CN113092430A - 一种精子活性氧含量测定装置及其测定方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种精子活性氧含量测定装置，它包括底座、固设于底座上的安装板，安装板上铰接有摆动板，摆动板上固设有第一试管，第一试管的下端部贯穿摆动板设置，且其底部连接有阀门I，阀门I的底部连接有第二试管，第二试管的底部连接有节流阀，第一试管和第二试管的外部均固设有超声波发生器，安装板上还设置有位于摆动板下方的摆动板驱动机构，摆动板驱动机构包括固定板、电机A、减速器A和凸轮，固定板固设于安装板上，且位于摆动板的正下方。本发明的有益效果是：结构紧凑、提高精液中活性氧含量检测效率、混匀效率高、混合均匀、操作简单。
Description
技术领域
本发明涉及精子生化指标体外检测的技术领域，特别是一种精子活性氧含量测定装置及其测定方法。
背景技术
活性氧(reactiveoxygenspecies，ROS)是指机体内或者自然环境中化学性质活泼、氧化能力很强的一类含氧物质。活性氧是氧的代谢产物，包括超氧阴离子、过氧化氢、氢氧基、过氧羟自由基、氧化亚氮等。过高浓度的活性氧可以诱导细胞的脂类、蛋白和DNA氧化损伤，从而启动病理变化。
由于男方原因造成女方不孕者，称为男性不育，约占整个不育因素的50％，其中在25％-40％的不育男性人群中发现有高水平的活性氧类物质。研究表明，生理水平的ROS是必需的，ROS在维持男性生殖生理功能如细胞信号转导、激素的产生、精子获能、顶体反应以及精子活力等方面发挥着重要作用。但当ROS含量过高超过机体抗氧化体系的还原能力时，会导致氧化应激，可引起精子膜脂质过氧化损伤、精子DNA损伤、精子线粒体损伤及细胞凋亡，从而破坏精子功能和存活，引起男性不孕不育，所以活性氧水平是判断男性精子质量的重要实验室指标。
现有测定精子活性氧含量的方法是先将待检精液填装到试管内，再向试管内加入一定量磷酸盐缓冲溶液，操作人员摇晃试管以使磷酸盐缓冲溶液与待检精液充分混合，混合一段时间后，再向试管内加入一定量的DCFH-DA荧光探针溶液，操作人员在摇晃试管，以使DCFH-DA荧光探针溶液与精子混合，DCFH-DA进入精子细胞内后，被精子细胞内的酯酶水解生成DCFH，之后精子细胞内的活性氧氧化无荧光的DCFH，氧化后生成有荧光的DCF，由于DCFH不能通过细胞膜，因此通过在荧光显微镜下观察DCF的荧光强度进而直观检测细胞内活性氧水平。
然而，这种方法虽然能够测定出精子活性氧含量，但是仍然存在以下缺陷：I、人工摇晃试管时，需要摇晃很长时间才能彻底将待检测精液与磷酸盐缓冲溶液摇匀，延长了精液的检测时间，进而降低了精液中活性氧含量的检测效率。II、人工摇晃试管时，可能将精液与磷酸盐缓冲溶液的混合液摇晃出来，非常不方便后期打扫桌面卫生。III、当两次混合后，需要将精液与DCFH-DA荧光探针溶液的混合液滴加到涂片上，再将涂片放置到荧光显微镜下进行观察，这无疑是增加了测定工序，进一步的降低了精液中活性氧含量的检测效率。因此亟需一种提高精液中活性氧含量检测效率、混匀效率高、混合均匀的精子活性氧含量测定装置。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种结构紧凑、提高精液中活性氧含量检测效率、混匀效率高、混合均匀、操作简单的精子活性氧含量测定装置及其测定方法。
