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微流体芯片技术筛选精子助力生殖医学的发展
发布时间:2016-11-30 11:43:26

随着人工生殖技术的进步,精虫筛选越来越受到重视,到底在亿万只蝌蚪当中哪一只才是最佳男主角,目前还是停留在用显微镜放大随机挑选,若是有微流体芯片能先行挑选过,甚至如果能把正常DNA的精虫挑出来,相信对于人工生殖的结果会更有把握。希望在不久的将来,微流体芯片能发展到可以临床应用的地步

近年来利用微机电方式开发出的微流体芯片已迈入强调便宜、可抛弃式的需求,避免重复使用造成污染,而生物芯片主要分为microarray及lab on chip,前者主要指在小面积范围内点上大量的探针,后者则是利用微机电方式结合生物医学方式以硅芯片、玻璃或高分子材料做为基材,进一步将样本取样并检测,可以达到降低成本的目标。目前微流体生物芯片应用范围包含基因表现分析、疾病诊断、药物筛选等领域,近期以来,逐渐将微流体芯片应用于生殖医学领域,主要目的为藉由微流体芯片所呈现出的层流特性,及不需离心的原则下及可达到筛选的目标。

现阶段精液处理方式可分为swim up、Gradient等方式,上述步骤一般还是会藉由实验室人员以显微镜方式挑出活动力最佳的精虫,部份认为精虫以传统方式进行处理后难免或多或少会造成精虫损害,因此为了增加筛选的功效及效率,黄泓渊医师等团队提出一个新的微流体架构平台,用以解决筛选相关问题,主要架构如下述:

1. 1.将polydimethylsiloxane(PDMS)以氧电浆方式与玻璃进行结合。

2. 2.于加热平版上结合已设计之微流道图形,完成微流体芯片制程。

初步架构完成后,收集已经过不孕诊断的男性精液检体,藉由流式细胞仪分析经SYBR-14及PI染色的精虫可筛选死活比率,因SYBR-14为荧光染剂,可容易渗透过细胞膜作用于精子核内DNA,可由485 nm的光波长激发出517 nm绿光。PI则是染已失去活性的精子,进行染色时,可由536 nm的光波长激发出617 nm红光,经由雷射激发光源将莹光讯号转换为电子讯号,再利用流式细胞仪本身计属功能及可得知,且利用三入二出的微流体芯片架构进行精虫筛选,初步结果看来可以成功分析出更多具活动力的精虫。

目前微流体芯片技术已逐渐应用于相关领域中,若真正能够发展出一种能提高筛选精虫效率的工具,且能结合临床应用,相信未来的检测技术能趋之完整。

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