Hatur nuhun parantos nganjang ka Nature.com. Versi browser anu anjeun anggo gaduh dukungan CSS anu terbatas. Pikeun pangalaman anu pangsaéna, kami nyarankeun anjeun nganggo browser anu diénggalan (atanapi mareuman Modeu Kompatibilitas dina Internet Explorer). Samentawis waktos, pikeun mastikeun dukungan anu terus-terusan, kami bakal ngarender situs tanpa gaya sareng JavaScript.
Kasuburan manuk gumantung kana kamampuanana pikeun nyimpen spérma anu cukup hirup pikeun jangka waktu anu panjang dina tubulus panyimpen spérma (SST). Mékanisme pasti kumaha spérmatozoa asup, cicing, sareng kaluar tina SST masih kontroversial. Spérma hayam sharkasi nunjukkeun kacenderungan anu luhur pikeun aglutinasi, ngabentuk bundel filamén mobile anu ngandung seueur sél. Kusabab héséna niténan motilitas sareng paripolah spérmatozoa dina tuba fallopi anu opak, kami nganggo alat mikrofluida kalayan penampang mikrokanal anu sami sareng spérmatozoa pikeun nalungtik aglutinasi sareng motilitas spérmatozoa. Panilitian ieu ngabahas kumaha bundel spérma kabentuk, kumaha aranjeunna gerak, sareng peran anu mungkin dina manjangkeun tempat cicing spérma dina SST. Kami nalungtik kecepatan spérma sareng paripolah réologis nalika aliran cairan dihasilkeun dina saluran mikrofluida ku tekanan hidrostatik (laju aliran = 33 µm/s). Spérma condong ngojay ngalawan arus (réologi positif) sareng kecepatan bundel spérmatozoa sacara signifikan dikirangan dibandingkeun sareng spérmatozoa tunggal. Bundelan spérma geus katitén gerak dina spiral sarta nambahan panjang sarta kandelna nalika leuwih loba spérma tunggal anu direkrut. Bundelan spérma katitén ngadeukeutan sareng napel kana témbok sisi saluran mikrofluida pikeun nyingkahan kasapu ku kecepatan aliran cairan > 33 µm/s. Bundelan spérma katitén ngadeukeutan sareng napel kana témbok sisi saluran mikrofluida pikeun nyingkahan kasapu ku kecepatan aliran cairan > 33 µm/s. Было замечено, что пучки сперматозоидов приближаются и прилипают к боковым стенкам микрофлюитодных каналбожв, сметания со скоростью потока жидкости> 33 мкм / с. Bundelan spérma geus katitén ngadeukeutan sarta napel kana témbok sisi saluran mikrofluida pikeun nyingkahan kabawa angin dina laju aliran cairan >33 µm/s.观察到精子束接近并粘附在微流体通道的侧壁上，以避免被流体流速> 33 µm/s。33 µm/s 扫过. Было замечено, что пучки сперматозоидов приближаются и прилипают к боковым стенкам микрожидкостногочять кабнала, потоком жидкости со скоростью > 33 мкм/с. Bundelan spérma geus katitén ngadeukeutan sarta napel kana témbok sisi saluran mikrofluida pikeun nyingkahan kabawa ku aliran cairan dina >33 µm/s.Mikroskopi éléktron scanning sareng transmisi ngungkabkeun yén bungkus spérma dirojong ku bahan padet anu seueur. Data anu diala nunjukkeun mobilitas unik spérmatozoa hayam Sharkazi, ogé kamampuan spérmatozoa pikeun ngaaglutinasi sareng ngabentuk bungkus mobile, anu nyumbang kana pamahaman anu langkung saé ngeunaan panyimpenan spérmatozoa jangka panjang dina SMT.
Pikeun ngahontal fértilisasi dina manusa sareng kaseueuran sasatoan, spérma sareng endog kedah sumping ka tempat fértilisasi dina waktos anu pas. Ku alatan éta, kawin kedah lumangsung sateuacan atanapi nalika ovulasi. Di sisi anu sanésna, sababaraha mamalia, sapertos anjing, ogé spésiés non-mamalia, sapertos serangga, lauk, réptil, sareng manuk, nyimpen spérma dina organ réproduktifna salami waktos anu lami dugi ka endogna siap pikeun fértilisasi (fértilisasi asinkron 1). Manuk tiasa ngajaga viabilitas spérmatozoa anu sanggup ngabuahan endog salami 2-10 minggu2.
Ieu mangrupikeun fitur unik anu ngabédakeun manuk ti sato sanés, sabab nyayogikeun kamungkinan anu luhur pikeun pembuahan saatos inseminasi tunggal salami sababaraha minggu tanpa kawin sareng ovulasi sacara simultan. Organ panyimpen spérma utama, anu disebut tubulus panyimpen spérma (SST), ayana dina lipatan mukosa internal di sambungan uterovaginal. Nepi ka ayeuna, mékanisme kumaha spérma asup, cicing, sareng kaluar ti bank spérma teu acan kahartos sapinuhna. Dumasar kana panilitian sateuacana, seueur hipotesis anu parantos diajukeun, tapi teu aya anu dikonfirmasi.
Forman4 ngahipotesiskeun yén spérmatozoa ngajaga tempatna di rohangan SST ngaliwatan gerakan osilasi anu terus-terusan ngalawan arah aliran cairan ngaliwatan saluran protéin anu aya dina sél épitél SST (réologi). ATP béak kusabab aktivitas flagellar anu konstan anu diperyogikeun pikeun ngajaga spérma dina lumen SST sareng motilitasna pamustunganana turun dugi ka spérma dibawa kaluar ti bank spérma ku aliran cairan sareng ngamimitian perjalanan anyar ka handap tuba fallopi naék pikeun ngabuahan spérma. Endog (Forman4). Modél panyimpenan spérma ieu dirojong ku deteksi ku imunositokimia akuaporin 2, 3 sareng 9 anu aya dina sél épitél SST. Nepi ka ayeuna, panilitian ngeunaan réologi mani hayam sareng peranna dina panyimpenan SST, pamilihan spérma heunceut, sareng kompetisi spérma masih kurang. Dina hayam, spérma asup ka heunceut saatos kawin alami, tapi langkung ti 80% spérmatozoa dikaluarkeun tina heunceut teu lila saatos kawin. Ieu nunjukkeun yén heunceut mangrupikeun tempat utama pikeun pamilihan spérma dina manuk. Salian ti éta, parantos dilaporkeun yén kirang ti 1% spérmatozoa anu dibuahan dina heunceut tungtungna janten SST2. Dina inseminasi jieunan anak hayam dina heunceut, jumlah spérmatozoa anu ngahontal SST condong ningkat 24 jam saatos inseminasi. Dugi ka ayeuna, mékanisme pamilihan spérma salami prosés ieu teu acan jelas, sareng motilitas spérma tiasa maénkeun peran penting dina serapan spérma SST. Kusabab témbok tuba fallopi anu kandel sareng opak, hésé pikeun ngawas langsung motilitas spérma dina tuba fallopi manuk. Ku alatan éta, urang kurang pangaweruh dasar ngeunaan kumaha spermatozoa transisi ka SST saatos dibuahan.
