Terima kasih kerana melawat Nature.com.Versi penyemak imbas yang anda gunakan mempunyai sokongan CSS yang terhad.Untuk pengalaman terbaik, kami mengesyorkan agar anda menggunakan penyemak imbas yang dikemas kini (atau lumpuhkan Mod Keserasian dalam Internet Explorer).Sementara itu, untuk memastikan sokongan berterusan, kami akan menjadikan tapak tanpa gaya dan JavaScript.
Kesuburan burung bergantung kepada keupayaan mereka untuk menyimpan sperma yang cukup berdaya maju untuk jangka masa yang panjang dalam tubul penyimpanan sperma (SST).Mekanisme tepat di mana spermatozoa masuk, tinggal, dan meninggalkan SST masih menjadi kontroversi.Sperma ayam sharkasi menunjukkan kecenderungan yang tinggi untuk penggumpalan, membentuk berkas filamen mudah alih yang mengandungi banyak sel.Disebabkan oleh kesukaran untuk memerhatikan motilitas dan tingkah laku spermatozoa dalam tiub fallopio legap, kami menggunakan peranti mikrobendalir dengan keratan rentas saluran mikro yang serupa dengan spermatozoa untuk mengkaji aglutinasi dan motilitas spermatozoa.Kajian ini membincangkan cara ikatan sperma terbentuk, cara ia bergerak dan kemungkinan peranannya dalam memanjangkan residensi sperma dalam SST.Kami menyiasat halaju sperma dan tingkah laku rheologi apabila aliran bendalir dijana dalam saluran mikrobendalir oleh tekanan hidrostatik (kadar aliran = 33 µm/s).Spermatozoa cenderung untuk berenang melawan arus (reologi positif) dan halaju berkas spermatozoon berkurangan dengan ketara berbanding spermatozoa tunggal.Ikatan sperma telah diperhatikan untuk bergerak dalam lingkaran dan bertambah panjang dan tebal apabila lebih banyak sperma tunggal diambil. Ikatan sperma diperhatikan menghampiri dan melekat pada dinding sisi saluran mikrobendalir untuk mengelak daripada disapu dengan halaju aliran bendalir > 33 µm/s. Ikatan sperma diperhatikan menghampiri dan melekat pada dinding sisi saluran mikrobendalir untuk mengelak daripada disapu dengan halaju aliran bendalir > 33 µm/s. Было замечено, что пучки сперматозоидов приближаются и прилипают к боковым стенкам микрофлюитодных каналбожвих скоростью потока жидкости> 33 мкм / с. Ikatan sperma telah diperhatikan untuk mendekati dan melekat pada dinding sisi saluran mikrobendalir untuk mengelakkan dihanyutkan pada kadar aliran bendalir >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 микрожидкостногозбеникостного кабнала, м жидкости со скоростью > 33 мкм/с. Ikatan sperma telah diperhatikan untuk mendekati dan melekat pada dinding sisi saluran mikrobendalir untuk mengelakkan dihanyutkan oleh aliran bendalir pada> 33 µm/s.Pengimbasan dan penghantaran mikroskop elektron mendedahkan bahawa berkas sperma disokong oleh bahan padat yang banyak.Data yang diperoleh menunjukkan mobiliti unik spermatozoa ayam Sharkazi, serta keupayaan spermatozoa untuk menggumpal dan membentuk berkas mudah alih, yang menyumbang kepada pemahaman yang lebih baik tentang penyimpanan jangka panjang spermatozoa dalam SMT.
Untuk mencapai persenyawaan pada manusia dan kebanyakan haiwan, sperma dan telur mesti tiba di tapak persenyawaan pada masa yang sesuai.Oleh itu, mengawan mesti berlaku sebelum atau pada masa ovulasi.Sebaliknya, sesetengah mamalia, seperti anjing, serta spesies bukan mamalia, seperti serangga, ikan, reptilia dan burung, menyimpan sperma dalam organ pembiakan mereka untuk tempoh masa yang panjang sehingga telurnya bersedia untuk persenyawaan (persenyawaan tak segerak 1).Burung mampu mengekalkan daya hidup spermatozoa yang mampu menyuburkan telur selama 2-10 minggu2.
Ini adalah ciri unik yang membezakan burung daripada haiwan lain, kerana ia memberikan kebarangkalian persenyawaan yang tinggi selepas satu inseminasi selama beberapa minggu tanpa mengawan dan ovulasi serentak.Organ penyimpanan sperma utama, dipanggil tubul penyimpanan sperma (SST), terletak di lipatan mukosa dalaman di persimpangan uterovaginal.Sehingga kini, mekanisme di mana sperma masuk, tinggal dan keluar dari bank sperma tidak difahami sepenuhnya.Berdasarkan kajian lepas, banyak hipotesis telah dikemukakan, tetapi tiada satu pun yang disahkan.
Forman4 membuat hipotesis bahawa spermatozoa mengekalkan kediaman mereka dalam rongga SST melalui pergerakan berayun berterusan terhadap arah aliran bendalir melalui saluran protein yang terletak pada sel epitelium SST (rheologi).ATP berkurangan disebabkan oleh aktiviti flagellar yang berterusan yang diperlukan untuk mengekalkan sperma dalam lumen SST dan motilitas akhirnya merosot sehingga sperma dibawa keluar dari bank sperma melalui aliran bendalir dan memulakan perjalanan baru menuruni tiub fallopio menaik untuk menyuburkan sperma.Telur (Forman4).Model penyimpanan sperma ini disokong oleh pengesanan oleh imunositokimia aquaporin 2, 3 dan 9 yang terdapat dalam sel epitelium SST.Sehingga kini, kajian tentang reologi air mani ayam dan peranannya dalam penyimpanan SST, pemilihan sperma faraj, dan persaingan sperma masih kurang.Dalam ayam, sperma memasuki faraj selepas mengawan semula jadi, tetapi lebih daripada 80% spermatozoa dikeluarkan dari faraj sejurus selepas mengawan.Ini menunjukkan bahawa faraj adalah tapak utama untuk pemilihan sperma pada burung.Di samping itu, telah dilaporkan bahawa kurang daripada 1% spermatozoa yang disenyawakan dalam faraj berakhir dengan SST2.Dalam inseminasi buatan anak ayam dalam faraj, bilangan spermatozoa yang mencapai SST cenderung meningkat 24 jam selepas inseminasi.Setakat ini, mekanisme pemilihan sperma semasa proses ini tidak jelas, dan motilitas sperma mungkin memainkan peranan penting dalam pengambilan sperma SST.Oleh kerana dinding tiub fallopio yang tebal dan legap, sukar untuk memantau pergerakan sperma secara langsung dalam tiub fallopio burung.Oleh itu, kami kekurangan pengetahuan asas tentang bagaimana peralihan spermatozoa kepada SST selepas persenyawaan.
