女性生殖道可能是受孕的不利環(huán)境。在大約 1 億個精子中，只有幾百個能進入輸卵管。在稱為流變的定向運動的引導下，精子細胞逆著宮頸粘液流游動以到達卵子進行受精。然而，在考慮不孕癥時，這一旅程更為關鍵。精子活力——以正確方式游泳的能力——是關鍵。

通過利用精子的這種自然流變行為，佛羅里達大西洋大學工程與計算機科學學院的研究人員開發(fā)了一種用于精子分選的微流控芯片，該芯片快速、廉價、易于操作并能有效地直接從精液中分離出健康的精子。重要的是，它可以毫不費力地從收集室收集分選的精子細胞，同時最大限度地減少變形或死亡精子細胞的污染。

輔助生殖技術，例如體外受精 (IVF)、宮內授精和胞漿內精子注射，都需要健康的精子細胞才能獲得成功。目前用于精子分選的離心方法需要多個步驟、多種類型的設備并且需要大約兩個小時來分離精子細胞。這些方法在加工過程中會損害精子，并導致顯著的 DNA 片段化和氧化應激。

該研究結果發(fā)表在《皇家化學學會分析師》雜志上，表明從該微流控芯片的收集室中分離出的精子細胞表現(xiàn)出顯著更高的運動性（幾乎 100%）、更多的形態(tài)正常細胞和顯著降低DNA 片段化，這是受精過程的關鍵參數(shù)。此外，由于使用該芯片分離的精子細胞的數(shù)量和質量，開發(fā)的芯片提供了成功進行胞質內精子注射所需的足夠多的細胞。

該研究還驗證了流變會選擇健康、運動和速度更快的精子細胞進行受精過程。

“微流控芯片的組裝成本低，芯片中用于分離精子細胞的試劑只有幾毫升，因此，芯片的商業(yè)成本將低于 5 美元，”Asghar 說。“此外，這項技術將大大降低生育實施的經(jīng)濟負擔，芯片和從中分離出的精子細胞都具有重要的臨床意義和適用性。”

微流控芯片由四個通過微通道連接的圓柱形腔室組成。四個腔室是流體入口室、收集室、樣品入口室和廢物收集室。收集室和樣品入口之間的通道包含用于引導精細胞的微槽以及用于使精細胞流向收集室的流體流動。

設備內部的剪切應力是由使用注射泵的流體流動產(chǎn)生的。然后將原始精液樣本添加到樣本入口室，從那里功能性精子細胞將游向收集室，有效地將自己與死亡和不動的精子分開。