Réologi nembe dikenal salaku faktor penting anu ngontrol transportasi spérma dina alat kelamin mamalia. Dumasar kana kamampuan spérmatozoa motil pikeun migrasi ngalawan arus, Zaferani et al8 nganggo sistem mikrofluidik corra pikeun ngasingkeun spérmatozoa motil sacara pasif tina sampel mani anu katutup. Jinis pamilahan spérma ieu penting pisan pikeun pangobatan infertilitas médis sareng panalungtikan klinis, sareng langkung dipikaresep tibatan metode tradisional anu nyéépkeun waktos sareng tanaga kerja sareng tiasa ngaganggu morfologi spérma sareng integritas struktural. Nanging, dugi ka ayeuna, teu acan aya panilitian anu dilakukeun ngeunaan pangaruh sékrési tina organ kelamin hayam kana motilitas spérma.
Sanajan mékanisme naon waé anu ngajaga spérma tetep disimpen dina SST, seueur panalungtik anu niténan yén spérmatozoa anu cicing ngaaglutinasi sirah-ka-sirah dina SST hayam 9, 10, puyuh 2, sareng kalkun 11 pikeun ngabentuk beungkeutan spérma anu ngaaglutinasi. Para panulis nunjukkeun yén aya hubungan antara aglutinasi ieu sareng panyimpenan spérmatozoa jangka panjang dina SST.
Tingari sareng Lake12 ngalaporkeun hubungan anu kuat antara spérmatozoa dina kelenjar panampi spérma hayam sareng naroskeun naha spérmatozoa manuk ngaagglutinasi sapertos spérmatozoa mamalia. Aranjeunna yakin yén hubungan anu jero antara spérma dina vas deferens tiasa disababkeun ku setrés anu disababkeun ku ayana sajumlah ageung spérma dina rohangan anu alit.
Nalika ngaevaluasi paripolah spérmatozoa dina slide kaca anu anyar digantung, tanda-tanda aglutinasi samentawis tiasa katingali, khususna di sisi tetesan mani. Nanging, aglutinasi sering kaganggu ku tindakan rotasi anu aya hubunganana sareng gerakan anu terus-terusan, anu ngajelaskeun sifat samentawis tina fénoména ieu. Para panaliti ogé perhatoskeun yén nalika pangencerna ditambahkeun kana mani, agregat sél "sapertos benang" anu manjang muncul.
Usaha-usaha awal pikeun niru spérmatozoa dilakukeun ku cara miceun kawat ipis tina tetesan anu ngagantung, anu ngahasilkeun vesikel anu manjang siga spérma anu nonjol tina tetesan mani. Spérma langsung ngajajar sacara paralel dina vesikel, tapi sakabéh unit gancang ngaleungit kusabab watesan 3D. Ku alatan éta, pikeun nalungtik aglutinasi spérmatozoa, perlu niténan motilitas sareng paripolah spérmatozoa sacara langsung dina tubulus panyimpen spérma anu diisolasi, anu hésé kahontal. Ku alatan éta, perlu ngamekarkeun alat anu niru spérmatozoa pikeun ngadukung panilitian ngeunaan motilitas spérma sareng paripolah aglutinasi. Brillard et al13 ngalaporkeun yén panjang rata-rata tubulus panyimpen spérma dina hayam déwasa nyaéta 400–600 µm, tapi sababaraha SST tiasa panjangna dugi ka 2000 µm. Mero sareng Ogasawara14 ngabagi kelenjar seminiferus kana tubulus panyimpen spérma anu ngagedean sareng anu henteu ngagedean, duanana sami panjangna (~500 µm) sareng lébar beuheung (~38 µm), tapi diaméter lumen rata-rata tubulus nyaéta 56,6 sareng 56,6 µm. . , masing-masing 11,2 μm. Dina panilitian ayeuna, urang nganggo alat mikrofluida kalayan ukuran saluran 200 µm × 20 µm (W × H), anu potongan melintangna rada caket sareng SST anu diamplifikasi. Salaku tambahan, urang nalungtik motilitas spérma sareng paripolah aglutinasi dina cairan anu ngalir, anu saluyu sareng hipotesis Foreman yén cairan anu dihasilkeun ku sél épitél SST ngajaga spérma dina lumen dina arah arus lawan (réologis).
Tujuan tina ieu panilitian nyaéta pikeun ngungkulan masalah dina niténan motilitas spérmatozoa dina tuba fallopi sareng pikeun nyingkahan kasusah dina nalungtik réologi sareng paripolah spérmatozoa dina lingkungan anu dinamis. Alat mikrofluida dianggo anu nyiptakeun tekanan hidrostatik pikeun ngasimulasikeun motilitas spérma dina alat kelamin hayam.
Nalika satetes sampel spérma anu diéncérkeun (1:40) diasupkeun kana alat microchannel, dua jinis motilitas spérma tiasa diidéntifikasi (spérma anu diisolasi sareng spérma anu kaiket). Salian ti éta, spérmatozoa condong ngojay ngalawan arus (réologi positif; pidéo 1, 2). Sanaos bundelan spérma gaduh kecepatan anu langkung handap tibatan spérma anu nyorangan (p < 0,001), éta ningkatkeun persentase spérma anu nunjukkeun réotaksis positif (p < 0,001; Tabel 2). Sanaos bundelan spérma gaduh kecepatan anu langkung handap tibatan spérma anu nyorangan (p < 0,001), éta ningkatkeun persentase spérma anu nunjukkeun réotaksis positif (p < 0,001; Tabel 2). Хотя пучки сперматозоидов имели более низкую скорость, чем у одиночных сперматозоидов (p < 0,001), роичность сперматозоидов, демонстрирующих положительный реотаксис (p < 0,001; таблица 2). Sanaos bundelan spérmatozoa ngagaduhan kecepatan anu langkung handap tibatan spérmatozoa tunggal (p < 0,001), éta ningkatkeun persentase spérmatozoa anu nunjukkeun réotaksis positif (p < 0,001; Tabel 2).尽管精子束的速度低于孤独精子的速度（p < 0.001），但它们增加了显示阳性流变性的精子百分比（p < 0.001；表2）.尽管 精子束 的 速度 低于 孤独 的 速度 （p <0.001） ， 但 增加 了 显示 阳性 流性 流性百分比 （p <0,001 ； 2………..））））） Хотя скорость пучков сперматозоидов была ниже, чем у одиночных спермаптозоидов (p < 0.001), они увеличирдим това с положительной реологией (p < 0,001; таблица 2). Sanaos kecepatan bungkus spérma langkung handap tibatan spérmatozoa tunggal (p < 0,001), éta ningkatkeun persentase spérmatozoa kalayan réologi positif (p < 0,001; Tabel 2).Reologi positif pikeun spérmatozoa tunggal sareng gumpalan diperkirakeun masing-masing sakitar 53% sareng 85%.
