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2019-12-10
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据美国国家地理网站报道，美国加州大学洛杉矶分校科学家近日首次成功绘制出精子的3D轨迹图，轨迹显示精子像拔塞钻一样螺旋前进，还像是一个个超级活跃的游泳高手。据研究人员介绍，此项研究采用的是一种传感器芯片成像技术，而不是像以往那种采用智能电话和数码相机成像的传统方法。新技术将有助于更好地研究男性生殖能力以及其他微生物的行为规律。
由于个体微小而且速度很快，人类的精子很难研究，这是科学家们的共识。然而，美国加州大学洛杉矶分校奥兹坎研究团队却迎难而上。研究负责人安多甘-奥兹坎表示，“精子是生命中最重要的微生物之一。”奥兹坎和他的研究团队从精子库中提取精子标本，然后将研究对象放置于一个硅传感器芯片上。研究人员从不同方向发出红色和蓝色LED光线，照射到移动的精子细胞上。每一个精子投射出不同颜色的阴影，硅传感器芯片记录下这些阴影。然后，研究人员再利用计算机程序将两组数据进行结合，重建细胞前进的轨迹。
奥兹坎介绍说，“在任意给定时间内，传统光学显微镜在三维角度只能观测到数量有限的精子。但是，采用新的传感器技术，在仅仅一次很短时间的实验中，我们就能够很容易看到1500多个三维精子。”
超级活跃的精子
所有的数据都显示，精子游泳的方式完全不同。大多数精子采用的是一种典型的轨迹，大致是一种直线。然而，还有一些精子游泳的方式却是螺旋式前进，就像一个开红酒瓶的拔塞钻一样螺旋前进。在此前的研究中，显微镜只能模糊地观测到这种奇特的现象。有些精子之所以被称为“非常活跃”，是因为它们前进时方向总是紧急转变的，就好像有某种力量在猛力拉着它们向相反方向改变。
奥兹坎表示，目前他们尚未搞清楚精子的健康度与其游泳方式之间是否存在某种联系，但是这种新的成像技术将开启精子研究领域的新大门。事实上，科学家们还利用新的传感器系统将红蓝两色光线照射到其他微生物上研究它们的运动情况以及它们对药物和化学试剂的反应。“这种新技术或其改进技术将可能用于观测和量化精子的能力。”
最新3D精子成像技术研究成果发表于本周出版的美国国家科学院院刊上。
