冲洗内、外腔室后，于37℃烘箱中烘干；
T2、用加样器取***营养液灌装至内腔室，灌装总量为400μl；
T3、用加样器取混匀的***样本灌装至外腔室，灌装总量为1ml；
T4、同法取***营养液和另外三个混匀的***样本，分别灌装至其他三个内外腔室；
T5、用密封膜封盖装置表面，即封盖4个内外腔室的开口，然后将装置水平置于37℃湿盒中；
T6、1小时后吸除外腔室中***样本，并收集内腔室中含有高活力***的***营养液；
T7、此含高活力***的***营养液可直接用于体外受精或从中挑取***进行***质内单***注射。
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