Geus katitén yén spérmatozoa hayam sharkasi langsung saatos éjakulasi ngabentuk bungkus linier, anu diwangun ku puluhan individu. Gumpalan ieu nambahan panjang sareng kandelna kana waktosna sareng tiasa tetep in vitro salami sababaraha jam sateuacan ngaleungit (video 3). Bundelan filamén ieu bentukna sapertos spérmatozoa echidna anu kabentuk di tungtung epididimis. Mani hayam Sharkashi parantos kapendak gaduh kacenderungan anu luhur pikeun ngaglutinasi sareng ngabentuk bungkus reticulate dina waktos kirang ti hiji menit saatos dikumpulkeun. Sinar ieu dinamis sareng tiasa nempel kana témbok caket dieu atanapi objék statis. Sanaos bungkus spérma ngirangan kecepatan sél spérma, jelas yén sacara makroskopis aranjeunna ningkatkeun linieritasna. Panjang bungkus rupa-rupa gumantung kana jumlah spérma anu dikumpulkeun dina bungkus. Dua bagian tina bungkus diisolasi: bagian awal, kalebet sirah bébas spérma anu diaglutinasi, sareng bagian terminal, kalebet buntut sareng sadaya tungtung distal spérma. Ngagunakeun kaméra kecepatan tinggi (950 fps), sirah spérmatozoa anu bébas tina aglutinasi dititénan dina bagian awal bungkus, anu tanggung jawab kana gerakan bungkus kusabab gerakan osilasi na, nyered sésana kana bungkus kalayan gerakan héliks (Pidéo 4). Nanging, dina gumpalan anu panjang, parantos dititénan yén sababaraha sirah spérma bébas napel kana awak sareng bagian terminal gumpalan bertindak salaku baling-baling pikeun ngabantosan ngadorong gumpalan.
Nalika dina aliran cairan anu laun, bungkus spérma gerak sajajar silih, kumaha ogé, aranjeunna mimiti tumpang tindih sareng nempel kana sagala hal anu cicing, supados henteu kabawa ku aliran arus nalika kecepatan aliran ningkat. Bundel kabentuk nalika sakeupeul sél spérma silih caket, aranjeunna mimiti gerak sacara sinkron sareng silih bungkus, teras nempel kana zat anu lengket. Gambar 1 sareng 2 nunjukkeun kumaha spérma silih caket, ngabentuk sambungan nalika buntut silih bungkus.
Para panalungtik nerapkeun tekanan hidrostatik pikeun nyiptakeun aliran cairan dina mikrokanal pikeun nalungtik reologi spérma. Mikrokanal kalayan ukuran 200 µm × 20 µm (L × T) sareng panjang 3,6 µm dianggo. Anggo mikrokanal antara wadah kalayan jarum suntik anu dipasang di tungtungna. Pewarna dahareun dianggo pikeun ngajantenkeun saluran langkung katingali.
Iketkeun kabel interkoneksi sareng asesorisna kana témbok. Pidéo ieu dicandak nganggo mikroskop kontras fase. Kalayan unggal gambar, mikroskop kontras fase sareng gambar pemetaan dipidangkeun. (A) Sambungan antara dua aliran nolak aliran kusabab gerakan héliks (panah beureum). (B) Sambungan antara bundel tabung sareng témbok saluran (panah beureum), dina waktos anu sami aranjeunna nyambung ka dua bundel anu sanés (panah konéng). (C) Bundel spérma dina saluran mikrofluida mimiti nyambung silih (panah beureum), ngabentuk jaring bundel spérma. (D) Pembentukan jaringan bundel spérma.
Nalika satetes spérma anu diéncérkeun diasupkeun kana alat mikrofluida sareng aliran dijieun, sinar spérma katingali gerak ngalawan arah aliran. Bundelan éta pas pisan kana témbok mikrokanal, sareng sirah bébas dina bagian awal bundelan pas pisan kana éta (video 5). Éta ogé nempel kana partikel anu cicing dina jalurna, sapertos runtah, pikeun nolak disapu ku arus. Kana waktu, gumpalan ieu janten filamén panjang anu ngajebak spérmatozoa tunggal anu sanés sareng gumpalan anu langkung pondok (Video 6). Nalika aliran mimiti ngalambatkeun, garis spérma anu panjang mimiti ngabentuk jaringan garis spérma (Video 7; Gambar 2).
Dina kecepatan aliran anu luhur (V > 33 µm/s), gerakan spiral benang ningkat salaku usaha pikeun néwak seueur bungkus spérma anu ngabentuk supados langkung tahan kana gaya aliran anu ngambang. Dina kecepatan aliran anu luhur (V > 33 µm/s), gerakan spiral benang ningkat salaku usaha pikeun néwak seueur bungkus spérma anu ngabentuk supados langkung tahan kana gaya aliran anu ngambang. При высокой скорости потока (V > 33 мкм/с) спиралевидные движения нитей усиливаются, поскольку они пытаются понмтся отдельных сперматозоидов, образующих пучки, которые лучше противостоят дрейфующей силе потока. Dina laju aliran anu luhur (V > 33 µm/s), gerakan héliks tina untaian ningkat nalika aranjeunna nyobian néwak seueur spérmatozoa individu anu ngabentuk bungkus anu langkung mampuh nolak gaya aliran anu ngambang.在高流速(V > 33 µm/s)时，螺纹的螺旋运动增加，以试图捕捉许多形成束的单个精子，从而更好地抵抗的单个精子。在 高 流速 (v> 33 µm/s) 时 ， 的 螺旋 运动 增加 ， 以 试图 许多 形成 束 单 与 许多 形成 束 单 与地 抵抗 的 漂移力 . . . . . . . При высоких скоростях потока (V > 33 мкм/с) спиральное движение нитей увеличивается в попытке захватить множествльт сперматозоидов, образующих пучки, чтобы лучше сопротивляться силам дрейфа потока. Dina laju aliran anu luhur (V > 33 µm/s), gerakan héliks filamén ningkat dina usaha pikeun néwak seueur bungkus spérmatozoa anu ngabentuk bundel pikeun langkung nolak gaya hanyutan aliran.Aranjeunna ogé nyobian ngagantelkeun mikrokanal kana témbok sisi.