Reologi baru-baru ini telah diiktiraf sebagai faktor penting yang mengawal pengangkutan sperma dalam alat kelamin mamalia.Berdasarkan keupayaan spermatozoa motil untuk berhijrah secara berlawanan, Zaferani et al8 menggunakan sistem mikrobendalir corra untuk mengasingkan spermatozoa motil secara pasif daripada sampel air mani yang dipendam.Pengisihan air mani jenis ini adalah penting untuk rawatan kemandulan perubatan dan penyelidikan klinikal, dan lebih disukai berbanding kaedah tradisional yang memerlukan masa dan tenaga kerja serta boleh menjejaskan morfologi sperma dan integriti struktur.Walau bagaimanapun, sehingga kini, tiada kajian dijalankan mengenai kesan rembesan dari organ kemaluan ayam terhadap pergerakan sperma.
Terlepas dari mekanisme yang mengekalkan sperma yang disimpan dalam SST, ramai penyiasat telah memerhatikan bahawa spermatozoa pemastautin mengaglutinasi kepala ke kepala dalam SST ayam 9, 10, burung puyuh 2, dan ayam belanda 11 untuk membentuk berkas sperma beraglutinasi.Penulis mencadangkan bahawa terdapat hubungan antara aglutinasi ini dan penyimpanan jangka panjang spermatozoa dalam SST.
Tingari dan Lake12 melaporkan perkaitan yang kuat antara spermatozoa dalam kelenjar penerima sperma ayam dan mempersoalkan sama ada spermatozoa burung beraglutinasi dengan cara yang sama seperti spermatozoa mamalia.Mereka percaya bahawa hubungan yang mendalam antara sperma dalam vas deferens mungkin disebabkan oleh tekanan yang disebabkan oleh kehadiran sejumlah besar sperma dalam ruang yang kecil.
Apabila menilai tingkah laku spermatozoa pada slaid kaca gantung yang segar, tanda-tanda aglutinasi sementara dapat dilihat, terutamanya di tepi titisan air mani.Walau bagaimanapun, aglutinasi sering terganggu oleh tindakan putaran yang dikaitkan dengan pergerakan berterusan, yang menerangkan sifat sementara fenomena ini.Para penyelidik juga menyedari bahawa apabila bahan pelarut ditambahkan ke dalam air mani, agregat sel "seperti benang" yang memanjang muncul.
Percubaan awal untuk meniru spermatozoon telah dibuat dengan mengeluarkan wayar nipis daripada titisan yang tergantung, yang mengakibatkan vesikel seperti sperma memanjang terkeluar daripada titisan air mani.Spermatozoa serta-merta berbaris secara selari dalam vesikel, tetapi keseluruhan unit hilang dengan cepat disebabkan oleh had 3D.Oleh itu, untuk mengkaji aglutinasi spermatozoa, adalah perlu untuk memerhatikan motilitas dan tingkah laku spermatozoa secara langsung dalam tubul penyimpanan sperma terpencil, yang sukar dicapai.Oleh itu, adalah perlu untuk membangunkan instrumen yang meniru spermatozoa untuk menyokong kajian motilitas sperma dan tingkah laku aglutinasi.Brillard et al13 melaporkan bahawa purata panjang tubul penyimpanan sperma dalam anak ayam dewasa ialah 400-600 µm, tetapi sesetengah SST boleh sepanjang 2000 µm.Mero dan Ogasawara14 membahagikan kelenjar seminiferus kepada tubul penyimpanan sperma yang membesar dan tidak membesar, kedua-duanya adalah sama panjang (~500 µm) dan lebar leher (~38 µm), tetapi purata diameter lumen tubul tersebut ialah 56.6 dan 56.6 µm.., masing-masing 11.2 μm.Dalam kajian semasa, kami menggunakan peranti mikrobendalir dengan saiz saluran 200 µm × 20 µm (W × H), yang keratan rentasnya agak hampir dengan SST yang dikuatkan.Di samping itu, kami mengkaji motilitas sperma dan tingkah laku aglutinasi dalam cecair yang mengalir, yang konsisten dengan hipotesis Foreman bahawa cecair yang dihasilkan oleh sel epitelium SST mengekalkan sperma dalam lumen dalam arah berlawanan (reologi).
Matlamat kajian ini adalah untuk mengatasi masalah memerhatikan motilitas spermatozoa dalam tiub fallopio dan mengelakkan kesukaran mengkaji reologi dan tingkah laku spermatozoa dalam persekitaran yang dinamik.Peranti mikrobendalir telah digunakan yang menghasilkan tekanan hidrostatik untuk mensimulasikan pergerakan sperma dalam kemaluan ayam.
Apabila setitik sampel sperma yang dicairkan (1:40) dimuatkan ke dalam peranti saluran mikro, dua jenis motilitas sperma boleh dikenal pasti (sperma terpencil dan sperma terikat).Di samping itu, spermatozoa cenderung untuk berenang melawan arus (reologi positif; video 1, 2). Walaupun berkas sperma mempunyai halaju yang lebih rendah daripada sperma kesepian (p < 0.001), ia meningkatkan peratusan sperma yang menunjukkan rheotaxis positif (p < 0.001; Jadual 2). Walaupun berkas sperma mempunyai halaju yang lebih rendah daripada sperma kesepian (p < 0.001), ia meningkatkan peratusan sperma yang menunjukkan rheotaxis positif (p < 0.001; Jadual 2). Хотя пучки сперматозоидов имели более низкую скорость, чем у одиночныпх сперматозоидов (p < 0,001), роизкулсть дов, демонстрирующих положительный реотаксис (p < 0,001; таблица 2). Walaupun berkas spermatozoa mempunyai halaju yang lebih rendah daripada spermatozoa tunggal (p < 0.001), ia meningkatkan peratusan spermatozoa yang menunjukkan rheotaxis positif (p < 0.001; Jadual 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了显示阳性浐的示阳性流的示阳性浐的示阳了< 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 显示 阳性 浯性（p <0.001 ； 2………..）））））） Хотя скорость пучков сперматозоидов была ниже, чем у одиночных сперматозоидов (p < 0,001), они увеличирдит това жительной реологией (p < 0,001; таблица 2). Walaupun kelajuan berkas sperma adalah lebih rendah daripada spermatozoa tunggal (p <0.001), ia meningkatkan peratusan spermatozoa dengan reologi positif (p <0.001; Jadual 2).Reologi positif untuk spermatozoa tunggal dan jumbai dianggarkan masing-masing kira-kira 53% dan 85%.
