莫纳什大学的资深研究作者Reza Nosrati说:“我们的方法使我们能够研究粘度和剪切率的变化如何影响单细胞水平上的精子行为，这是使用传统方法无法做到的。”

　　生殖道内的生化和生物物理信号作为过滤低质量精子和引导高质量精子走向卵子的机制。例如，性交时，输卵管内粘液分泌增多，刺激输卵管内液体向子宫运动。这种流动通过冲洗病原体来防止病原体侵入生殖道，同时选择能够通过一种称为流变性的现象逆流而上的精子。

　　但是，部分由于传统显微镜方法和种群水平研究的局限性，在单细胞水平上，流体流动和粘度等因素如何相互作用影响精子鞭毛跳动行为仍不清楚。此外，目前的临床实践主要使用低粘度介质和停滞流动条件，尽管考虑生理相关环境的实际优势可能是显著的。

　　在这项研究中，Nosrati和他的团队为精子设计了一个“测试场所”，以观察它们在生理相关条件下的行为。该装置利用微流体来检测精子鞭毛的波形和能量学，以响应流量和粘度的变化。

　　通过将公牛精子拴在一个微通道中，研究人员将同一个精子暴露在不同的粘度和剪切率下，剪切率指的是一层液体通过相邻层时的速度变化率。利用高速、高分辨率显微镜，研究人员以每秒200帧的速度量化了鞭毛的动态。

　　研究结果表明，精子鞭毛波形主要受黏度而非剪切速率的影响，它们的协同作用促进了节能型殴打行为。在粘度较低的环境中，精子的运动和能量学受流体流动的影响较小。而在高黏度介质中，当剪切速率为75毫巴秒时，鞭毛曲率从0 / s增加到6 / s，使鞭毛曲率降低20%，当剪切速率为3 / s时鞭毛跳动频率最高，这有利于精子的流变性。

　　根据作者的说法，这一现象表明，在这些特定条件下，能量产生的潜在增加和鞭毛跳动行为的变化可能会促进流变性，并促进从圆周运动到滚动运动的转变。以每秒3次的剪切速率观察到的这种增加的能量输出表明，精子调整其发电以适应和响应流体动力学，从而能够在水流中有效地游泳。

　　目前，研究人员正在完善他们的成像技术和实验平台，以进行后续研究，在类似的条件下检查自由游动的精子。

　　“更好地理解这些媒介在精子选择和受精方面的重要性也是至关重要的，”Nosrati说。“我们计划进行一项动物研究，以评估这些特性如何影响辅助生殖中的受精和胚胎发育，从而为未来的治疗策略提供更好的结果。”