本发明的目的通过以下技术方案来实现：一种精子活性氧含量测定装置，它包括底座、固设于底座上的安装板，所述安装板上铰接有摆动板，摆动板上固设有第一试管，第一试管的下端部贯穿摆动板设置，且其底部连接有阀门I，阀门I的底部连接有第二试管，第二试管的底部连接有节流阀，所述第一试管和第二试管的外部均固设有超声波发生器，所述安装板上还设置有位于摆动板下方的摆动板驱动机构，摆动板驱动机构包括固定板、电机A、减速器A和凸轮，固定板固设于安装板上，且位于摆动板的正下方，电机A和减速器A均固设于固定板上，电机A的输出轴与减速器A的输入轴经联轴器连接，减速器A的输出轴朝前设置，减速器A的输出轴上安装有凸轮，凸轮与摆动板的底表面相切。
所述第二试管的底部连接有锥形出液管。
所述底座上还设置有涂片转移机构和荧光显微镜，荧光显微镜的机座支撑于底座的顶表面上，且设置于涂片转移机构的右侧。
所述涂片转移机构包括电机B、减速器B和连接架，所述电机B和减速器B均固设于底座的顶表面上，电机B的输出轴与减速器B的输入轴经联轴器连接，减速器B的输出轴朝上设置，减速器B的输出轴上安装有转盘，所述连接架的一端固设于转盘上，连接架的另一端固设有限位盒，限位盒内放置有涂片，涂片设置于锥形出液管的正下方。
所述摆动板内开设有安装孔，所述第一试管与安装孔过盈配合。
所述安装板上设置有位于第一试管正上方的赶液机构。
所述赶液机构包括横梁、伺服电缸和活塞，所述横梁固设于安装板的顶部，伺服电缸垂向设置且其缸筒固设于横梁上，伺服电缸的活塞杆贯穿横梁设置，且活塞杆上固设有活塞，活塞与第一试管的内壁滑动配合，所述活塞上设置有阀门II和阀门III，所述阀门II和阀门III设置于活塞杆的两侧，且均与第一试管连通。
所述伺服电缸的缸筒上固设有法兰盘，所述法兰盘经螺钉固设于横梁上。
所述底座的底部固设有多根支撑于桌台上的支撑腿。
所述装置测定精子活性氧含量方法，它包括以下步骤：
S1、磷酸盐缓冲溶液与待检测精液的摇匀，其具体操作步骤为：
S11、操作人员打开阀门II，经阀门II向第一试管内加入一定量的待检测精液，随后经阀门II向第一试管内加入一定量的磷酸盐缓冲溶液，随后关闭阀门II；
S12、操作人员打开电机A，电机A输出的转矩经减速器A减速后传递给凸轮，凸轮带动摆动板绕着摆动板与安装板的铰接点做上下运动，同时打开第一试管外部的超声波发生器，超声波发生器发出的超声波加快磷酸盐缓冲溶液与待检测精液混匀，混合一段时间后，关闭电机A，从而实现了磷酸盐缓冲溶液与待检测精液的摇匀；
S2、DCFH-DA荧光探针溶液与待检测精液的摇匀，其具体操作步骤为：
S21、操作人员打开阀门II，经阀门II向第一试管内加入一定量的DCFH-DA荧光探针溶液，随后关闭阀门II；
S22、操作人员打开电机A，凸轮带动摆动板绕着摆动板与安装板的铰接点做上下运动，混合一段时间后，关闭电机A，从而实现了DCFH-DA荧光探针溶液与待检测精液的摇匀，在摇晃过程中，DCFH-DA进入精子细胞内后，被精子细胞内的酯酶水解生成DCFH，之后精子细胞内的活性氧氧化无荧光的DCFH，氧化后生成有荧光的DCF；
S3、打开阀门I，第一试管内的精液混合液在重力下穿过阀门I而流入到第二试管内，同时打开伺服电缸，伺服电缸带动活塞杆向下运动，活塞杆带动活塞沿着第一试管内壁向下运动，以加快混合液排放到第二试管内；
S4、精液混合液的取样，操作人员打开节流阀，精液混合液的取样顺次穿过节流阀、锥形出液管而滴落在涂片上，随后立即关闭节流阀，从而实现了精液混合液的取样；
S5、精液混合液的取样的检测，打开电机B，电机B的转矩经减速器B减速后带动转盘转动，转盘带动连接架绕转盘中心转动，转盘带动限位盒及涂片转动一定角度，此时涂片刚好处于荧光显微镜的观察镜头的正下方，通过荧光显微镜便可观察被染色精子的数量，即可测定出活性氧含量。
本发明具有以下优点：