Telah diperhatikan bahawa spermatozoa ayam sharkasi sejurus selepas ejakulasi membentuk berkas linear, yang terdiri daripada berpuluh-puluh individu.Jumbai ini bertambah panjang dan tebal dari semasa ke semasa dan mungkin kekal secara in vitro selama beberapa jam sebelum hilang (video 3).Ikatan berfilamen ini berbentuk seperti spermatozoa echidna yang terbentuk di hujung epididimis.Air mani ayam Sharkashi didapati mempunyai kecenderungan yang tinggi untuk menggumpal dan membentuk berkas retikulat dalam masa kurang daripada satu minit selepas pengumpulan.Rasuk ini dinamik dan boleh melekat pada mana-mana dinding atau objek statik yang berdekatan.Walaupun berkas sperma mengurangkan kelajuan sel sperma, jelas bahawa secara makroskopik ia meningkatkan kelinearannya.Panjang berkas berbeza-beza bergantung kepada bilangan sperma yang dikumpul dalam berkas.Dua bahagian berkas telah diasingkan: bahagian awal, termasuk kepala bebas sperma yang beraglutinasi, dan bahagian terminal, termasuk ekor dan keseluruhan hujung distal sperma.Menggunakan kamera berkelajuan tinggi (950 fps), kepala bebas spermatozoa beraglutinasi diperhatikan di bahagian awal berkas, bertanggungjawab untuk pergerakan berkas disebabkan oleh gerakan berayun mereka, menyeret yang selebihnya ke dalam berkas dengan gerakan heliks (Video 4).Walau bagaimanapun, dalam jumbai yang panjang, telah diperhatikan bahawa beberapa kepala sperma bebas melekat pada badan dan bahagian terminal jumbai bertindak sebagai ram untuk membantu mendorong jumbai.
Semasa dalam aliran cecair yang perlahan, berkas sperma bergerak selari antara satu sama lain, namun, mereka mula bertindih dan melekat pada semua yang diam, supaya tidak dihanyutkan oleh aliran semasa apabila kelajuan aliran meningkat.Bungkusan terbentuk apabila segelintir sel sperma mendekati satu sama lain, mereka mula bergerak serentak dan membungkus antara satu sama lain, dan kemudian melekat pada bahan melekit.Rajah 1 dan 2 menunjukkan bagaimana sperma menghampiri satu sama lain, membentuk satu persimpangan apabila ekor membungkus antara satu sama lain.
Para penyelidik menggunakan tekanan hidrostatik untuk mencipta aliran bendalir dalam saluran mikro untuk mengkaji reologi sperma.Sebuah saluran mikro dengan saiz 200 µm × 20 µm (W × H) dan panjang 3.6 µm telah digunakan.Gunakan saluran mikro antara bekas dengan picagari dipasang di hujungnya.Pewarna makanan digunakan untuk menjadikan saluran lebih kelihatan.
Ikat kabel dan aksesori saling sambung pada dinding.Video itu diambil dengan mikroskop kontras fasa.Dengan setiap imej, mikroskopi kontras fasa dan imej pemetaan dibentangkan.(A) Sambungan antara dua aliran menentang aliran disebabkan oleh gerakan heliks (anak panah merah).(B) Sambungan antara berkas tiub dan dinding saluran (anak panah merah), pada masa yang sama ia disambungkan kepada dua berkas lain (anak panah kuning).(C) Ikatan sperma dalam saluran mikrofluid mula bersambung antara satu sama lain (anak panah merah), membentuk jaringan ikatan sperma.(D) Pembentukan rangkaian berkas sperma.
Apabila setitik sperma yang dicairkan dimuatkan ke dalam peranti mikrobendalir dan aliran tercipta, pancaran sperma diperhatikan bergerak melawan arah aliran.Berkas-berkas itu muat rapat pada dinding saluran mikro, dan kepala-kepala bebas di bahagian awal berkas-berkas itu sesuai dengannya (video 5).Mereka juga melekat pada mana-mana zarah pegun di laluan mereka, seperti serpihan, untuk menahan diri daripada dihanyutkan oleh arus.Lama kelamaan, jumbai ini menjadi filamen panjang memerangkap spermatozoa tunggal lain dan jumbai yang lebih pendek (Video 6).Apabila aliran mula perlahan, garis panjang sperma mula membentuk rangkaian garisan sperma (Video 7; Rajah 2).
Pada halaju aliran tinggi (V > 33 µm/s), pergerakan lingkaran benang meningkat sebagai percubaan untuk menangkap banyak berkas sperma individu yang lebih baik menahan daya hanyut aliran. Pada halaju aliran tinggi (V > 33 µm/s), pergerakan lingkaran benang meningkat sebagai percubaan untuk menangkap banyak berkas sperma individu yang lebih baik menahan daya hanyut aliran. При высокой скорости потока (V > 33 мкм/с) спиралевидные движения нитей усиливаются, поскольку они пиралевидные движения нитей усиливаются, поскольку они пытаются потьмать ерматозоидов, образующих пучки, которые лучше противостоят дрейфующей силе потока. Pada kadar aliran tinggi (V > 33 µm/s), pergerakan heliks helai meningkat apabila mereka cuba menangkap banyak individu spermatozoa membentuk berkas yang lebih mampu menahan daya hanyut aliran.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，无运动增加，以试图捕捉许多形成束的单形成束的单个，更华个，更天流动的漂移力。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 个 ，抵抗 的 漂移力。。。。。。。。。 При высоких скоростях потока (V > 33 мкм/с) спиральное движение нитей увеличивается в попытке захватить товальное движение нитей увеличивается в попытке захватить тоножествосль множество тмт бразующих пучки, чтобы лучше сопротивляться силам дрейфа потока. Pada kadar aliran yang tinggi (V > 33 µm/s), pergerakan heliks filamen meningkat dalam percubaan untuk menangkap banyak individu membentuk berkas spermatozoa untuk menahan daya hanyut aliran dengan lebih baik.Mereka juga cuba memasang saluran mikro pada dinding sisi.
Ikatan sperma telah dikenal pasti sebagai gugusan kepala sperma dan ekor lencong menggunakan mikroskop cahaya (LM).Ikatan sperma dengan pelbagai agregat juga telah dikenal pasti sebagai kepala berpintal dan agregat flagellar, berbilang ekor sperma bercantum, kepala sperma yang melekat pada ekor, dan kepala sperma dengan nukleus bengkok sebagai berbilang nukleus bercantum.mikroskop elektron penghantaran (TEM).Pengimbasan mikroskop elektron (SEM) menunjukkan bahawa berkas sperma adalah agregat bersarung kepala sperma dan agregat sperma menunjukkan rangkaian melekat ekor yang dibalut.
