精子分選儀的製作方法

2024-01-25 14:01:15

專利名稱：精子分選儀的製作方法
技術領域：
本發明涉及細胞生物技術領域，特別涉及一種精子分選儀。
背景技術：
現有的傳統流式細胞儀，如授權號為CN98813255. 9，名稱為以少量精細胞對哺乳動物進行有性別選擇的授精的專利，其公開了一種對分類所需的細胞改進的流失細胞計數儀系統，該系統工作原理為待測標本製備成單細胞懸液通過螢光染色後進入充滿鞘液的流動室，鞘液壓力與樣品流壓力是不同的，當二者的壓力差異達到一定程度時，鞘液裹挾著樣品流中細胞排成單列逐個經過雷射聚焦區。如果我們將細胞中感興趣的部分特異性的標上螢光染料，那麼這些染料將在細胞通過雷射檢測區時受雷射發出特定波長的螢光，通過一定波長選擇通透性的濾色片，我們可將不同波長的散射光、螢光信號區分開來，並送到不同的光電倍增管中，經過一系列的信號轉換、放大，數位化處理，我們就可以在計算機直觀的統計染上各種螢光染料的細胞各自的百分率。選擇不同的單克隆、克隆抗體及螢光 染料，我們可以同時測定一個細胞上的多種不同特徵；如果對具有某種特徵的細胞有興趣，我們還可以利用流式的分選功能將其分選出來，以便進一步培養、研究。在哺乳動物中，決定動物性別的關鍵是其所攜帶不同的性染色體。例如正常雙倍體黃牛總共有60條染色體，其中公牛為58條常染色體，I條X染色體，I條Y染色體；而母牛為58條常染色體，2條X染色體。當經過減數分裂形成單倍體的配子後，X精子攜帶X染色體，它與卵子受精後產生雌性後代；Y精子攜帶Y染色體，它與卵子受精後產生雄性後代。在哺乳動物(家畜)中，通常X精子的DNA含量比Y精子的DNA含量多3. (Γ4. 5，可通過傳統流式細胞儀利用螢光染色將這個差異分辨出來，從而達到篩選的目的。傳統流式細胞儀在分離精子時，採用螢光染料HoeChst33342進行染色，通常先將精子稀釋到1. 5億/毫升，加入Hoechst33342至40微克/毫升，在35°C水浴中染色60分鐘。染色後精子通過流式細胞儀時，在細微的進樣管液流中排成單列，高速射出噴嘴後逐個與雷射交截。精子上的螢光染料H0echst33342被氬離子紫外雷射Γ350ηπι)激發，產生藍色激發光Γ460ηπι)。由於X精子所含有DNA比Y精子多，結合上比較多的Hoechst33342，所激發出的螢光就比Y精子強(圖1)。流式細胞儀根據螢光強度的差別分辨出哪個是X精子，哪個是Y精子。同時，由於噴嘴產生高頻率震動，高速噴射出的液流形成了包含單個X精子或者Y精子的微小液滴。當液滴被充上正電荷或者負電荷後，在電場力的引導下，分別落入不同的收集容器中，X精子和Y精子得以分離，但由於傳統流式細胞儀針對的對象是所有的細胞，無法根據精子的特性進行快速、有效的區分，導致分離效率及分離精度低下。

發明內容
(一)要解決的技術問題本發明要解決的技術問題是如何提供一種精子分選儀，以提高分離精子的效率和精度。
(二)技術方案為解決上述技術問題，本發明提供了一種精子分選儀，所述分選儀包括噴嘴，所述噴嘴下端與噴針連接，所述噴針的針頭為楔形。優選地，所述噴嘴內部為扁平橢圓形。本發明還公開了一種精子分選儀，所述分選儀包括雷射激發器，所述雷射激發器為發射功率為150mw的紫外雷射的激發器。優選地,所述雷射激發器發射的紫外雷射為355nm。優選地，所述分選儀採用3片鏡片經過3次反射後，激發染色的精子。本發明還公開了一種精子分選儀，所述分選儀包括傳感器，所述傳感器的入口處 設有長波濾波片。優選地，所述傳感器設有兩個，分別設於與所述雷射激發器發射的雷射的入射方向相對處和與所述雷射激發器發射的雷射的入射方向呈90度處。優選地，所述傳感器中設有非線性放大器。優選地，所述傳感器為光電倍增管。優選地，所述光電倍增管為日本Hamamatsu公司的R928光電倍增管。(三)有益效果本發明在傳統流式細胞儀的基礎上進行改進，使得分離精子的效率和精度有了較大幅度的提高，分離的速度提高近3飛倍。


