一种基于能量梯度的精子活力评价方法技术

本发明专利技术涉及一种基于能量梯度的精子活力评价方法，基于随机化二值互补掩模策略，生成二值互补掩模板和多个用于生成单个光斑的光栅相位图，合成得到单个用于生成点阵光学陷阱的全息图；将所得全息图加载至空间光调制器上，对出射光场进行相位调控，得到具有能量梯度的光学陷阱阵列；根据所得具有能量梯度的光学陷阱阵列，对微流体通道中的一批精子进行捕获，观测并追踪每个被捕获精子在各能量梯度光学陷阱中的逃脱过程，从而完成基于能量梯度的精子活力评价。本发明专利技术能够定量、快速、简易测量精子运动活力。

【技术实现步骤摘要】
一种基于能量梯度的精子活力评价方法
本专利技术涉及检测体外精子质量、体外辅助生殖领域和人工授精技术，特别涉及一种基于能量梯度的精子活力评价方法，在大批量精子活力检测中应用。
技术介绍
在养殖产业或辅助生殖等领域，筛选出高质量的精子是提高人工授精效率的关键。精子质量的评估依赖于诸多生物标记物，包括精子比容、精子密度、渗透浓度、精浆pH值、精浆化学组分、酶活力、ATP浓度、运动活力、形态和超微结构、受精能力等。而精子运动活力由于易于评估而常被作为精子质量衡量的重要参数。精子运动活力的评价分为主观法、半定量法和定量计算机辅助法。其中，主观法是根据视野内运动精子的百分比，将精子运动活力分为5个等级：1)0级，即无运动状态；2)1级，即多达25％的精子在移动；3)2级，即多达50％的精子在移动；4)3级，即多达75％的精子在移动；5)4级，即超过75％的精子在移动。由此可见，主观法依赖于经验丰富的评价者，无法得到统计结果，而且测量并不可靠。为了增加精子运动活力测量的准确性，可以通过两个或多个独立观察者对精子运动能力进行半定量分析，具体而言，记录的精子运动本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于能量梯度的精子活力评价方法，其特征在于实现步骤为：/n第一步，基于随机化二值互补掩模策略，生成二值互补掩模板和多个用于生成单个光斑的光栅相位图，合成得到单个用于生成点阵光学陷阱的全息图，即合成相位；/n第二步，将第一步所得合成相位加载至空间光调制器上，对出射光场进行相位调控，得到具有N个能量梯度的光学陷阱阵列；/n第三步，根据第二步所得具有N个能量梯度的光学陷阱阵列，对微流体通道中的一批精子进行捕获；具体实现如下：/n采用相机记录微流体通道中的一批精子的捕获和逃脱过程，再通过粒子追踪算法，获取其中每个精子在相机视场中的位置，比对N个能量梯度光学陷阱的位置与每个精子的位置，获取每个精...

【技术特征摘要】
1.一种基于能量梯度的精子活力评价方法，其特征在于实现步骤为：
第一步，基于随机化二值互补掩模策略，生成二值互补掩模板和多个用于生成单个光斑的光栅相位图，合成得到单个用于生成点阵光学陷阱的全息图，即合成相位；
第二步，将第一步所得合成相位加载至空间光调制器上，对出射光场进行相位调控，得到具有N个能量梯度的光学陷阱阵列；
第三步，根据第二步所得具有N个能量梯度的光学陷阱阵列，对微流体通道中的一批精子进行捕获；具体实现如下：
采用相机记录微流体通道中的一批精子的捕获和逃脱过程，再通过粒子追踪算法，获取其中每个精子在相机视场中的位置，比对N个能量梯度光学陷阱的位置与每个精子的位置，获取每个精子在光学陷阱中的停留时间，若视场中每个精子在设定的N个能量梯度光学陷阱处均有停留，表明相机视场中这一批精子能够被光学陷阱捕获，若其中单个精子能够被各能量梯度的光学陷阱捕获，则评估精子活力最弱，标记该精子活力等级为1，若单个精子只能被最强能量的光学陷阱捕获，则标记该精子活力等级为N，从而定性表征视场中每个精子活力，其中N取值原则上依据相机视场中精子数量和空间光调制器的分辨率来设定；另外，通过外部注射培养液的恒速流动，确定相机视场中每个精子逃脱的速度阈值，以此速度阈值作为这些精子活力表征的定量依据，若单个精子在设定的速度最小值v1下能够从光学陷阱中逃脱，则以此速度作为精子活力的评估指标；而若单个精子在设定的速度最...

【专利技术属性】
技术研发人员：张青川，徐探，吴尚犬，
申请(专利权)人：中国科学技术大学，
类型：发明
国别省市：安徽;34