1、本发明的摆动板驱动机构包括固定板、电机A、减速器A和凸轮，固定板固设于安装板上，且位于摆动板的正下方，电机A和减速器A均固设于固定板上，电机A的输出轴与减速器A的输入轴经联轴器连接，减速器A的输出轴朝前设置，减速器A的输出轴上安装有凸轮，凸轮与摆动板的底表面相切，当磷酸盐缓冲溶液与待检测精液的摇匀时，电机A输出的转矩经减速器A减速后传递给凸轮，凸轮带动摆动板绕着摆动板与安装板的铰接点做上下运动，同时打开第一试管外部的超声波发生器，超声波发生器发出的超声波加快磷酸盐缓冲溶液与待检测精液混匀，混合一段时间后，关闭电机A，从而实现了磷酸盐缓冲溶液与待检测精液的摇匀；因此，无需人工摇晃第一试管，从而减轻了操作人员的工作强度，此外，第一试管做上下摆动的同时还受到来自超声波的作用，从而增加了待检测精液与磷酸盐缓冲溶液的接触面积，极大的缩短了摇晃均匀所用时间，极大的提高了精液中活性氧含量的检测效率。
2、当DCFH-DA荧光探针溶液与待检测精液的摇匀时，无需人工摇晃第一试管，从而进一步的减轻了操作人员的工作强度，此外，第一试管做上下摆动的同时还受到来自超声波的作用，从而增加了待检测精液与DCFH-DA荧光探针溶液的接触面积，极大的缩短了摇晃均匀所用时间，极大的提高了精液中活性氧含量的检测效率。
3、在摇晃第一试管过程中，阀门I均处于关闭状态，从而避免了在摇匀过程中，精液从试管内脱出，很好的保护了周围的环境。
4、本发明的涂片转移机构包括电机B、减速器B和连接架，所述电机B和减速器B均固设于底座的顶表面上，电机B的输出轴与减速器B的输入轴经联轴器连接，减速器B的输出轴朝上设置，减速器B的输出轴上安装有转盘，连接架的一端固设于转盘上，连接架的另一端固设有限位盒，限位盒内放置有涂片，涂片设置于锥形出液管的正下方；无需操作人员将试管内的精液混合液滴加在涂片上，且无需人工将涂片转移到荧光显微镜的观察镜头的正下方，从而减少了操作人员的测定工序，进一步的提高了精液中活性氧含量的检测效率。
5、本发明的赶液机构包括横梁、伺服电缸和活塞，所述横梁固设于安装板的顶部，伺服电缸垂向设置且其缸筒固设于横梁上，伺服电缸的活塞杆贯穿横梁设置，且活塞杆上固设有活塞，活塞与第一试管的内壁滑动配合，所述活塞上设置有阀门II和阀门III，阀门II和阀门III设置于活塞杆的两侧，且均与第一试管连通；打开伺服电缸，伺服电缸带动活塞杆向下运动，活塞杆带动活塞沿着第一试管内壁向下运动，以加快精液混合液排放到第二试管内，同时避免了精液粘黏在第一试管的内壁上。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为图1的主视图；
图3为图1的A向视图；
图4为图1的I部局部放大视图；
图5为第一试管与第二试管的连接示意图；
图6为摆动板驱动机构的结构示意图；
图7为涂片转移机构的结构示意图；
图8为赶液机构的结构示意图；
图9为荧光显微镜的结构示意图；
图10为转移涂片的结构示意图；
图中，1-底座，2-安装板，3-摆动板，4-第一试管，5-阀门I，6-第二试管，7-节流阀，8-超声波发生器，9-摆动板驱动机构，10-固定板，11-电机A，12-减速器A，13-凸轮，14-锥形出液管，15-涂片转移机构，16-荧光显微镜，17-电机B，18-减速器B，19-连接架，20-转盘，21-限位盒，22-涂片，23-安装孔，24-横梁，25-伺服电缸，26-活塞，27-阀门II，28-阀门III，29-法兰盘，30-支撑腿，31-观察镜头。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的描述，本发明的保护范围不局限于以下所述：