圖1是傳統流失細胞儀所激發的X精子和Y精子的螢光差異圖；圖2是按照本發明一種實施方式的精子分選儀中噴嘴下端的45度俯視圖；圖3是圖2所示的精子分選儀中噴嘴下端的正視4是圖2所示的精子分選儀中噴嘴下端的仰視5是圖2所示的精子分選儀中噴嘴下端的側視6是圖2所示的精子分選儀中噴嘴下端的45度仰視圖；圖7是圖2所示的精子分選儀中噴嘴下端的俯視圖；圖8是圖2所示的精子分選儀所激發的X精子和Y精子的螢光差異圖；圖9是圖2所示的精子分選儀中傳感器的設置示意圖。
具體實施例方式下面結合附圖和實施例，對本發明的具體實施方式
作進一步詳細描述。以下實施例用於說明本發明，但不用來限制本發明的範圍。本實施方式的精子分選儀包括噴嘴，所述噴嘴的內部設置有扁平橢圓形噴頭；所述噴嘴下端與噴針連接，所述噴針的針頭為楔形；傳統的流式細胞儀的噴頭選用圓形針，而通過測試精子的形狀為蝌蚪形，精液隨鞘液在分離過程中從噴頭噴出，精子會以不同的角度進入到雷射激發區域，實際雷射激發精子的位置在精子以平面狀與雷射成45度激發為信號最強。這樣X與Y染色體的差異被呈現為最大，達到準確高效的分離目的。本實施方式的分選儀通過更改噴頭的針為楔形的方式，根據流體力學的原理，在針頭兩邊的鞘液形成夾擊之力，促使精子以一定方向進入噴頭，另外，本實施方式中的分選儀同時對噴嘴的下端做了相應的改進，如圖2 7，使其內部為扁平橢圓型與精子的外形相符。這樣在噴頭上做好定位，與噴頭相接，噴頭以與雷射45度定位。通過這樣的改進使得雷射激發得到最大的差異信號，如圖8所示，大大提高了識別率，從而使得分離速度提高。所述分選儀包括雷射激發器，所述雷射激發器為發射功率為150mw的紫外雷射的激發器；所述雷射激發器發射的紫外雷射為355nm ;經過雷射激發染色後的精子X與Y染色體有3%的差異，然後對其採用非線性放大處理信號進行分析；所述分選儀採用3片鏡片經過3次反射後，激發染色的精子，所述鏡片採用45度平面反射鏡，並採用三角式3次反射；本實施方式中，選用紫外355nm雷射激發染色後的精液。這裡選用的雷射為美國JDSU公司產的功率150mw波長355nm的紫外雷射。 選擇150nm的原因，經過大量試驗精子在150mw以上功率會被殺死，而過低的功率影響激發效果。而染色的精液在波長355nm的紫外雷射激發下差異信號獲得的最大。為了得到高純度的雷射信號，在流式細胞儀光路中選用平面45度高性能平面反射鏡，其作用是將355波長反射而濾掉其它雜波。這裡選用3片鏡片經過3次反射進入流式細胞儀腔體，激發染色的精子。所述分選儀包括傳感器1，所述傳感器I的入口處設有長波濾波片2，參照圖9，本專利中接收雷射激發的螢光信號選用2個日本Hamamatsu公司的產品R928光電倍增管。經過大量試驗其擺放位置為與所述雷射激發器發射的雷射的入射方向相對處和與所述雷射激發器發射的雷射的入射方向呈90度處來接受雷射激發後的信號獲得最強。對激發後的螢光信號選用長波濾波片，使LP400使得400nm以下螢光波長的波不能照射到光電倍增管，原因是染色體受激發後產生的螢光400以上才是有用信號，這個差異才能顯現明顯。在光電倍增管接收到螢光激發信號後，經過模數轉換為電信號，本專利通過在傳統流式細胞儀PMT即光電倍增管電控單元加入非線性放大電路使得信號差異經過非線性放大將差異反映到到信號處理系統，從而達到分離的目的。本發明在傳統流式細胞儀的基礎上進行改進，使得分離精子的效率和精度有了較大幅度的提高，分離的速度提高近3飛倍。以上實施方式僅用於說明本發明，而並非對本發明的限制，有關技術領域的普通技術人員，在不脫離本發明的精神和範圍的情況下，還可以做出各種變化和變型，因此所有等同的技術方案也屬於本發明的範疇，本發明的專利保護範圍應由權利要求限定。
權利要求
1.一種精子分選儀，其特徵在於，所述分選儀包括噴嘴； 所述噴嘴的內部設置有扁平橢圓形噴頭； 所述噴嘴下端與噴針連接，所述噴針的針頭為楔形。
2.如權利要求1所述的分選儀，其特徵在於，所述噴頭採用陶瓷材料。
3.一種精子分選儀，其特徵在於，所述分選儀包括雷射激發器，所述雷射激發器為發射功率為150mw的紫外雷射的激發器。
4.如權利要求3所述的分選儀，其特徵在於，所述雷射激發器發射的紫外雷射為355nm。
5.如權利要求3或4所述的分選儀，其特徵在於，所述分選儀採用3片鏡片經過3次反射後，激發染色的精子； 所述鏡片採用45度平面反射鏡，並採用三角式3次反射。
6.一種精子分選儀，其特徵在於，所述分選儀包括傳感器，所述傳感器的入口處設有長波濾波片。
7.如權利要求6所述的分選儀，其特徵在於，所述傳感器設有兩個，分別設於與所述雷射激發器發射的雷射的入射方向相對處和與所述雷射激發器發射的雷射的入射方向呈90度處。
8.如權利要求6或7所述的分選儀，所述傳感器中設有非線性放大器。
9.如權利要求6或7所述的分選儀，其特徵在於，所述傳感器為光電倍增管。
10.如權利要求9所述的分選儀，其特徵在於，所述光電倍增管為日本Hamamatsu公司的R928光電倍增管。
全文摘要
本發明公開了一種精子分選儀，涉及細胞生物技術領域，所述分選儀包括噴嘴，所述噴嘴下端與噴針連接，所述噴針的針頭為楔形，所述噴嘴內部為扁平橢圓形。本發明在傳統流式細胞儀的基礎上進行改進，使得分離精子的效率和精度有了較大幅度的提高，分離的速度提高近3~5倍。
文檔編號G01N15/14GK103013811SQ20121035205
公開日2013年4月3日 申請日期2012年9月20日 優先權日2011年9月20日
發明者朱茜 申請人:北京富通華投資有限公司