Morfologi dan ultrastruktur spermatozoa, pembentukan berkas spermatozoa dikaji menggunakan mikroskop cahaya (separuh bahagian), mikroskop elektron pengimbasan (SEM) dan mikroskop elektron penghantaran (TEM), calitan sperma diwarnakan dengan oren acridine dan diperiksa menggunakan mikroskop epifluoresensi.
Pewarnaan sapuan sperma dengan oren acridine (Rajah 3B) menunjukkan bahawa kepala sperma telah melekat bersama dan ditutup dengan bahan rembesan, yang membawa kepada pembentukan jumbai besar (Rajah 3D).Ikatan sperma terdiri daripada agregat sperma dengan rangkaian ekor yang melekat (Rajah 4A-C).Ikatan sperma terdiri daripada ekor banyak spermatozoa yang melekat bersama (Rajah 4D).Rahsia (Rajah 4E,F) meliputi kepala berkas spermatozoa.
Pembentukan berkas spermatozoa Menggunakan mikroskopi kontras fasa dan sapuan sperma yang diwarnakan dengan oren acridine, menunjukkan bahawa kepala spermatozoa melekat bersama.(A) Pembentukan jumbai sperma awal bermula dengan sperma (bulatan putih) dan tiga sperma (bulatan kuning), dengan lingkaran bermula di ekor dan berakhir di kepala.(B) Fotomikrograf sapuan sperma yang diwarnakan dengan oren acridine menunjukkan kepala sperma yang melekat (anak panah).Pelepasan meliputi kepala.Pembesaran × 1000. (C) Pembangunan rasuk besar yang diangkut melalui aliran dalam saluran mikrobendalir (menggunakan kamera berkelajuan tinggi pada 950 fps).(D) Mikrograf sapuan sperma yang diwarnakan dengan oren acridine menunjukkan jumbai besar (anak panah).Pembesaran: ×200.
Mengimbas mikrograf elektron bagi rasuk sperma dan sapuan sperma yang diwarnai dengan oren acridine.(A, B, D, E) ialah mikrograf elektron pengimbasan warna digital bagi spermatozoa, dan C dan F ialah mikrograf bagi sapuan sperma berwarna jingga acridine yang menunjukkan lampiran beberapa spermatozoa yang membalut web ekor.(AC) Agregat sperma ditunjukkan sebagai rangkaian ekor yang melekat (anak panah).(D) Lekatan beberapa spermatozoa (dengan bahan pelekat, garis merah jambu, anak panah) membaluti ekor.(E dan F) Agregat kepala sperma (penunjuk) ditutup dengan bahan pelekat (penunjuk).Spermatozoa membentuk berkas dengan beberapa struktur seperti pusaran (F).(C) ×400 dan (F) ×200 pembesaran.
Menggunakan mikroskop elektron penghantaran, kami mendapati bahawa berkas sperma mempunyai ekor yang melekat (Rajah 6A, C), kepala yang dilekatkan pada ekor (Rajah 6B), atau kepala yang dilekatkan pada ekor (Rajah 6D).Kepala spermatozoa dalam berkas itu melengkung, membentangkan dalam bahagian dua kawasan nuklear (Rajah 6D).Dalam berkas hirisan, spermatozoa mempunyai kepala berpintal dengan dua kawasan nuklear dan berbilang kawasan flagellar (Rajah 5A).
Mikrograf elektron warna digital menunjukkan ekor penghubung dalam berkas sperma dan bahan penggumpal yang menyambungkan kepala sperma.(A) Ekor yang melekat pada sejumlah besar spermatozoa.Perhatikan bagaimana ekor kelihatan dalam unjuran potret (anak panah) dan landskap (anak panah).(B) Kepala (anak panah) sperma disambungkan ke ekor (anak panah).(C) Beberapa ekor sperma (anak panah) dipasang.(D) Bahan aglutinasi (AS, biru) menghubungkan empat kepala sperma (ungu).
Mikroskopi elektron pengimbasan digunakan untuk mengesan kepala sperma dalam berkas sperma yang ditutupi dengan rembesan atau membran (Rajah 6B), menunjukkan bahawa berkas sperma telah berlabuh oleh bahan ekstraselular.Bahan teraglutinasi tertumpu pada kepala sperma (himpunan seperti kepala obor-obor; Rajah 5B) dan mengembang secara distal, memberikan rupa kuning cemerlang di bawah mikroskop pendarfluor apabila diwarnakan dengan oren acridine (Rajah 6C).Bahan ini jelas kelihatan di bawah mikroskop pengimbasan dan dianggap sebagai pengikat.Bahagian separuh nipis (Rajah 5C) dan sapuan sperma yang diwarnakan dengan oren acridine menunjukkan berkas sperma yang mengandungi kepala padat dan ekor bergulung (Rajah 5D).
Pelbagai fotomikrograf menunjukkan pengagregatan kepala sperma dan ekor berlipat menggunakan pelbagai kaedah.(A) Mikrograf elektron penghantaran warna digital keratan rentas berkas sperma yang menunjukkan kepala sperma bergelung dengan nukleus dua bahagian (biru) dan beberapa bahagian flagellar (hijau).(B) Mikrograf elektron pengimbasan warna digital menunjukkan sekumpulan kepala sperma seperti obor-obor (anak panah) yang kelihatan bertutup.(C) Bahagian separa nipis menunjukkan kepala sperma terkumpul (anak panah) dan ekor bergulung (anak panah).(D) Mikrograf sapuan sperma yang diwarnakan dengan oren acridine menunjukkan agregat kepala sperma (anak panah) dan ekor melekat yang melengkung (anak panah).Perhatikan bahawa bahan melekit (S) meliputi kepala spermatozoon.(D) × 1000 pembesaran.
Menggunakan mikroskop elektron penghantaran (Rajah 7A), ia juga diperhatikan bahawa kepala sperma dipintal dan nukleus mempunyai bentuk lingkaran, seperti yang disahkan oleh sapuan sperma yang diwarnai dengan oren acridine dan diperiksa menggunakan mikroskop pendarfluor (Rajah 7B).
(A) Mikrograf elektron penghantaran warna digital dan (B) Calitan sperma berwarna jingga acridine menunjukkan kepala bergelung dan lampiran kepala dan ekor sperma (anak panah).(B) × 1000 pembesaran.