Bundel spérma diidéntifikasi salaku gugusan sirah spérma sareng buntut anu ngagulung nganggo mikroskop cahaya (LM). Bundel spérma kalayan rupa-rupa agrégat ogé parantos diidéntifikasi salaku sirah anu bengkong sareng agrégat flagellar, sababaraha buntut spérma anu ngahiji, sirah spérma anu napel kana buntut, sareng sirah spérma kalayan inti anu bengkok salaku sababaraha inti anu ngahiji. mikroskop éléktron transmisi (TEM). Mikroskopi éléktron scanning (SEM) nunjukkeun yén bundel spérma mangrupikeun agrégat sirah spérma anu diselubungi sareng agrégat spérma nunjukkeun jaringan buntut anu napel.
Morfologi sareng ultrastruktur spermatozoa, formasi bundel spermatozoa dikaji nganggo mikroskop cahaya (satengah bagian), mikroskop éléktron scanning (SEM) sareng mikroskop éléktron transmisi (TEM), apusan spérma diwarnaan ku akridin jeruk sareng dipariksa nganggo mikroskop epifluoresensi.
Pewarnaan apusan spérma nganggo akridin jeruk (Gambar 3B) nunjukkeun yén sirah spérma nyangkut babarengan sareng ditutupan ku bahan sékrési, anu nyababkeun kabentukna gumpalan ageung (Gambar 3D). Bundel spérma diwangun ku agrégat spérma kalayan jaringan buntut anu napel (Gambar 4A-C). Bundel spérma diwangun ku buntut seueur spérmatozoa anu nyangkut babarengan (Gambar 4D). Rahasia (Gambar 4E, F) nutupan sirah bundel spérmatozoa.
Pembentukan bundelan spérmatozoa Ngagunakeun mikroskop kontras fase sareng apusan spérma anu diwarnaan ku akridin jeruk, nunjukkeun yén sirah spérmatozoa nempel babarengan. (A) Pembentukan gumpalan spérma awal dimimitian ku spérma (bunderan bodas) sareng tilu spérma (bunderan konéng), kalayan spiral dimimitian ti buntut sareng réngsé dina sirah. (B) Fotomikrograf tina apusan spérma anu diwarnaan ku akridin jeruk anu nunjukkeun sirah spérma anu napel (panah). Cairan nutupan sirah. Pembesaran × 1000. (C) Pangwangunan sinar ageung anu diangkut ku aliran dina saluran mikrofluida (nganggo kaméra kecepatan tinggi dina 950 fps). (D) Mikrograf tina apusan spérma anu diwarnaan ku akridin jeruk anu nunjukkeun gumpalan ageung (panah). Pembesaran: ×200.
Mikrograf éléktron scanning tina pancaran spérma sareng apusan spérma anu diwarnaan ku akridin jeruk. (A, B, D, E) nyaéta mikrograf éléktron scanning warna digital tina spérmatozoa, sareng C sareng F nyaéta mikrograf tina apusan spérma anu diwarnaan ku akridin jeruk anu nunjukkeun napelna sababaraha spérmatozoa anu ngabungkus jaring kaudal. (AC) Agregat spérma dipidangkeun salaku jaringan buntut anu napel (panah). (D) Adhesi sababaraha spérmatozoa (kalayan zat perekat, garis pink, panah) anu ngabungkus buntut. (E sareng F) Agregat sirah spérma (panunjuk) ditutupan ku bahan perekat (panunjuk). Spérma ngabentuk bundelan kalayan sababaraha struktur sapertos pusaran (F). (C) ×400 sareng (F) ×200 pembesaran.
Ngagunakeun mikroskop éléktron transmisi, urang mendakan yén bungkus spérma ngagaduhan buntut anu napel (Gambar 6A, C), sirah anu napel kana buntut (Gambar 6B), atanapi sirah anu napel kana buntut (Gambar 6D). Hulu spérmatozoa dina bungkusna melengkung, némbongan dina daérah inti bagian dua (Gambar 6D). Dina bungkus irisan, spérmatozoa ngagaduhan sirah anu bengkok kalayan dua daérah inti sareng sababaraha daérah flagela (Gambar 5A).
Mikrograf éléktron warna digital anu nunjukkeun buntut panyambung dina bungkus spérma sareng bahan aglutinasi anu nyambungkeun sirah spérma. (A) Buntut spérma anu napel tina sajumlah ageung. Perhatikeun kumaha buntutna katingali dina proyéksi potret (panah) sareng bentang (panah). (B) Hulu (panah) spérma nyambung kana buntut (panah). (C) Sababaraha buntut spérma (panah) napel. (D) Bahan aglutinasi (AS, biru) nyambungkeun opat sirah spérma (wungu).
Mikroskopi éléktron scanning dianggo pikeun ngadeteksi sirah spérma dina bungkus spérma anu ditutupan ku sékrési atanapi mémbran (Gambar 6B), nunjukkeun yén bungkus spérma dihijikeun ku bahan ékstrasélulér. Bahan anu diaglutinasi dikonsentrasikeun dina sirah spérma (rakitan sapertos sirah ubur-ubur; Gambar 5B) sareng ngalegaan ka distal, masihan penampilan konéng anu cemerlang dina mikroskop fluoresensi nalika diwarnaan ku akridin jeruk (Gambar 6C). Zat ieu katingali jelas dina mikroskop scanning sareng dianggap salaku pangiket. Bagian semi-ipis (Gambar 5C) sareng apusan spérma anu diwarnaan ku akridin jeruk nunjukkeun bungkus spérma anu ngandung sirah anu padet sareng buntut anu ngagulung (Gambar 5D).
Rupa-rupa fotomikrograf anu némbongkeun agregasi sirah spérma sareng buntut anu dilipet nganggo rupa-rupa metode. (A) Mikrograf éléktron transmisi warna digital cross-sectional tina bundel spérma anu némbongkeun sirah spérma anu ngagulung kalayan inti dua bagian (biru) sareng sababaraha bagian flagellar (héjo). (B) Mikrograf éléktron scanning warna digital anu némbongkeun gugusan sirah spérma anu siga ubur-ubur (panah) anu sigana katutupan. (C) Bagian semi-ipis anu némbongkeun sirah spérma anu ngahiji (panah) sareng buntut anu ngagulung (panah). (D) Mikrograf tina apusan spérma anu diwarnaan ku akridin jeruk anu némbongkeun agregat sirah spérma (panah) sareng buntut anu ngagulung anu napel (panah). Catet yén zat anu lengket (S) nutupan sirah spérmatozoa. (D) Pembesaran × 1000.
Ngagunakeun mikroskop éléktron transmisi (Gambar 7A), ogé dicatet yén sirah spérma dipelintir sareng inti na bentukna spiral, sakumaha anu dikonfirmasi ku apusan spérma anu diwarnaan ku akridin jeruk sareng dipariksa nganggo mikroskop fluoresensi (Gambar 7B).
(A) Mikrograf éléktron transmisi warna digital sareng (B) Apusan spérma anu diwarnaan ku Akridin jeruk anu nunjukkeun sirah anu ngagulung sareng napelna sirah sareng buntut spérma (panah). (B) Pembesaran × 1000.
Hiji panemuan anu pikaresepeun nyaéta spérma Sharkazi ngahiji pikeun ngabentuk beungkeutan filamén anu gampang gerak. Sipat-sipat beungkeutan ieu ngamungkinkeun urang pikeun ngartos peran anu mungkin dina panyerepan sareng panyimpenan spérmatozoa dina SST.
Saatos kawin, spérma asup kana heunceut sareng ngalaman prosés seleksi anu sengit, anu ngahasilkeun ngan ukur jumlah spérma anu kawates anu asup kana SST15,16. Nepi ka ayeuna, mékanisme kumaha spérma asup sareng kaluar tina SST teu acan jelas. Dina hayam, spérmatozoa disimpen dina SST salami 2 dugi ka 10 minggu, gumantung kana spésiésna6. Kontroversi masih aya ngeunaan kaayaan mani salami disimpen dina SST. Naha aranjeunna gerak atanapi istirahat? Kalayan kecap sanésna, kumaha sél spérma ngajaga posisina dina SST salami lami?
Forman4 ngusulkeun yén tempat cicing sareng éjeksi SST tiasa dijelaskeun dina hal motilitas spérma. Panulis ngahipotésis yén spérma ngajaga posisina ku cara ngojay ngalawan aliran cairan anu didamel ku épitél SST sareng spérma dikaluarkeun tina SST nalika kecepatanna turun di handap titik dimana aranjeunna mimiti gerak ka tukang kusabab kakurangan énergi. Zaniboni5 mastikeun ayana akuaporin 2, 3, sareng 9 dina bagian apikal sél épitél SST, anu sacara teu langsung tiasa ngadukung modél panyimpenan spérma Foreman. Dina panilitian ayeuna, kami mendakan yén ampir satengah tina spérmatozoa Sharkashi nunjukkeun réologi positip dina cairan anu ngalir, sareng yén bungkus spérma anu diaglutinasi ningkatkeun jumlah spérmatozoa anu nunjukkeun réologi positip, sanaos aglutinasi ngalambatkeunana. Kumaha sél spérma ngarambat ka luhur tuba fallopi manuk ka tempat fértilisasi teu acan kahartos sapinuhna. Dina mamalia, kemoatraktan cairan folikel narik spermatozoa. Nanging, kemoatraktan dipercaya ngarahkeun spermatozoa pikeun ngadeukeutan jarak anu jauh7. Ku kituna, mékanisme séjén tanggung jawab kana transportasi spérma. Kamampuh spérma pikeun ngarahkeun sareng ngalir ngalawan cairan tuba fallopi anu dileupaskeun saatos kawin parantos dilaporkeun janten faktor utama dina narékahan spérma dina beurit. Parker 17 ngusulkeun yén spérmatozoa meuntas oviduk ku cara ngojay ngalawan arus silia dina manuk sareng réptil. Sanaos teu acan dibuktikeun sacara ékspériméntal dina manuk, Adolphi18 mangrupikeun anu mimiti mendakan yén spérma manuk masihan hasil anu positip nalika lapisan cairan ipis antara coverslip sareng slide didamel ku strip kertas filter. Rheology. Hino sareng Yanagimachi [19] nempatkeun kompleks ovarium-tuba-rahim beurit dina cincin perfusi sareng nyuntikkeun 1 µl tinta kana isthmus pikeun ngabayangkeun aliran cairan dina tuba fallopi. Aranjeunna perhatikeun gerakan kontraksi sareng rélaxasi anu aktip pisan dina tuba fallopi, dimana sadaya bal tinta terus-terusan ngalih ka arah ampula tuba fallopi. Panulis nekenkeun pentingna aliran cairan tuba ti tuba fallopi handap ka luhur pikeun ngangkat spérma sareng fértilisasi. Brillard20 ngalaporkeun yén dina hayam sareng kalkun, spérmatozoa migrasi ku gerakan aktif ti lawang heunceut, dimana aranjeunna disimpen, ka sambungan utero-vaginal, dimana aranjeunna disimpen. Nanging, gerakan ieu henteu diperyogikeun antara sambungan uterovaginal sareng infundibulum sabab spérmatozoa diangkut ku pamindahan pasif. Nyaho rekomendasi sateuacana ieu sareng hasil anu diala dina panilitian ayeuna, tiasa dianggap yén kamampuan spérmatozoa pikeun ngalih ka luhur (réologi) mangrupikeun salah sahiji sipat anu janten dasar prosés seleksi. Ieu nangtukeun jalanna spérmatozoa ngaliwatan heunceut sareng asupna kana CCT pikeun disimpen. Sakumaha anu disarankeun ku Forman4, ieu ogé tiasa ngagampangkeun prosés spérma asup ka SST sareng habitatna salami periode waktos teras kaluar nalika kecepatanana mimiti ngalambat.
Di sisi séjén, Matsuzaki sareng Sasanami 21 ngusulkeun yén spérmatozoa manuk ngalaman parobahan motilitas tina dormansi ka motilitas dina saluran réproduktif jalu sareng bikang. Inhibisi motilitas spérma anu cicing dina SST parantos diusulkeun pikeun ngajelaskeun waktos panyimpenan spérma anu lami teras peremajaan saatos ninggalkeun SST. Dina kaayaan hipoksia, Matsuzaki et al. 1 ngalaporkeun produksi sareng pelepasan laktat anu luhur dina SST, anu tiasa nyababkeun inhibisi motilitas spérma anu cicing. Dina hal ieu, pentingna réologi spérma katingali dina pamilihan sareng panyerepan spérmatozoa, sanés dina panyimpenanna.
Pola aglutinasi spérma dianggap minangka katerangan anu masuk akal pikeun periode panyimpenan spérma anu panjang dina SST, sabab ieu mangrupikeun pola umum ingetan spérma dina unggas2,22,23. Bakst et al. 2 niténan yén kalolobaan spérmatozoa napel silih, ngabentuk agrégat fascicular, sareng spérmatozoa tunggal jarang kapanggih dina CCM puyuh. Di sisi anu sanés, Wen et al. 24 niténan spérmatozoa anu langkung sumebar sareng langkung sakedik gumpalan spérmatozoa dina lumen SST dina hayam. Dumasar kana pangamatan ieu, tiasa dianggap yén kacenderungan aglutinasi spérma béda-béda antara manuk sareng antara spérmatozoa dina éjakulasi anu sami. Salaku tambahan, Van Krey et al. 9 ngusulkeun yén disosiasi acak tina spérmatozoa anu diaglutinasi tanggung jawab kana penetrasi spérmatozoa laun-laun kana lumen tuba fallopi. Numutkeun hipotesis ieu, spérmatozoa anu gaduh kapasitas aglutinasi anu langkung handap kedah dikaluarkeun tina SST heula. Dina kontéks ieu, kamampuan spérmatozoa pikeun ngaaglutinasi tiasa janten faktor anu mangaruhan hasil kompetisi spérma dina manuk kotor. Salian ti éta, beuki lila spérma anu diaglutinasi ngadisosiasi, beuki lila kasuburan dijaga.