如图1～9所示，一种精子活性氧含量测定装置，它包括底座1、固设于底座1上的安装板2，底座1的底部固设有多根支撑于桌台上的支撑腿30，所述安装板2上铰接有摆动板3，摆动板3上固设有第一试管4，本实施例中，摆动板3内开设有安装孔23，所述第一试管4与安装孔23过盈配合，第一试管4的下端部贯穿摆动板3设置，且其底部连接有阀门I5，阀门I5的底部连接有第二试管6，第二试管6的底部连接有锥形出液管14，第二试管6的底部连接有节流阀7，所述第一试管4和第二试管6的外部均固设有超声波发生器8，所述安装板2上还设置有位于摆动板3下方的摆动板驱动机构9，摆动板驱动机构9包括固定板10、电机A11、减速器A12和凸轮13，固定板10固设于安装板2上，且位于摆动板3的正下方，电机A11和减速器A12均固设于固定板10上，电机A11的输出轴与减速器A12的输入轴经联轴器连接，减速器A12的输出轴朝前设置，减速器A12的输出轴上安装有凸轮13，凸轮13与摆动板3的底表面相切。
所述底座1上还设置有涂片转移机构15和荧光显微镜16，荧光显微镜16的机座支撑于底座1的顶表面上，且设置于涂片转移机构15的右侧。
所述涂片转移机构15包括电机B17、减速器B18和连接架19，所述电机B17和减速器B18均固设于底座1的顶表面上，电机B17的输出轴与减速器B18的输入轴经联轴器连接，减速器B18的输出轴朝上设置，减速器B18的输出轴上安装有转盘20，所述连接架19的一端固设于转盘20上，连接架19的另一端固设有限位盒21，限位盒21内放置有涂片22，涂片22设置于锥形出液管14的正下方。
所述安装板2上设置有位于第一试管4正上方的赶液机构，所述赶液机构包括横梁24、伺服电缸25和活塞26，所述横梁24固设于安装板2的顶部，伺服电缸25垂向设置且其缸筒固设于横梁24上，本实施例中，所述伺服电缸25的缸筒上固设有法兰盘29，所述法兰盘29经螺钉固设于横梁24上。伺服电缸25的活塞杆贯穿横梁设置，且活塞杆上固设有活塞26，活塞26与第一试管4的内壁滑动配合，所述活塞26上设置有阀门II27和阀门III28，所述阀门II27和阀门III28设置于活塞杆的两侧，且均与第一试管4连通，初始状态下，阀门II27和阀门III28和阀门I5均处于关闭状态。
所述装置测定精子活性氧含量方法，它包括以下步骤：
S1、磷酸盐缓冲溶液与待检测精液的摇匀，其具体操作步骤为：
S11、操作人员打开阀门II27，经阀门II27向第一试管4内加入一定量的待检测精液，随后经阀门II27向第一试管4内加入一定量的磷酸盐缓冲溶液，随后关闭阀门II27；
S12、操作人员打开电机A11，电机A11输出的转矩经减速器A12减速后传递给凸轮13，凸轮13带动摆动板3绕着摆动板3与安装板2的铰接点做上下运动，同时打开第一试管4外部的超声波发生器8，超声波发生器8发出的超声波加快磷酸盐缓冲溶液与待检测精液混匀，混合一段时间后，关闭电机A11，从而实现了磷酸盐缓冲溶液与待检测精液的摇匀；因此，无需人工摇晃第一试管4，从而减轻了操作人员的工作强度，此外，第一试管4做上下摆动的同时还受到来自超声波的作用，从而增加了待检测精液与磷酸盐缓冲溶液的接触面积，极大的缩短了摇晃均匀所用时间，极大的提高了精液中活性氧含量的检测效率；
S2、DCFH-DA荧光探针溶液与待检测精液的摇匀，其具体操作步骤为：
S21、操作人员打开阀门II27，经阀门II27向第一试管4内加入一定量的DCFH-DA荧光探针溶液，随后关闭阀门II27；
S22、操作人员打开电机A11，凸轮13带动摆动板3绕着摆动板3与安装板2的铰接点做上下运动，混合一段时间后，关闭电机A11，从而实现了DCFH-DA荧光探针溶液与待检测精液的摇匀，在摇晃过程中，DCFH-DA进入精子细胞内后，被精子细胞内的酯酶水解生成DCFH，之后精子细胞内的活性氧氧化无荧光的DCFH，氧化后生成有荧光的DCF；因此，无需人工摇晃第一试管4，从而进一步的减轻了操作人员的工作强度，此外，第一试管4做上下摆动的同时还受到来自超声波的作用，从而增加了待检测精液与DCFH-DA荧光探针溶液的接触面积，极大的缩短了摇晃均匀所用时间，极大的提高了精液中活性氧含量的检测效率；
S3、打开阀门I5，第一试管4内的精液混合液在重力下穿过阀门I5而流入到第二试管6内，同时打开伺服电缸25，伺服电缸25带动活塞杆向下运动，活塞杆带动活塞26沿着第一试管4内壁向下运动，以加快混合液排放到第二试管6内；
S4、精液混合液的取样，操作人员打开节流阀7，精液混合液的取样顺次穿过节流阀7、锥形出液管14而滴落在涂片22上，随后立即关闭节流阀7，从而实现了精液混合液的取样；
S5、精液混合液的取样的检测，打开电机B17，电机B17的转矩经减速器B18减速后带动转盘20转动，转盘20带动连接架19绕转盘20中心转动，转盘20带动限位盒21及涂片22转动一定角度，此时涂片22刚好处于荧光显微镜16的观察镜头31的正下方如图10所示，通过荧光显微镜16便可观察被染色精子的数量，即可测定出活性氧含量。因此，在步骤S4～S5中，无需操作人员将试管内的精液混合液滴加在涂片22上，且无需人工将涂片转移到荧光显微镜16的观察镜头31的正下方，从而减少了操作人员的测定工序，进一步的提高了精液中活性氧含量的检测效率。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种精子活性氧含量测定装置，其特征在于：它包括底座(1)、固设于底座(1)上的安装板(2)，所述安装板(2)上铰接有摆动板(3)，摆动板(3)上固设有第一试管(4)，第一试管(4)的下端部贯穿摆动板(3)设置，且其底部连接有阀门I(5)，阀门I(5)的底部连接有第二试管(6)，第二试管(6)的底部连接有节流阀(7)，所述第一试管(4)和第二试管(6)的外部均固设有超声波发生器(8)，所述安装板(2)上还设置有位于摆动板(3)下方的摆动板驱动机构(9)，摆动板驱动机构(9)包括固定板(10)、电机A(11)、减速器A(12)和凸轮(13)，固定板(10)固设于安装板(2)上，且位于摆动板(3)的正下方，电机A(11)和减速器A(12)均固设于固定板(10)上，电机A(11)的输出轴与减速器A(12)的输入轴经联轴器连接，减速器A(12)的输出轴朝前设置，减速器A(12)的输出轴上安装有凸轮(13)，凸轮(13)与摆动板(3)的底表面相切。
2.根据权利要求1所述的一种精子活性氧含量测定装置，其特征在于：所述第二试管(6)的底部连接有锥形出液管(14)。
3.根据权利要求1所述的一种精子活性氧含量测定装置，其特征在于：所述底座(1)上还设置有涂片转移机构(15)和荧光显微镜(16)，荧光显微镜(16)的机座支撑于底座(1)的顶表面上，且设置于涂片转移机构(15)的右侧。
4.根据权利要求3所述的一种精子活性氧含量测定装置，其特征在于：所述涂片转移机构(15)包括电机B(17)、减速器B(18)和连接架(19)，所述电机B(17)和减速器B(18)均固设于底座(1)的顶表面上，电机B(17)的输出轴与减速器B(18)的输入轴经联轴器连接，减速器B(18)的输出轴朝上设置，减速器B(18)的输出轴上安装有转盘(20)，所述连接架(19)的一端固设于转盘(20)上，连接架(19)的另一端固设有限位盒(21)，限位盒(21)内放置有涂片(22)，涂片(22)设置于锥形出液管(14)的正下方。
5.根据权利要求1所述的一种精子活性氧含量测定装置，其特征在于：所述摆动板(3)内开设有安装孔(23)，所述第一试管(4)与安装孔(23)过盈配合。
6.根据权利要求1所述的一种精子活性氧含量测定装置，其特征在于：所述安装板(2)上设置有位于第一试管(4)正上方的赶液机构。
7.根据权利要求6所述的一种精子活性氧含量测定装置，其特征在于：所述赶液机构包括横梁(24)、伺服电缸(25)和活塞(26)，所述横梁(24)固设于安装板(2)的顶部，伺服电缸(25)垂向设置且其缸筒固设于横梁(24)上，伺服电缸(25)的活塞杆贯穿横梁设置，且活塞杆上固设有活塞(26)，活塞(26)与第一试管(4)的内壁滑动配合，所述活塞(26)上设置有阀门II(27)和阀门III(28)，所述阀门II(27)和阀门III(28)设置于活塞杆的两侧，且均与第一试管(4)连通。
8.根据权利要求7所述的一种精子活性氧含量测定装置，其特征在于：所述伺服电缸(25)的缸筒上固设有法兰盘(29)，所述法兰盘(29)经螺钉固设于横梁(24)上。
9.根据权利要求1所述的一种精子活性氧含量测定装置，其特征在于：所述底座(1)的底部固设有多根支撑于桌台上的支撑腿(30)。
10.根据权利要求1～9中任意一项所述装置测定精子活性氧含量方法，其特征在于：它包括以下步骤：
S1、磷酸盐缓冲溶液与待检测精液的摇匀，其具体操作步骤为：
S11、操作人员打开阀门II(27)，经阀门II(27)向第一试管(4)内加入一定量的待检测精液，随后经阀门II(27)向第一试管(4)内加入一定量的磷酸盐缓冲溶液，随后关闭阀门II(27)；
S12、操作人员打开电机A(11)，电机A(11)输出的转矩经减速器A(12)减速后传递给凸轮(13)，凸轮(13)带动摆动板(3)绕着摆动板(3)与安装板(2)的铰接点做上下运动，同时打开第一试管(4)外部的超声波发生器(8)，超声波发生器(8)发出的超声波加快磷酸盐缓冲溶液与待检测精液混匀，混合一段时间后，关闭电机A(11)，从而实现了磷酸盐缓冲溶液与待检测精液的摇匀；
S2、DCFH-DA荧光探针溶液与待检测精液的摇匀，其具体操作步骤为：
S21、操作人员打开阀门II(27)，经阀门II(27)向第一试管(4)内加入一定量的DCFH-DA荧光探针溶液，随后关闭阀门II(27)；
S22、操作人员打开电机A(11)，凸轮(13)带动摆动板(3)绕着摆动板(3)与安装板(2)的铰接点做上下运动，混合一段时间后，关闭电机A(11)，从而实现了DCFH-DA荧光探针溶液与待检测精液的摇匀，在摇晃过程中，DCFH-DA进入精子细胞内后，被精子细胞内的酯酶水解生成DCFH，之后精子细胞内的活性氧氧化无荧光的DCFH，氧化后生成有荧光的DCF；
S3、打开阀门I(5)，第一试管(4)内的精液混合液在重力下穿过阀门I(5)而流入到第二试管(6)内，同时打开伺服电缸(25)，伺服电缸(25)带动活塞杆向下运动，活塞杆带动活塞(26)沿着第一试管(4)内壁向下运动，以加快混合液排放到第二试管(6)内；
S4、精液混合液的取样，操作人员打开节流阀(7)，精液混合液的取样顺次穿过节流阀(7)、锥形出液管(14)而滴落在涂片(22)上，随后立即关闭节流阀(7)，从而实现了精液混合液的取样；
S5、精液混合液的取样的检测，打开电机B(17)，电机B(17)的转矩经减速器B(18)减速后带动转盘(20)转动，转盘(20)带动连接架(19)绕转盘(20)中心转动，转盘(20)带动限位盒(21)及涂片(22)转动一定角度，此时涂片(22)刚好处于荧光显微镜(16)的观察镜头(31)的正下方，通过荧光显微镜便可观察被染色精子的数量，即可测定出活性氧含量。
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