Penemuan yang menarik ialah sperma Sharkazi berkumpul untuk membentuk berkas berfilamen mudah alih.Sifat berkas ini membolehkan kita memahami kemungkinan peranannya dalam penyerapan dan penyimpanan spermatozoa dalam SST.
Selepas mengawan, sperma memasuki faraj dan menjalani proses pemilihan yang sengit, menyebabkan hanya bilangan sperma yang terhad memasuki SST15,16.Sehingga kini, mekanisme di mana sperma masuk dan keluar dari SST tidak jelas.Dalam ayam itik, spermatozoa disimpan dalam SST untuk tempoh lanjutan 2 hingga 10 minggu, bergantung kepada spesies6.Kontroversi kekal mengenai keadaan air mani semasa penyimpanan di SST.Adakah mereka bergerak atau berehat?Dalam erti kata lain, bagaimana sel sperma mengekalkan kedudukan mereka dalam SST untuk sekian lama?
Forman4 mencadangkan bahawa kediaman dan pelepasan SST boleh dijelaskan dari segi motilitas sperma.Penulis membuat hipotesis bahawa sperma mengekalkan kedudukannya dengan berenang melawan aliran bendalir yang dicipta oleh epitelium SST dan bahawa sperma dikeluarkan dari SST apabila halajunya jatuh di bawah titik di mana mereka mula bergerak ke belakang kerana kekurangan tenaga.Zaniboni5 mengesahkan kehadiran aquaporin 2, 3, dan 9 dalam bahagian apikal sel epitelium SST, yang secara tidak langsung boleh menyokong model penyimpanan sperma Foreman.Dalam kajian semasa, kami mendapati bahawa hampir separuh daripada spermatozoa Sharkashi menunjukkan reologi positif dalam cecair yang mengalir, dan berkas sperma beraglutinasi meningkatkan bilangan spermatozoa yang menunjukkan reologi positif, walaupun aglutinasi memperlahankannya.Bagaimana sel sperma bergerak ke atas tiub fallopio burung ke tapak persenyawaan tidak difahami sepenuhnya.Dalam mamalia, cecair folikel chemoattracts spermatozoa.Walau bagaimanapun, chemoattractants dipercayai mengarahkan spermatozoa untuk mendekati jarak yang jauh7.Oleh itu, mekanisme lain bertanggungjawab untuk pengangkutan sperma.Keupayaan sperma untuk berorientasikan dan mengalir melawan cecair tiub fallopio yang dikeluarkan selepas mengawan telah dilaporkan menjadi faktor utama dalam menyasarkan sperma pada tikus.Parker 17 mencadangkan bahawa spermatozoa melintasi oviduk dengan berenang melawan arus ciliary pada burung dan reptilia.Walaupun ia tidak ditunjukkan secara eksperimen pada burung, Adolphi18 adalah orang pertama yang mendapati bahawa sperma burung memberikan hasil yang positif apabila lapisan cecair nipis di antara penutup dan slaid dicipta dengan jalur kertas penapis.Reologi.Hino dan Yanagimachi [19] meletakkan kompleks ovari-tiub-rahim tikus dalam gelang perfusi dan menyuntik 1 µl dakwat ke dalam isthmus untuk menggambarkan aliran bendalir dalam tiub fallopio.Mereka melihat pergerakan penguncupan dan kelonggaran yang sangat aktif dalam tiub fallopio, di mana semua bebola dakwat bergerak secara berterusan ke arah ampula tiub fallopio.Penulis menekankan kepentingan aliran cecair tiub dari bahagian bawah ke tiub fallopio atas untuk peningkatan sperma dan persenyawaan.Brillard20 melaporkan bahawa dalam ayam dan ayam belanda, spermatozoa berhijrah dengan pergerakan aktif dari pintu masuk faraj, di mana ia disimpan, ke persimpangan utero-vaginal, di mana ia disimpan.Walau bagaimanapun, pergerakan ini tidak diperlukan antara persimpangan uterovaginal dan infundibulum kerana spermatozoa diangkut oleh anjakan pasif.Mengetahui cadangan-cadangan terdahulu ini dan keputusan yang diperoleh dalam kajian semasa, boleh diandaikan bahawa keupayaan spermatozoa untuk bergerak ke hulu (rheologi) adalah salah satu sifat yang menjadi asas proses pemilihan.Ini menentukan laluan spermatozoa melalui faraj dan kemasukannya ke dalam CCT untuk disimpan.Seperti yang dicadangkan oleh Forman4, ini juga boleh memudahkan proses sperma memasuki SST dan habitatnya untuk satu tempoh masa dan kemudian keluar apabila kelajuannya mula perlahan.
Sebaliknya, Matsuzaki dan Sasanami 21 mencadangkan bahawa spermatozoa burung mengalami perubahan motilitas daripada dorman kepada motilitas dalam saluran pembiakan lelaki dan wanita.Perencatan motilitas sperma pemastautin dalam SST telah dicadangkan untuk menjelaskan masa penyimpanan sperma yang lama dan kemudian peremajaan selepas meninggalkan SST.Di bawah keadaan hipoksik, Matsuzaki et al.1 melaporkan pengeluaran dan pembebasan laktat yang tinggi dalam SST, yang boleh menyebabkan perencatan motilitas sperma pemastautin.Dalam kes ini, kepentingan reologi sperma dicerminkan dalam pemilihan dan penyerapan spermatozoa, dan bukan dalam simpanannya.
Corak aglutinasi sperma dianggap sebagai penjelasan yang munasabah untuk tempoh penyimpanan sperma yang lama dalam SST, kerana ini adalah corak pengekalan sperma yang biasa dalam ayam2,22,23.Bakst et al.2 memerhatikan bahawa kebanyakan spermatozoa melekat antara satu sama lain, membentuk agregat fascicular, dan spermatozoa tunggal jarang ditemui dalam CCM puyuh.Sebaliknya, Wen et al.24 memerhatikan lebih banyak spermatozoa bertaburan dan lebih sedikit jumbai spermatozoa dalam lumen SST dalam ayam.Berdasarkan pemerhatian ini, boleh diandaikan bahawa kecenderungan untuk penggumpalan sperma berbeza antara burung dan antara spermatozoa dalam ejakulasi yang sama.Di samping itu, Van Krey et al.9 mencadangkan bahawa pemisahan rawak spermatozoa beraglutinasi bertanggungjawab untuk penembusan spermatozoa secara beransur-ansur ke dalam lumen tiub fallopio.Menurut hipotesis ini, spermatozoa dengan kapasiti aglutinasi yang lebih rendah harus dikeluarkan dari SST terlebih dahulu.Dalam konteks ini, keupayaan spermatozoa untuk menggumpal mungkin menjadi faktor yang mempengaruhi hasil persaingan sperma dalam burung yang kotor.Di samping itu, semakin lama sperma yang terkumpul berpecah, semakin lama kesuburan dikekalkan.
Walaupun pengagregatan dan pengagregatan spermatozoa ke dalam berkas telah diperhatikan dalam beberapa kajian2,22,24, mereka tidak diterangkan secara terperinci kerana kerumitan pemerhatian kinematik mereka dalam SST.Beberapa percubaan telah dibuat untuk mengkaji aglutinasi sperma secara in vitro.Pengagregatan yang meluas tetapi sementara diperhatikan apabila wayar nipis dikeluarkan dari titisan benih yang berjuntai.Ini membawa kepada fakta bahawa gelembung memanjang menonjol dari titisan, meniru kelenjar mani.Disebabkan oleh pengehadan 3D dan masa pengeringan titisan yang singkat, keseluruhan blok dengan cepat rosak9.Dalam kajian semasa, menggunakan ayam Sharkashi dan cip mikrofluidik, kami dapat menerangkan bagaimana jumbai ini terbentuk dan cara ia bergerak.Ikatan sperma terbentuk serta-merta selepas pengumpulan air mani dan didapati bergerak dalam lingkaran, menunjukkan reologi positif apabila terdapat dalam aliran.Tambahan pula, apabila dilihat secara makroskopik, berkas sperma telah diperhatikan untuk meningkatkan kelinearan motilitas berbanding dengan spermatozoa terpencil.Ini menunjukkan bahawa penggumpalan sperma mungkin berlaku sebelum penembusan SST dan pengeluaran sperma tidak terhad kepada kawasan kecil disebabkan tekanan seperti yang dicadangkan sebelum ini (Tingari dan Lake12).Semasa pembentukan jumbai, spermatozoa berenang secara serentak sehingga mereka membentuk persimpangan, kemudian ekor mereka membungkus antara satu sama lain dan kepala spermatozoon kekal bebas, tetapi ekor dan bahagian distal spermatozoon melekat bersama dengan bahan melekit.Oleh itu, kepala bebas ligamen bertanggungjawab untuk pergerakan, menyeret seluruh ligamen.Mengimbas mikroskop elektron ikatan sperma menunjukkan kepala sperma yang melekat ditutup dengan banyak bahan melekit, menunjukkan bahawa kepala sperma telah dilekatkan dalam berkas rehat, yang mungkin berlaku selepas sampai ke tapak penyimpanan (SST).
Apabila sapuan sperma diwarnakan dengan oren acridine, bahan pelekat ekstraselular di sekeliling sel sperma boleh dilihat di bawah mikroskop pendarfluor.Bahan ini membolehkan berkas sperma melekat dan berpaut pada mana-mana permukaan atau zarah sekeliling supaya ia tidak hanyut dengan aliran sekeliling.Oleh itu, pemerhatian kami menunjukkan peranan lekatan spermatozoa dalam bentuk berkas mudah alih.Keupayaan mereka untuk berenang melawan arus dan melekat pada permukaan berdekatan membolehkan sperma tinggal lebih lama dalam SST.
Rothschild25 menggunakan kamera hemocytometri untuk mengkaji taburan terapung air mani lembu dalam titisan ampaian, mengambil fotomikrograf melalui kamera dengan kedua-dua paksi optik menegak dan mendatar mikroskop.Keputusan menunjukkan bahawa spermatozoa tertarik ke permukaan ruang.Penulis mencadangkan bahawa mungkin terdapat interaksi hidrodinamik antara sperma dan permukaan.Mengambil kira perkara ini, bersama-sama dengan keupayaan air mani anak ayam Sharkashi untuk membentuk jumbai melekit, ia mungkin meningkatkan kemungkinan air mani akan melekat pada dinding SST dan disimpan untuk jangka masa yang lama.
Bccetti dan Afzeliu26 melaporkan bahawa glycocalyx sperma diperlukan untuk pengiktirafan gamet dan aglutinasi.Forman10 memerhatikan bahawa hidrolisis ikatan α-glikosidik dalam salutan glikoprotein-glikolipid dengan merawat air mani burung dengan neuraminidase mengakibatkan kesuburan berkurangan tanpa menjejaskan motilitas sperma.Penulis mencadangkan bahawa kesan neuraminidase pada glycocalyx menjejaskan penyerapan sperma di persimpangan utero-vaginal, dengan itu mengurangkan kesuburan.Pemerhatian mereka tidak boleh mengabaikan kemungkinan bahawa rawatan neuraminidase boleh mengurangkan pengecaman sperma dan oosit.Forman dan Engel10 mendapati bahawa kesuburan berkurangan apabila ayam disemai secara intravaginal dengan air mani yang dirawat dengan neuraminidase.Bagaimanapun, IVF dengan sperma yang dirawat neuraminidase tidak menjejaskan kesuburan berbanding ayam kawalan.Penulis membuat kesimpulan bahawa perubahan dalam salutan glikoprotein-glikolipid di sekeliling membran sperma mengurangkan keupayaan sperma untuk menyuburkan dengan menjejaskan penyerapan sperma di persimpangan utero-vaginal, yang seterusnya meningkatkan kehilangan sperma akibat kelajuan persimpangan utero-vaginal, tetapi tidak menjejaskan pengecaman sperma dan telur.
Dalam ayam belanda Bakst dan Bauchan 11 menemui vesikel kecil dan serpihan membran dalam lumen SST dan memerhatikan bahawa beberapa butiran ini telah bersatu dengan membran sperma.Penulis mencadangkan bahawa hubungan ini boleh menyumbang kepada penyimpanan jangka panjang spermatozoa dalam SST.Walau bagaimanapun, penyelidik tidak menyatakan sumber zarah ini, sama ada ia dirembes oleh sel epitelium CCT, dihasilkan dan dirembeskan oleh sistem pembiakan lelaki, atau dihasilkan oleh sperma itu sendiri.Juga, zarah ini bertanggungjawab untuk penggumpalan.Grützner et al27 melaporkan bahawa sel epitelium epididimis menghasilkan dan merembeskan protein khusus yang diperlukan untuk pembentukan saluran mani satu liang.Penulis juga melaporkan bahawa penyebaran berkas ini bergantung pada interaksi protein epididimis.Nixon et al28 mendapati bahawa adnexa merembeskan protein, osteonektin yang kaya dengan sistein berasid;SPARC terlibat dalam pembentukan jumbai sperma dalam ekidna dan platipus berparuh pendek.Penyebaran rasuk ini dikaitkan dengan kehilangan protein ini.