Sanaos agregasi sareng agregasi spérmatozoa kana bungkus parantos dititénan dina sababaraha panilitian2,22,24, éta henteu acan dijelaskeun sacara rinci kusabab kompleksitas observasi kinematikna dina SST. Sababaraha usaha parantos dilakukeun pikeun nalungtik aglutinasi spérma in vitro. Agregasi anu éksténsif tapi samentawis dititénan nalika kawat ipis dicabut tina tetesan siki anu ngagantung. Ieu nyababkeun kanyataan yén gelembung anu manjang nonjol tina tetesan, niru kelenjar mani. Kusabab watesan 3D sareng waktos pangeringan tetesan anu pondok, sakumna blok gancang ruksak9. Dina panilitian ayeuna, nganggo hayam Sharkashi sareng chip mikrofluida, kami tiasa ngajelaskeun kumaha gumpalan ieu kabentuk sareng kumaha aranjeunna gerak. Bundel spérma kabentuk langsung saatos pangumpulan mani sareng kapendak gerak dina spiral, nunjukkeun réologi positip nalika aya dina aliran. Salajengna, nalika ditingali sacara makroskopis, bundel spérma parantos dititénan ningkatkeun linieritas motilitas dibandingkeun sareng spérmatozoa anu diisolasi. Ieu nunjukkeun yén aglutinasi spérma tiasa kajantenan sateuacan penetrasi SST sareng produksi spérma henteu diwatesan ku daérah alit kusabab setrés sapertos anu disarankeun sateuacanna (Tingari sareng Lake12). Salila formasi tuft, spérmatozoa ngojay sacara sinkron dugi ka ngabentuk sambungan, teras buntutna silih ngagulung sareng sirah spérmatozoa tetep bébas, tapi buntut sareng bagian distal spérmatozoa nempel babarengan sareng zat anu lengket. Ku alatan éta, sirah ligamén anu bébas tanggung jawab kana gerakan éta, nyered sésana ligamén. Mikroskopi éléktron scanning tina bundel spérma nunjukkeun sirah spérma anu napel ditutupan ku seueur bahan anu lengket, nunjukkeun yén sirah spérma napel dina bundel istirahat, anu panginten kajantenan saatos ngahontal tempat panyimpenan (SST).
Nalika apusan spérma diwarnaan ku akridin jeruk, bahan perekat ekstrasélular di sabudeureun sél spérma tiasa katingali dina mikroskop fluoresensi. Zat ieu ngamungkinkeun bundelan spérma napel sareng nempel kana permukaan atanapi partikel di sakurilingna supados henteu ngambang sareng aliran di sakurilingna. Ku kituna, pangamatan kami nunjukkeun peran adhesi spérmatozoa dina bentuk bundelan anu tiasa gerak. Kamampuhna pikeun ngojay ngalawan arus sareng nempel kana permukaan caket dieu ngamungkinkeun spérma cicing langkung lami dina SST.
Rothschild25 nganggo kaméra hemositometer pikeun nalungtik distribusi mani sapi anu ngambang dina tetesan suspénsi, nyandak fotomikrograf ngaliwatan kaméra kalayan sumbu optik vertikal sareng horizontal mikroskop. Hasilna nunjukkeun yén spérmatozoa katarik kana permukaan kamar. Para panulis nunjukkeun yén tiasa aya interaksi hidrodinamik antara spérma sareng permukaan. Kalayan merhatoskeun ieu, sajaba ti kamampuan mani hayam Sharkashi pikeun ngabentuk gumpalan anu lengket, éta tiasa ningkatkeun kamungkinan yén mani bakal nempel kana témbok SST sareng disimpen salami waktos anu lami.
Bccetti sareng Afzeliu26 ngalaporkeun yén glikokaliks spérma diperyogikeun pikeun pangakuan gamét sareng aglutinasi. Forman10 niténan yén hidrolisis beungkeut α-glikosidik dina lapisan glikoprotein-glikolipid ku cara ngubaran mani manuk ku neuraminidase nyababkeun turunna kasuburan tanpa mangaruhan motilitas spérma. Panulis nunjukkeun yén pangaruh neuraminidase kana glikokaliks ngaganggu sekuestrasi spérma dina sambungan utero-vaginal, sahingga ngirangan kasuburan. Panemuan aranjeunna teu tiasa ngalalaworakeun kamungkinan yén pangobatan neuraminidase tiasa ngirangan pangakuan spérma sareng oosit. Forman sareng Engel10 mendakan yén kasuburan turun nalika hayam diinseminasi sacara intravaginal ku mani anu dirawat ku neuraminidase. Nanging, IVF sareng spérma anu dirawat ku neuraminidase henteu mangaruhan kasuburan dibandingkeun sareng hayam kontrol. Para panulis nyimpulkeun yén parobahan dina lapisan glikoprotein-glikolipid di sabudeureun mémbran spérma ngirangan kamampuan spérma pikeun ngabuahan ku cara ngaganggu sekuestrasi spérma dina sambungan utero-vaginal, anu antukna ningkatkeun leungitna spérma kusabab kecepatan sambungan utero-vaginal, tapi henteu mangaruhan pangakuan spérma sareng endog.
Dina kalkun, Bakst sareng Bauchan 11 mendakan vesikel leutik sareng fragmen mémbran dina lumen SST sareng niténan yén sababaraha granul ieu parantos ngahiji sareng mémbran spérma. Para panulis nunjukkeun yén hubungan ieu tiasa nyumbang kana panyimpenan spérmatozoa jangka panjang dina SST. Nanging, para panaliti henteu netepkeun sumber partikel ieu, naha éta disékrésikeun ku sél épitél CCT, dihasilkeun sareng disékrésikeun ku sistem réproduktif lalaki, atanapi dihasilkeun ku spérma sorangan. Ogé, partikel ieu tanggung jawab pikeun aglutinasi. Grützner et al27 ngalaporkeun yén sél épitél épididimis ngahasilkeun sareng nyékrésikeun protéin khusus anu diperyogikeun pikeun ngabentuk saluran mani pori-pori tunggal. Para panulis ogé ngalaporkeun yén dispersi bundel ieu gumantung kana interaksi protéin épididimis. Nixon et al28 mendakan yén adnexa nyékrésikeun protéin, osteonektin anu beunghar sistein asam; SPARC kalibet dina ngabentuk jumbai spérma dina echidna sareng platipus anu paruh pondok. Panyebaran sinar-sinar ieu aya patalina jeung leungitna protéin ieu.
Dina panilitian ayeuna, analisis ultrastruktural nganggo mikroskop éléktron nunjukkeun yén spérmatozoa napel kana sajumlah ageung bahan padet. Zat-zat ieu dianggap tanggung jawab kana aglutinasi anu ngembun di antara sareng di sakitar sirah anu napel, tapi dina konsentrasi anu langkung handap di daérah buntut. Kami nganggap yén zat aglutinasi ieu dikaluarkeun tina sistem réproduktif lalaki (epididimis atanapi vas deferens) sareng mani, sabab urang sering niténan mani misah tina limfa sareng plasma mani nalika éjakulasi. Parantos dilaporkeun yén nalika spérmatozoa manuk ngaliwat epididimis sareng vas deferens, aranjeunna ngalaman parobahan anu aya hubunganana sareng maturasi anu ngadukung kamampuanana pikeun ngabeungkeut protéin sareng kéngingkeun glikoprotein anu aya hubunganana sareng lema plasma. Persistensi protéin ieu dina mémbran spérma anu cicing di SST nunjukkeun yén protéin ieu tiasa mangaruhan akuisisi stabilitas mémbran spérma 30 sareng nangtukeun kasuburanana 31. Ahammad et al32 ngalaporkeun yén spérmatozoa anu diala ti sababaraha bagian sistem réproduktif lalaki (ti testis dugi ka vas deferens distal) nunjukkeun paningkatan viabilitas anu progresif dina kaayaan panyimpenan cair, henteu paduli suhu panyimpenan, sareng viabilitas dina hayam ogé ningkat dina tuba fallopi saatos inseminasi jieunan.
Gulungan mani hayam Sharkashi mibanda ciri sareng fungsi anu béda ti spésiés sanés sapertos echidna, platipus, beurit kai, beurit kijang, sareng marmut. Dina hayam Sharkasi, formasi gulungan mani ngirangan kecepatan ngojayna dibandingkeun sareng spermatozoa tunggal. Nanging, gulungan ieu ningkatkeun persentase spermatozoa anu positip sacara réologis sareng ningkatkeun kamampuan spermatozoa pikeun nyetabilkeun dirina dina lingkungan anu dinamis. Ku kituna, hasil panilitian kami mastikeun saran sateuacana yén aglutinasi mani dina SST aya hubunganana sareng panyimpenan mani jangka panjang. Kami ogé ngahipotésis yén kacenderungan mani pikeun ngabentuk gulungan mani tiasa ngontrol laju leungitna mani dina SST, anu tiasa ngarobih hasil kompetisi mani. Numutkeun anggapan ieu, spermatozoa kalayan kapasitas aglutinasi anu handap ngaleupaskeun SST heula, sedengkeun spermatozoa kalayan kapasitas aglutinasi anu luhur ngahasilkeun kaseueuran turunan. Pembentukan gulungan mani pori tunggal mangpaat sareng mangaruhan babandingan kolot-anak, tapi nganggo mékanisme anu béda. Dina ekidna sareng platipus, spérmatozoa disusun sajajar silih pikeun ningkatkeun kecepatan sinar ka hareup. Bundelan ekidna gerak sakitar tilu kali langkung gancang tibatan spérmatozoa tunggal. Dipercaya yén formasi gumpalan spérma sapertos kitu dina ekidna mangrupikeun adaptasi évolusionér pikeun ngajaga dominasi, kumargi bikangna promiscuous sareng biasana kawin sareng sababaraha jalu. Ku alatan éta, spérmatozoa tina éjakulasi anu béda-béda bersaing sengit pikeun fértilisasi endog.
Spermatozoa anu diaglutinasi tina hayam sharkasi gampang divisualisasikeun nganggo mikroskop fase kontras, anu dianggap nguntungkeun sabab ngamungkinkeun diajar paripolah spermatozoa sacara in vitro. Mékanisme formasi gumpalan spérma ngamajukeun réproduksi dina hayam sharkasi ogé béda ti anu katingali dina sababaraha mamalia plasénta anu ngagambarkeun paripolah spérma kooperatif sapertos beurit kai, dimana sababaraha spérmatozoa ngahontal endog, ngabantosan individu anu aya hubunganana ngahontal sareng ngaruksak endogna. pikeun ngabuktikeun diri anjeun. paripolah altruistik. Fértilisasi diri 34. Conto sanés tina paripolah kooperatif dina spermatozoa kapanggih dina beurit kijang, dimana spermatozoa tiasa ngaidentipikasi sareng ngahiji sareng spermatozoa anu paling aya hubunganana sacara genetik sareng ngabentuk kelompok kooperatif pikeun ningkatkeun kecepatanana dibandingkeun sareng spermatozoa anu teu aya hubunganana35.
Hasil anu diala dina panilitian ieu henteu bertentangan sareng téori Foman ngeunaan panyimpenan spérmatozoa jangka panjang dina SWS. Para panaliti ngalaporkeun yén sél spérma terus gerak dina aliran sél épitél anu ngalapis SST salami waktos anu lami, sareng saatos waktos anu tangtu, cadangan énergi sél spérma béak, anu nyababkeun panurunan kecepatan, anu ngamungkinkeun pangusiran zat beurat molekul leutik. énergi spérmatozoa kalayan aliran cairan tina lumen SST Rongga tuba fallopi. Dina panilitian ayeuna, urang niténan yén satengah tina spérma tunggal nunjukkeun kamampuan pikeun ngojay ngalawan cairan anu ngalir, sareng adhesi na dina bungkus ningkatkeun kamampuan na pikeun nunjukkeun réologi positip. Salajengna, data kami saluyu sareng data Matsuzaki et al. 1 anu ngalaporkeun yén paningkatan sékrési laktat dina SST tiasa ngahalangan motilitas spérma anu cicing. Nanging, hasil kami ngajelaskeun formasi ligamén motil spérma sareng paripolah réologisna dina ayana lingkungan dinamis dina mikrokanal dina usaha pikeun ngajelaskeun paripolahna dina SST. Panalungtikan ka hareup tiasa museur kana nangtukeun komposisi kimia sareng asal-usul agén aglutinasi, anu pasti bakal ngabantosan para panaliti ngembangkeun cara-cara énggal pikeun nyimpen mani cair sareng ningkatkeun durasi kasuburan.
Lima belas manuk sharkasi jalu beuheung bulistir umur 30 minggu (dominan homozigot; Na Na) dipilih salaku donor spérma dina ieu panalungtikan. Manuk-manuk ieu dipiara di Peternakan Unggas Panalungtikan Fakultas Pertanian, Universitas Ashit, Gubernur Ashit, Mesir. Manuk-manuk ieu ditempatkeun dina kandang individu (30 x 40 x 40 cm), dibéré program cahaya (16 jam cahaya sareng 8 jam poék) sareng dibéré dahareun anu ngandung 160 g protéin kasar, 2800 kkal énergi anu tiasa dimetabolisme, masing-masing 35 g kalsium. 5 gram fosfor anu sayogi per kilogram dahareun.
Numutkeun data 36, ​​​​37, mani dikumpulkeun ti lalaki ku cara dipijet beuteung. Sajumlah 45 sampel mani dikumpulkeun ti 15 lalaki salami 3 dinten. Mani (n = 15/dinten) langsung diéncérkeun 1:1 (v:v) ku Belsville Poultry Semen Diluent, anu ngandung kalium difosfat (1,27 g), monosodium glutamat monohidrat (0,867 g), fruktosa (0,5 d) natrium anhidrat, asetat (0,43 g), tris(hidroksimetil)aminometana (0,195 g), kalium sitrat monohidrat (0,064 g), kalium monofosfat (0,065 g), magnésium klorida (0,034 g) sareng H2O (100 ml), pH = 7, 5, osmolaritas 333 mOsm/kg38. Sampel mani anu diéncérkeun mimitina dipariksa dina mikroskop cahaya pikeun mastikeun kualitas mani anu saé (kalembaban) teras disimpen dina bak cai dina suhu 37°C dugi ka dianggo dina satengah jam saatos dikumpulkeun.
Kinematika sareng reologi spérmatozoa dijelaskeun nganggo sistem alat mikrofluida. Sampel mani salajengna diéncérkeun janten 1:40 dina Pengencer Semen Burung Beltsville, dimuat kana alat mikrofluida (tingali di handap), sareng parameter kinétik ditangtukeun nganggo sistem Analisis Semen Terkomputerisasi (CASA) anu sateuacanna dikembangkeun pikeun karakterisasi mikrofluida. ngeunaan mobilitas spérmatozoa dina média cair (Departemen Téknik Mesin, Fakultas Téknik, Universitas Assiut, Mesir). Plugin ieu tiasa diunduh di: http://www.assiutmicrofluidics.com/research/casa39. Kecepatan kurva (VCL, μm/s), kecepatan linier (VSL, μm/s) sareng kecepatan lintasan rata-rata (VAP, μm/s) diukur. Pidéo spérmatozoa dicandak nganggo mikroskop kontras fase Optika XDS-3 anu dibalikkeun (kalayan objektif 40x) anu disambungkeun ka kaméra Tucson ISH1000 dina 30 fps salami 3 detik. Anggo perangkat lunak CASA pikeun nalungtik sahenteuna tilu daérah sareng 500 lintasan spérma per sampel. Pidéo anu dirékam diolah nganggo CASA buatan bumi. Définisi motilitas dina plug-in CASA dumasar kana kecepatan ngojay spérma dibandingkeun sareng laju aliran, sareng henteu kalebet parameter sanés sapertos gerakan sisi-ka-sisi, sabab ieu parantos kapendak langkung dipercaya dina aliran cairan. Gerakan réologis digambarkeun salaku gerakan sél spérma ngalawan arah aliran cairan. Spermatozoa kalayan sipat réologis dibagi ku jumlah spérmatozoa anu motil; spérmatozoa anu istirahat sareng spérmatozoa anu gerak sacara konvéktif dikaluarkeun tina itungan.
Sadaya bahan kimia anu dianggo dicandak ti Elgomhoria Pharmaceuticals (Kairo, Mesir) kecuali upami aya katerangan sanés. Alat ieu diproduksi sapertos anu dijelaskeun ku El-sherry et al. 40 kalayan sababaraha modifikasi. Bahan anu dianggo pikeun ngadamel mikrokanal kalebet pelat kaca (Howard Glass, Worcester, MA), SU-8-25 negative resist (MicroChem, Newton, CA), diacetone alcohol (Sigma Aldrich, Steinheim, Jerman), sareng poliacetone. -184, Dow Corning, Midland, Michigan). Mikrokanal didamel nganggo litografi lemes. Mimitina, masker pelindung raray anu jelas kalayan desain mikrokanal anu dipikahoyong dicitak dina printer résolusi tinggi (Prismatic, Cairo, Egypt and Pacific Arts and Design, Markham, ON). Master didamel nganggo pelat kaca salaku substrat. Pelat dibersihkeun dina aseton, isopropanol sareng cai deionisasi teras dilapis ku lapisan 20 µm SU8-25 ku palapis spin (3000 rpm, 1 menit). Lapisan SU-8 teras dikeringkeun lalaunan (65°C, 2 menit sareng 95°C, 10 menit) teras dipanaskeun dina radiasi UV salami 50 detik. Panggang saatos dipapar dina suhu 65°C sareng 95°C salami 1 menit sareng 4 menit pikeun ngaitkeun silang lapisan SU-8 anu kakeunaan, dituturkeun ku dikembangkeun dina alkohol diacetone salami 6,5 menit. Panggang wafel dina oven (200°C salami 15 menit) pikeun langkung ngamantapkeun lapisan SU-8.
PDMS disiapkeun ku cara nyampur monomer sareng pengeras dina babandingan beurat 10:1, teras didegaskeun dina desikator vakum sareng dituang kana pigura utama SU-8. PDMS dikeringkeun dina oven (120°C, 30 menit), teras saluranna dipotong, dipisahkeun tina master, sareng dilubangi supados tabung tiasa dipasang dina inlet sareng outlet microchannel. Pamungkas, microchannel PDMS dipasang sacara permanén kana slide mikroskop nganggo prosesor korona portabel (Electro-Technic Products, Chicago, IL) sapertos anu dijelaskeun di tempat sanés. Microchannel anu dianggo dina panilitian ieu ukuranana 200 µm × 20 µm (L × T) sareng panjangna 3,6 cm.
Aliran cairan anu diinduksi ku tekanan hidrostatik di jero mikrokanal kahontal ku cara ngajaga tingkat cairan dina wadah asupan di luhur bédana jangkungna Δh39 dina wadah kaluar (Gambar 1).
dimana f nyaéta koefisien gesekan, dihartikeun salaku f = C/Re pikeun aliran laminar dina saluran pasagi panjang, dimana C nyaéta konstanta gumantung kana rasio aspék saluran, L nyaéta panjang mikrokanal, Vav nyaéta kecepatan rata-rata di jero mikrokanal, Dh nyaéta diaméter hidrolik saluran, g – akselerasi gravitasi. Ngagunakeun persamaan ieu, kecepatan rata-rata saluran tiasa diitung ngagunakeun persamaan ieu: