技术领域
本发明涉及精子的分离技术领域,具体而言,涉及将四溴化 1,1,2,2-四-[4-(2-三乙基乙氧基胺基)]苯乙烯应用于精子分离。
背景技术
流式细胞仪分离动物X精子和Y精子,是动物性别控制的一条 新途径,其工作原理是:利用动物含有X染色体和含有Y染色体的 精液中DNA含量存在差异,借助荧光染料染色,然后根据发出的 荧光强度,通过计算机判别精子类别,再通过给精液液滴附加电荷, 根据静电原理,将含有X染色体的精液和Y染色体的精液分离。
在相关技术中,上述方法常用的荧光染料易发生聚集荧光猝灭 现象:当染料的浓度较高时,染料分子会聚集进而导致发射的荧光 强度骤降。当待分离的精液密度较高时,此时需要较高浓度的荧光 染料进行标记,但是高浓度的染料分子会发生聚集,进而发生聚集 荧光猝灭,导致精子的分离效果不理想。
发明内容
本发明的目的在于提供将四溴化1,1,2,2-四-[4-(2-三乙基乙氧基 胺基)]苯乙烯应用于精子分离,以解决上述的问题。
在本发明的实施例中提供了将四溴化1,1,2,2-四-[4-(2-三乙基乙 氧基胺基)]苯乙烯应用于精子分离,包括下列步骤:
向待分离的精液中加入荧光染料和染色用工作液,再孵育,得 到混合液;其中,所述荧光染料为四溴化1,1,2,2-四-[4-(2-三乙基乙 氧基胺基)]苯乙烯,并且所述待分离的精液中每含4亿个精子时, 至少加入7μg所述荧光染料;
采用流式细胞仪对所述混合液进行分离,得到分离的X精子和 Y精子。
本发明上述实施例的将四溴化1,1,2,2-四-[4-(2-三乙基乙氧基胺 基)]苯乙烯应用于精子分离,所用的荧光染料—四溴化1,1,2,2-四 -[4-(2-三乙基乙氧基胺基)]苯乙烯(即TTAPE)是一种具有聚集诱 导发光现象的分子,即当荧光染料浓度较大或者聚集时,荧光染料 分子内旋转被冻结或者形成聚集体使其荧光发射显著增大,其灵敏 度高、背景噪音低。因而当待分离的精液密度较高需采用高浓度的 荧光染料时,也不会发生荧光猝灭的现象,从而避免了对分离效果 的不利影响。其中,TTAPE在本发明的应用中发射荧光的原理是: TTAPE与DNA的静电相互作用而结合,由于与DNA的结合,限 制了分子间转动,致使其发荧光。
具体实施方式
下面通过具体的实施例子对本发明做进一步的详细描述。
实施例一
该实施例提供了将四溴化1,1,2,2-四-[4-(2-三乙基乙氧基胺基)] 苯乙烯应用于精子分离,包括下列步骤:
第一步:向待分离的精液中加入荧光染料和染色用工作液 (staining talp),再孵育,得到混合液。
第二步:采用流式细胞仪对混合液进行分离,得到分离的X精 子和Y精子。
其中,荧光染料为四溴化1,1,2,2-四-[4-(2-三乙基乙氧基胺基)] 苯乙烯,并且待分离的精液中每含4亿个精子时,至少加入7μg荧 光染料。
以上应用所用的荧光染料为四溴化1,1,2,2-四-[4-(2-三乙基乙氧 基胺基)]苯乙烯(即TTAPE),其是一种具有聚集诱导发光现象的分 子,即当荧光染料浓度较大或者聚集时,荧光染料分子内旋转被冻 结或者形成聚集体使其荧光发射显著增大,其灵敏度高、背景噪音 低。因而当待分离的精液密度较高需采用高浓度的荧光染料时,也 不会发生荧光猝灭的现象,从而避免了对分离效果的不利影响。由 此可见,TTAPE可替代现有技术中用于分离精子的其它染色体,采 用一种新型的发光原理—聚集诱导发光进行检测。
另外,上述应用还具有另外的一个优点:由于TTAPE在光源 的照射下不会发生猝灭现象,因此上述应用中的所有步骤不需要在 避光条件下操作。由此可见,本发明的应用降低了对操作条件的要 求,更易推广。
其中,TTAPE在本发明的应用中发射荧光的原理是:TTAPE 与DNA的静电相互作用而结合,由于与DNA的结合,限制了分子 间转动,致使其发荧光。
上述应用中所用的荧光染料TTAPE通常采用如下的制备方法:
第一步:DHBP(4,4’二羟基二苯酮)3克和碳酸钾5克,50mL 丙酮加入到4mL 1,2-二溴乙烷中,将混合物以回流方式搅拌、加 热24小时,过滤,蒸干溶剂。粗产物用硅胶柱(氯仿)得到4,4’- 二羟基苯丙酮(BBEBP)白色粉末。产物经过红外和核磁测试的验 证。
第二步:1克BBEBP在50mL四氢呋喃(THF)悬浮液中,加 入四氯化钛0.26mL和锌粉0.31克,沸腾20小时,反应混合物冷却 到室温,过滤。真空干燥,溶剂挥发,粗产物过硅胶柱(氯仿/环己 烷1:4)。产物经过红外和核磁共振光谱测试。
第三步:在250mL烧瓶中,磁力搅拌,溶解100mg1,1,2,2-四- (溴乙氧基)四苯乙烯(TBEPE)在100mLTHF中,然后加入过量 的三乙基胺(5mL),保持回流3天。在此过程中,间断加入10mL 水,减压蒸馏,水溶液用氯仿洗三次,溶剂挥发之后真空50℃干燥 得到TTAPE。
上述制备方法的化学反应式如下,“reflux”是指回流,“Et3N”是 指三乙胺:
另外,上述应用中所用的工作液(染色用工作液、蛋黄工作液) 均可采用现有技术中的配制方法,例如:
染色用工作液(staining talp)的配制
配方如表1所示,该表中的配方是指每配制1L染色用工作液 所需的试剂量。
表1 染色用工作液的配方
试剂 所需的质量(g) 羟乙基哌嗪乙磺酸(40.00mM) 9.50
六水氯化镁(0.40mM) 0.08 氯化钠(95.00mM) 5.50 氯化钾(3.00mM) 0.22 碳酸钠(0.30mM) 0.04 碳酸氢钠(10.00mM) 0.84 丙酮酸(2.00mM) 0.23 葡萄糖(5.00mM) 0.90 乳酸溶液 3.65 牛血清蛋白 3.00
具体的配制方法:按表1数据称量所需试剂依次放入盛有该配 液总量3/4的超纯水烧杯中充分溶解。溶解后用NaOH溶液将pH 值调为7.40,将溶液完全移入体积相对应的容量瓶内,用超纯水反 复冲洗烧杯内壁移入容量瓶填充至刻度后充分混匀;配置完毕后用 板式过滤器进行过滤灭菌。滤后得到滤液每1000毫升液添加庆大霉 素针剂2.5mL。清晰标明溶液名称、配置日期。5℃下贮存,有效期 7-10天。
另外,经过试验证明:采用本发明的上述应用方法分离精子的 分选速度为25000个/s,收集速度为3000~5000个/s,X精子分选 准确率为80%以上。精子自采集后到完成性别分离约需5~6h。分 选后冻前精子活力达到0.5~0.7,分选后解冻精子活力0.3~0.4。
此外,实施例一的应用还可以进一步改进,以达到更多的技术 效果。例如:
针对第一步
优选地,孵育的时间为:40-50min。这个孵育时间可以保证荧 光染料能够和DNA有效的完全结合,若时间太短可能导致部分染 料还没有和DNA结合,时间太长可能会导致活精比例下降。
优选地,待分离的精液为:活力≥0.6,密度≥10亿/mL的精液。 这个指标的精液的分离效果较好,并且冷冻之后活精的比例也高。
优选地,向待分离的精液中加入荧光染料和染色用工作液的步 骤之前还包括:用孔径为45-55μm的过滤器过滤待分离的精液。采 用该工序可以过滤掉精子粘结而成的精子团,避免这些精子团影响 分离效果。
优选地,向待分离的精液中加入荧光染料和染色用工作液的步 骤之前还包括:在30-35℃下将荧光染料和染色用工作液预热。在 该温度下预热可以使荧光染料和DNA结合得更充分。
优选地,向待分离的精液中加入荧光染料和染色用工作液的步 骤之前还包括:向将待分离的精液中加入抗生素。加入抗生素防止: 精液中滋生细菌降低精子活性的问题。此外,为了增强效果,还可 以同时加入多种抗生素。
针对第二步
优选地,在进行第二步之前,孵育的步骤之后和分离的步骤之 前还包括:向混合液中加入蛋黄工作液(egg yolk talp)。蛋黄工作 液可以为精子提供营养,避免精子在分离过程中死亡。此外,为了 给精子提供一个良好的生长环境,还可以在加入蛋黄工作液的步骤 之前将蛋黄工作液预热,预热的温度为30-35℃。
优选地,向待分离的精液中加入荧光染料和染色用工作液的步 骤之前还包括:向将待分离的精液中加入抗生素。抗生素可以抑制 精液中细菌的生长,从而避免细菌滋生降低精子的活性。
优选地,向混合液中加入蛋黄工作液的步骤之后和分离的步骤 之前还包括:用孔径为45-55μm的过滤器过滤混合液。在分离之前 进一步过滤,除去精子团和其它杂质,以改善分离效果。
上文中提及的蛋黄工作液可采用现有技术中的配制方法,例如:
以配制1L蛋黄工作液为例,将957.5mL的staining talp液移入 容量瓶内,然后用移液管将2.6mL食品红溶液(FD)加入容量瓶; 用staining talp液填充至容量瓶的刻度后充分混匀;将用酒精消毒的 新鲜鸡蛋弃除蛋清后用无菌过滤纸去除剩余的蛋清,挤破膜将蛋黄 挤入量筒至所需体积的刻度处;用封口膜封好的量筒口后充分混匀。 再将溶液倒入烧杯用磁力搅拌器搅拌30分钟。5℃静置过夜(12小 时);静置后的溶液吸去量筒上层5-10毫升液废弃,然后慢慢倾斜 量筒把上清液倒入烧杯(防止将沉淀物倒入);用HCL溶液将pH 调至5.50,静置30分钟后吸去烧杯上层油状物。将剩余上清液分装 入离心管,两两平衡。放入离心机内离心(5℃、15557xg、30分钟), 离心结束后吸去各个离心管上层油状物,将离心后溶液收集到试剂 瓶内用板式过滤器(上层1.2um的过滤膜,下层0.22um的过滤 膜)过滤除菌。滤后液每1000毫升添加庆大霉素针剂2.6mL。清晰 标明溶液名称、配置日期。5℃下贮存,有效期14天。
其中,FD的配制方法为:以配制100mL为例,准确称取5g 食品红,完全溶解于盛有100mL的超纯水的试剂瓶中;扎紧瓶口进 行高压灭菌(121℃,30分钟);灭菌后分装,标明名称。5℃冷藏备 用。
实施例二
TTAPE在精子分离中的应用,包括下列步骤:
首先,循环水浴锅设定温度34℃,提前30分钟预热;4%egg yolk talp液在使用前放置水浴锅内预热15分钟;用移液枪准确吸取联合 抗生素(css)加入装有新鲜精液的离心管中(比例是1mL新鲜原 精对应20微升css)轻轻摇匀;准确计算精子密度、精液一次使用 量,staining talp液使用量;梯度染色以≥34微升梯度进行染色。
其次,每样品管精子总数为4亿、体积为4mL;用微量加样器 吸取荧光染料加入样样管内,标明序号、批次;然后将一定量的预 热后的staining talp液加入上样管内混匀;将摇匀精液用移液枪准确 吸取一定量的新鲜精液加入到上样管内。摇匀后放入水浴锅内暗室 孵育45分钟;向已孵育好的样品中加入2mL 4%egg yolk talp液, 摇匀后再用50微米过滤器过滤到另一洁净上样管内,标明序号、批 次,送到流式细胞仪分离室,进行分离。
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, 对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。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。