Dalam kajian semasa, analisis ultrastruktur menggunakan mikroskop elektron menunjukkan bahawa spermatozoa mematuhi sejumlah besar bahan padat.Bahan-bahan ini dianggap bertanggungjawab untuk penggumpalan yang terkondensasi di antara dan di sekeliling kepala yang melekat, tetapi pada kepekatan yang lebih rendah di kawasan ekor.Kami mengandaikan bahawa bahan penggumpal ini dikumuhkan daripada sistem pembiakan lelaki (epididimis atau vas deferens) bersama dengan air mani, kerana kita sering memerhatikan air mani yang berpisah daripada limfa dan plasma mani semasa ejakulasi.Telah dilaporkan bahawa apabila spermatozoa burung melalui epididimis dan vas deferens, mereka mengalami perubahan berkaitan pematangan yang menyokong keupayaan mereka untuk mengikat protein dan memperoleh glikoprotein yang berkaitan dengan lemma plasma.Kegigihan protein ini pada membran sperma pemastautin dalam SST menunjukkan bahawa protein ini mungkin mempengaruhi pemerolehan kestabilan membran sperma 30 dan menentukan kesuburannya 31 .Ahammad et al32 melaporkan bahawa spermatozoa yang diperolehi dari pelbagai bahagian sistem pembiakan lelaki (dari testis hingga vas deferens distal) menunjukkan peningkatan progresif dalam daya maju di bawah keadaan penyimpanan cecair, tanpa mengira suhu penyimpanan, dan daya maju dalam ayam juga meningkat dalam tiub fallopio selepas inseminasi buatan.
Jumbai sperma ayam Sharkashi mempunyai ciri dan fungsi yang berbeza daripada spesies lain seperti echidna, platipus, tikus kayu, tikus rusa dan guinea pig.Dalam ayam sharkasi, pembentukan berkas spermatozoa mengurangkan kelajuan berenang mereka berbanding spermatozoa tunggal.Walau bagaimanapun, berkas ini meningkatkan peratusan spermatozoa positif reologi dan meningkatkan keupayaan spermatozoa untuk menstabilkan diri mereka dalam persekitaran yang dinamik.Oleh itu, keputusan kami mengesahkan cadangan sebelumnya bahawa aglutinasi sperma dalam SST dikaitkan dengan penyimpanan sperma jangka panjang.Kami juga membuat hipotesis bahawa kecenderungan sperma untuk membentuk jumbai boleh mengawal kadar kehilangan sperma dalam SST, yang boleh mengubah keputusan persaingan sperma.Mengikut andaian ini, spermatozoa dengan kapasiti aglutinasi rendah melepaskan SST terlebih dahulu, manakala spermatozoa dengan kapasiti aglutinasi tinggi menghasilkan sebahagian besar anak.Pembentukan ikatan sperma satu liang adalah bermanfaat dan menjejaskan nisbah ibu bapa-anak, tetapi menggunakan mekanisme yang berbeza.Dalam echidna dan platipus, spermatozoa disusun selari antara satu sama lain untuk meningkatkan kelajuan rasuk ke hadapan.Sekumpulan ekidna bergerak kira-kira tiga kali lebih cepat daripada spermatozoa tunggal.Adalah dipercayai bahawa pembentukan jumbai sperma sedemikian dalam ekidna adalah penyesuaian evolusi untuk mengekalkan dominasi, kerana betina adalah rambang dan biasanya mengawan dengan beberapa jantan.Oleh itu, spermatozoa daripada ejakulasi berbeza bersaing sengit untuk persenyawaan telur.
Spermatozoa aglutinasi ayam sharkasi mudah divisualisasikan menggunakan mikroskop kontras fasa, yang dianggap berfaedah kerana ia membolehkan kajian mudah kelakuan spermatozoa secara in vitro.Mekanisme pembentukan jumbai sperma menggalakkan pembiakan dalam ayam sharkasi juga berbeza daripada yang dilihat pada sesetengah mamalia plasenta yang mewakili tingkah laku sperma kooperatif seperti tikus kayu, di mana sesetengah spermatozoa mencapai telur, membantu individu lain yang berkaitan mencapai dan merosakkan telur mereka.untuk membuktikan diri anda.tingkah laku altruistik.Persenyawaan sendiri 34. Satu lagi contoh tingkah laku kerjasama dalam spermatozoa ditemui pada tikus rusa, di mana spermatozoa dapat mengenal pasti dan bergabung dengan spermatozoa yang paling berkaitan secara genetik dan membentuk kumpulan kerjasama untuk meningkatkan kelajuan mereka berbanding spermatozoa yang tidak berkaitan35.
Keputusan yang diperolehi dalam kajian ini tidak bercanggah dengan teori Foman tentang penyimpanan jangka panjang spermatozoa dalam SWS.Para penyelidik melaporkan bahawa sel-sel sperma terus bergerak dalam aliran sel-sel epitelium yang melapisi SST untuk jangka masa yang panjang, dan selepas tempoh masa tertentu, simpanan tenaga sel-sel sperma telah habis, mengakibatkan penurunan dalam kelajuan, yang membolehkan pengusiran bahan-bahan berat molekul kecil.tenaga spermatozoa dengan aliran cecair dari lumen SST Rongga tiub fallopio.Dalam kajian semasa, kami memerhatikan bahawa separuh daripada sperma tunggal menunjukkan keupayaan untuk berenang melawan cecair yang mengalir, dan lekatan mereka dalam berkas meningkatkan keupayaan mereka untuk menunjukkan reologi positif.Tambahan pula, data kami konsisten dengan data Matsuzaki et al.1 yang melaporkan bahawa peningkatan rembesan laktat dalam SST boleh menghalang motilitas sperma pemastautin.Walau bagaimanapun, keputusan kami menerangkan pembentukan ligamen motil sperma dan tingkah laku reologi mereka dengan kehadiran persekitaran dinamik dalam saluran mikro dalam usaha untuk menjelaskan tingkah laku mereka dalam SST.Penyelidikan masa depan mungkin menumpukan pada menentukan komposisi kimia dan asal usul agen aglutinasi, yang sudah pasti akan membantu penyelidik membangunkan cara baharu untuk menyimpan air mani cecair dan meningkatkan tempoh kesuburan.
Lima belas sharkasi lelaki berleher telanjang berusia 30 minggu (dominan homozigot; Na Na) telah dipilih sebagai penderma sperma dalam kajian ini.Burung-burung itu diternak di Ladang Ayam Penyelidikan Fakulti Pertanian, Universiti Ashit, Gabenor Ashit, Mesir.Burung ditempatkan di dalam sangkar individu (30 x 40 x 40 cm), tertakluk kepada program cahaya (16 jam cahaya dan 8 jam kegelapan) dan diberi makanan yang mengandungi 160 g protein mentah, 2800 kcal tenaga boleh metabolisme, 35 g kalsium setiap satu.5 gram fosforus yang ada setiap kilogram diet.
Menurut data 36, ​​37, air mani dikumpul daripada lelaki melalui urutan perut.Sebanyak 45 sampel air mani telah dikumpul daripada 15 lelaki dalam tempoh 3 hari.Air mani (n = 15/hari) segera dicairkan 1:1 (v:v) dengan Belsville Poultry Semen Diluent, yang mengandungi kalium difosfat (1.27 g), monosodium glutamat monohidrat (0.867 g), fruktosa (0.5 d) natrium kontang.asetat (0.43 g), tris(hidroksimetil)aminometana (0.195 g), kalium sitrat monohidrat (0.064 g), kalium monofosfat (0.065 g), magnesium klorida (0.034 g) dan H2O (100 ml), pH = 7, 5, osmolariti 333 mOsm/kgSampel air mani yang telah dicairkan terlebih dahulu diperiksa di bawah mikroskop cahaya untuk memastikan kualiti air mani yang baik (kelembapan) dan kemudian disimpan dalam tab mandi air pada suhu 37°C sehingga digunakan dalam masa setengah jam selepas pengumpulan.
Kinematik dan reologi spermatozoa diterangkan menggunakan sistem peranti mikrofluid.Sampel air mani dicairkan lagi kepada 1:40 dalam Beltsville Avian Semen Diluent, dimuatkan ke dalam peranti mikrobendalir (lihat di bawah), dan parameter kinetik ditentukan menggunakan sistem Analisis Air Mani Berkomputer (CASA) yang dibangunkan sebelum ini untuk pencirian mikrobendalir.mengenai mobiliti spermatozoa dalam media cecair (Jabatan Kejuruteraan Mekanikal, Fakulti Kejuruteraan, Universiti Assiut, Mesir).Pemalam boleh dimuat turun di: http://www.assiutmicrofluidics.com/research/casa39.Halaju lengkung (VCL, μm/s), halaju linear (VSL, μm/s) dan halaju trajektori purata (VAP, μm/s) diukur.Video spermatozoa telah diambil menggunakan mikroskop kontras fasa Optika XDS-3 terbalik (dengan objektif 40x) yang disambungkan kepada kamera Tucson ISH1000 pada 30 fps selama 3 saat.Gunakan perisian CASA untuk mengkaji sekurang-kurangnya tiga kawasan dan 500 trajektori sperma setiap sampel.Video yang dirakam telah diproses menggunakan CASA buatan sendiri.Takrifan motilitas dalam pemalam CASA adalah berdasarkan kelajuan berenang sperma berbanding dengan kadar aliran, dan tidak termasuk parameter lain seperti pergerakan sisi ke sisi, kerana ini didapati lebih dipercayai dalam aliran bendalir.Gerakan reologi digambarkan sebagai pergerakan sel sperma melawan arah aliran bendalir.Spermatozoa dengan sifat reologi dibahagikan dengan bilangan spermatozoa motil;spermatozoa yang dalam keadaan rehat dan spermatozoa yang bergerak secara perolakan telah dikecualikan daripada kiraan.
Semua bahan kimia yang digunakan diperoleh daripada Elgomhoria Pharmaceuticals (Kaherah, Mesir) melainkan dinyatakan sebaliknya.Peranti ini dihasilkan seperti yang diterangkan oleh El-sherry et al.40 dengan beberapa pengubahsuaian.Bahan yang digunakan untuk membuat saluran mikro termasuk plat kaca (Howard Glass, Worcester, MA), SU-8-25 rintangan negatif (MicroChem, Newton, CA), alkohol diacetone (Sigma Aldrich, Steinheim, Jerman), dan polyacetone.-184, Dow Corning, Midland, Michigan).Saluran mikro dibuat menggunakan litografi lembut.Pertama, topeng muka pelindung yang jelas dengan reka bentuk saluran mikro yang diingini telah dicetak pada pencetak resolusi tinggi (Prismatic, Cairo, Egypt and Pacific Arts and Design, Markham, ON).Induk dibuat menggunakan plat kaca sebagai substrat.Plat dibersihkan dalam aseton, isopropanol dan air ternyahion dan kemudian disalut dengan lapisan 20 µm SU8-25 dengan salutan putaran (3000 rpm, 1 min).Lapisan SU-8 kemudiannya dikeringkan dengan lembut (65°C, 2 min dan 95°C, 10 min) dan terdedah kepada sinaran UV selama 50 saat.Bakar selepas pendedahan pada suhu 65°C dan 95°C selama 1 minit dan 4 minit untuk memaut silang lapisan SU-8 terdedah, diikuti dengan pembangunan dalam alkohol diaseton selama 6.5 minit.Bakar wafel dengan kuat (200°C selama 15 minit) untuk menguatkan lagi lapisan SU-8.
PDMS disediakan dengan mencampurkan monomer dan pengeras dalam nisbah berat 10:1, kemudian dinyahgas dalam desikator vakum dan dituangkan ke bingkai utama SU-8.PDMS telah disembuhkan dalam ketuhar (120°C, 30 min), kemudian saluran dipotong, dipisahkan daripada induk, dan berlubang untuk membolehkan tiub dipasang pada saluran masuk dan keluar saluran mikro.Akhirnya, saluran mikro PDMS dipasang secara kekal pada slaid mikroskop menggunakan pemproses korona mudah alih (Produk Electro-Technic, Chicago, IL) seperti yang diterangkan di tempat lain.Saluran mikro yang digunakan dalam kajian ini berukuran 200 µm × 20 µm (W × H) dan panjangnya 3.6 cm.
Aliran bendalir yang disebabkan oleh tekanan hidrostatik di dalam saluran mikro dicapai dengan mengekalkan paras bendalir dalam takungan masuk melebihi perbezaan ketinggian Δh39 dalam takungan alur keluar (Rajah 1).
dengan f ialah pekali geseran, ditakrifkan sebagai f = C/Re untuk aliran laminar dalam saluran segi empat tepat, di mana C ialah pemalar bergantung pada nisbah aspek saluran, L ialah panjang saluran mikro, Vav ialah halaju purata di dalam saluran mikro, Dh ialah diameter hidraulik saluran, g – pecutan graviti.Dengan menggunakan persamaan ini, halaju saluran purata boleh dikira menggunakan persamaan berikut: