發(fā)明領(lǐng)域

本發(fā)明涉及用于測量流體樣品的氧化還原電位(orp)以及使用此類orp測定樣品和/或受試者的生育力潛力的方法和裝置。

發(fā)明背景

許多生物流體，如全血、血漿、血清、精液、子宮和陰道液具有氧化還原電位(orp)。臨床上，此類流體的orp提供動物的氧化狀態(tài)。更具體地，此類流體的orp與健康、疾病和生物過程的狀態(tài)有關(guān)。

氧化還原系統(tǒng)或氧還系統(tǒng)涉及根據(jù)下列等式將電子從還原劑轉(zhuǎn)移至氧化劑：

其中ne^-等于轉(zhuǎn)移的電子的數(shù)目。在平衡時，根據(jù)nernst-peters方程計算氧還電位(e)，或氧化還原電位(orp)：

e(orp)＝eo–rt/nfln[還原劑]/[氧化劑](2)

其中r(氣體常數(shù))，t(以凱氏度數(shù)(degreeskelvin)計的溫度)和f(法拉第常數(shù))是常數(shù)。eo是相對于氫電極測量的氧還系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)電位，其被任意分配為0伏的eo，并且n是轉(zhuǎn)移的電子數(shù)。因此，orp依賴于還原劑和氧化劑的總濃度，并且orp是特定系統(tǒng)中總氧化劑和還原劑之間平衡的綜合測量(integratedmeasure)。因此，orp提供了患者的體液或組織的整體氧化狀態(tài)的測量。

氧化應(yīng)激是由活性氧和活性氮類別的較高產(chǎn)生或內(nèi)源性保護性抗氧化能力的降低引起的。氧化應(yīng)激已經(jīng)與各種疾病和衰老相關(guān)聯(lián)，并且已經(jīng)發(fā)現(xiàn)它在所有類型的疾病中發(fā)生，并且已經(jīng)顯示它影響包括受孕和妊娠在內(nèi)的許多生物學(xué)過程。參見例如vegliaetal.,biomarkers,11(6):562-573(2006)；rothetal.,currentopinioninclinicalnutritionandmetaboliccare,7:161-168(2004)；美國專利no.5,290,519和美國專利公開文本no.2005/0142613；agarwaletal.,reproductivebiologyandendocrinology,3:28:1-21(2005)；radetal.,j.caringsciences,2(4):287-294(2013)。幾項調(diào)查顯示了患者的氧化狀態(tài)與患者的結(jié)果之間的密切相關(guān)。參見rothetal.,currentopinioninclinicalnutritionandmetaboliccare,7:161-168(2004)。

已經(jīng)通過測量各種單獨的標(biāo)志物評估患者中的氧化應(yīng)激。參見例如vegliaetal.,biomarkers,11(6):562-573(2006)；rothetal.,currentopinioninclinicalnutritionandmetaboliccare,7:161-168(2004)；美國專利no.5,290,519和美國專利公開文本no.2005/0142613。然而，此類測量通常是不可靠的并且提供患者的氧化狀態(tài)的沖突和可變的測量。參見vegliaetal.,biomarkers,11(6):562-573(2006)；rothetal.,currentopinioninclinicalnutritionandmetaboliccare,7:161-168(2004)。為了克服使用單一標(biāo)志物的測量的問題，已經(jīng)開發(fā)了多個標(biāo)志物的測量，其然后用于提供患者的總體氧化狀態(tài)的得分或其它評估。參見vegliaetal.,biomarkers,11(6):562-573(2006)；rothetal.,currentopinioninclinicalnutritionandmetaboliccare,7:161-168(2004)。雖然此類復(fù)合方法比單一標(biāo)志物的測量更可靠和更靈敏，但是它們是復(fù)雜且耗時的。因此，需要用于可靠地測量患者的總體氧化狀態(tài)的更簡單且更快速的方法。

可以電化學(xué)測量氧化/還原電位。用于測量血液、血液產(chǎn)品和其它生物流體的orp的電化學(xué)裝置通常需要大量樣品體積(即10至數(shù)百毫升)和長平衡期。此外，電化學(xué)裝置具有大的、龐大的電極，其需要在樣品測量之間進行清潔。此類電化學(xué)裝置不太適用于常規(guī)的臨床診斷測試。已經(jīng)提示了使用經(jīng)過處理的電極來防止生物污損。然而，此類裝置必然涉及復(fù)雜的制造技術(shù)。此外，常規(guī)的電化學(xué)裝置尚未提供方便在臨床環(huán)境中使用的形式。

也可以在有和沒有熱引發(fā)的自由基產(chǎn)生的情況下從光化學(xué)發(fā)光(photochemiluminescent)測定生物流體(如血漿及其血液成分(如低密度脂蛋白、血清白蛋白和氨基酸))、精液(及其組分)、子宮和陰道分泌物的氧化和自由基特征。光化學(xué)發(fā)光系統(tǒng)通常包括自由基發(fā)生器和測量抗氧化劑存在下的化學(xué)發(fā)光變化的檢測器。更具體地，為了測量抗氧化劑的存在，將含有一定量抗氧化劑的生物樣品(或其組分之一)與已知量的自由基接觸并起反應(yīng)。以化學(xué)發(fā)光測定法測定在使生物樣品接觸后剩余的自由基。使用已知量的針對樣品中的內(nèi)源性自由基的抗氧化劑，以相似的化學(xué)發(fā)光法測量自由基。這些類型的測量和檢測系統(tǒng)不適合用于評估或監(jiān)測人或動物健康的臨床環(huán)境中的生物流體樣品的快速、大規(guī)模測量。

近年來，滿足正常精液形態(tài)學(xué)標(biāo)準(zhǔn)的雄性比例大幅下降。從被證實的供體鑒定不育供體的精液形態(tài)學(xué)的預(yù)測值的范圍為98.6％至57.9％(agarwal,a.etal.(2014).reprodbiolendocrinol,12,33；menkveld,r.,etal.(2001)humreprod,16,1165-1171.；ho,l.m.,etal.(2007),j.androl,28,158-163.)。發(fā)現(xiàn)形態(tài)學(xué)在鑒定不育供體方面優(yōu)于精液運動性、濃度、總精液計數(shù)、倉鼠卵穿透測試(hept)或精液滲透指數(shù)的測量(ombelet,w.,etal.(1997).humreprod,12,987-993.)。更重要的是，形態(tài)學(xué)與妊娠和成功的體外受精(ivf)結(jié)果強烈相關(guān)，其中植入和妊娠的幾率增加以及流產(chǎn)減少(vandenhoven,l.,etal.(2015).fertilsteril,103,53-58.；mortimer,d.andmenkveld,r.(2001).j.androl,22,192-205.；abuhassanabu,etal.(2012).andrologia,44suppl1,571-577)。盡管此參數(shù)的重要性，定性形態(tài)學(xué)測量比其它精液參數(shù)更具有技術(shù)、程序和主觀誤差。常見的精液樣品可以產(chǎn)生變化多達(dá)30％的形態(tài)學(xué)結(jié)果(brazil,c.(2010).asianjournalofandrology,12,14-20.；auger,j.(2010).asianjournalofandrology,12,36-46)。因此，代表精液形態(tài)學(xué)的無偏差的定量測度將極大地有利于生育界。

在一些研究中，氧化應(yīng)激已經(jīng)與雄性的不育有關(guān)，特別是與形態(tài)學(xué)有關(guān)。(agarwal,a.,etal.(2014).systbiolreprodmed,60,206-216.；pons-rejraji,h.,etal.(2009).gynecolobstetfertil,37,529-535.；benedetti,s.etal.(2012).reprodbiomedonline,25,300-306.；zorn,b.,etal.(2003).intjandrol,26,279-285.；macanovic,b.,etal.(2015).dismarkers,2015,436236.；svobodova,m.,etal.(2009).ceskagynekol,74,399-403)。其它研究報道了更模糊的關(guān)系。(svobodova,m.,etal.(2009).ceskagynekol,74,399-403.；haghighian,h.k.,etal.(2015).fertilsteril.；beresford,m.j.,etal.(2010).clinicaloncology,22,46-55)。這些研究之間的差異在它們的方法中得到揭示。大多數(shù)研究測量單一的氧化劑家族，即活性氧類別(ros)。其它測量在氧化應(yīng)激下積累的事后損傷，即脂質(zhì)過氧化。最后，已經(jīng)使用抗氧化劑水平或活性的變化，即總抗氧化劑容量(totalantioxidantcapacity,tac)或超氧化物歧化酶(sod)。憑借通過單一測量定義“氧化應(yīng)激”的多種方式，質(zhì)疑氧化應(yīng)激在雄性生育力中的作用并非不合理。氧化應(yīng)激是氧化劑的活性超過抗氧化劑淬滅它們的能力的狀態(tài)。因此，需要將所有氧化劑活性與所有抗氧化活性進行比較作為精液形態(tài)和生育力的預(yù)測器的簡單測量。本發(fā)明解決了此需要，并且也提供了其它相關(guān)的益處。

發(fā)明概述

一個實施方案是評估來自受試者的精液的生育力潛力的方法，所述方法包括測量來自所述受試者的樣品的氧化還原電位(orp)；比較測量的orp與參照數(shù)值；并且基于所述比較測定精液樣品的生育力潛力。在一個實施方案中，測量步驟包括測量靜態(tài)orp(sorp)。在一個實施方案中，測量步驟包括測量容量orp(corp)。在一個實施方案中，測量步驟包括測量sorp和corp。在一個實施方案中，參照數(shù)值是與能育精液質(zhì)量參數(shù)有關(guān)的數(shù)值。在一個實施方案中，參照數(shù)值是排除參照數(shù)值(dischargereferencevalue)。在一個實施方案中，參照數(shù)值是自身參照數(shù)值(selfreferencevalue)。在一個實施方案中，若測試的樣品的orp值與來自具有高生育力潛力的樣品的參照數(shù)值相比顯著增加，則將測試的精液樣品表征為具有低生育力潛力。在一個實施方案中，若測試的樣品的orp值與來自具有高生育力潛力的樣品的參照數(shù)值基本上相同，則將測試的精液樣品表征為具有高生育力潛力。

本發(fā)明的一個實施方案是測定來自受試者的精液樣品的至少一種特征的方法，其包括：測量來自所述受試者的樣品的靜態(tài)氧化還原電位(sorp)和/或容量氧化還原電位(corp)；比較測量的sorp和/或corp與參照數(shù)值；并且基于所述比較測定所述精液的特征。在一個實施方案中，測量步驟包括測量sorp。在一個實施方案中，測量步驟包括測量corp。在一個實施方案中，測量步驟包括測量sorp和corp。在一個實施方案中，所述至少一種特征選自下組：樣品中的具有健康形態(tài)學(xué)的精子細(xì)胞的百分比、樣品中能動的精子細(xì)胞的百分比、樣品中的精子細(xì)胞的數(shù)目和樣品中的精子細(xì)胞的濃度。在一個實施方案中，參照數(shù)值是截留值。在一個實施方案中，若測量的orp顯著高于截留值，則將精液樣品稱為具有一種或多種選自下組的特征：樣品中具有異常形態(tài)學(xué)的精子細(xì)胞的高百分比、樣品中具有異常運動性(例如降低的運動性)的精子細(xì)胞的高百分比、樣品中低于正常的數(shù)目的精子細(xì)胞和異常低的精子細(xì)胞濃度。在一個實施方案中，若測量的orp低于、或等于截留值，則將樣品稱為具有一種或多種選自下組的特征：樣品中具有正常形態(tài)學(xué)的精子細(xì)胞的高百分比、樣品中具有正常運動性的精子細(xì)胞的高百分比、至少正常數(shù)目的精子細(xì)胞和至少正常濃度的精子細(xì)胞。在一個實施方案中，若測量的orp小于或等于截留值，則將樣品稱為良好質(zhì)量的或者具有高生育力潛力。

本發(fā)明的一個實施方案是評估來自受試者的卵的能力(competence)的方法，其包括：測量來自受試者的樣品的靜態(tài)氧化還原電位(sorp)和/或容量氧化還原電位(corp)；比較測量的sorp和/或corp與參照數(shù)值；并且基于所述比較將所述卵分類為有能力的或無能力的。在一個實施方案中，測量步驟包括測量sorp。在一個實施方案中，測量步驟包括測量corp。在一個實施方案中，測量步驟包括測量sorp和corp。在一個實施方案中，參照數(shù)值是正常參照數(shù)值。在一個實施方案中，參照數(shù)值是排除參照數(shù)值。在一個實施方案中，參照數(shù)值是自身參照數(shù)值。在一個實施方案中，若測試的樣品的orp值與指示有能力的卵的參照數(shù)值相比顯著增加，則將測試的卵表征為無能力。在一個實施方案中，若測試的樣品的orp值與指示有能力的卵的參照數(shù)值基本上相似，則將測試的卵表征為有能力。在一個實施方案中，樣品選自下組：陰道樣品、濾泡樣品和子宮樣品。

本發(fā)明的一個實施方案是評估受試者的生育力狀態(tài)的方法，其包括：測量來自所述受試者的樣品的靜態(tài)氧化還原電位(sorp)和/或容量氧化還原電位(corp)；比較測量的sorp和/或corp與參照數(shù)值；并且基于所述比較測定所述受試者的生育力狀態(tài)。在一個實施方案中，測量步驟包括測量sorp.在一個實施方案中，測量步驟包括測量corp。在一個實施方案中，測量步驟包括測量sorp和corp。在一個實施方案中，參照數(shù)值是正常參照數(shù)值。在一個實施方案中，參照數(shù)值是排除參照數(shù)值。在一個實施方案中，參照數(shù)值是自身參照數(shù)值。在一個實施方案中，若測試的樣品的orp值與指示降低的生育力的參照數(shù)值相比顯著增加，則將所述受試者鑒定為已經(jīng)具有降低的生育力。在一個實施方案中，若測試的樣品的orp值與指示生育力的參照數(shù)值基本上相似，則將所述受試者鑒定為能育的，或?qū)崿F(xiàn)正常生育力。在一個實施方案中，樣品選自下組：精液樣品、精液流體(seminalfluid)樣品、子宮樣品、陰道樣品或濾泡樣品。

本發(fā)明的一個實施方案是評估受精卵會建立并且維持成功妊娠的可能性的方法，其包括：測量培養(yǎng)所述受精卵的培養(yǎng)基的靜態(tài)氧化還原電位(sorp)和/或容量氧化還原電位(corp)；比較側(cè)量的sorp和/或corp與參照數(shù)值；并且基于所述比較測定卵建立并且維持成功的妊娠的能力。在一個實施方案中，測量步驟包括測量sorp。在一個實施方案中，測量步驟包括測量corp。在一個實施方案中，測量步驟包括測量sorp和corp。在一個實施方案中，參照數(shù)值是正常參照數(shù)值。在一個實施方案中，參照數(shù)值是放電參照數(shù)值。在一個實施方案中，參照數(shù)值是自身參照數(shù)值。在一個實施方案中，若測試的樣品的orp值與指示卵可能建立并且維持成功妊娠的參照數(shù)值相比顯著增加，則將測試的受精卵鑒定為不大可能建立并且維持成功的妊娠。在一個實施方案中，若測試的樣品的orp值與指示卵可能建立并且維持成功妊娠的參照數(shù)值基本上相似，則將測試的受精卵鑒定為可能建立并且維持成功的妊娠。

本發(fā)明的一個實施方案是改善受精卵會建立并且維持成功妊娠的幾率的方法，其包括：測量培養(yǎng)所述受精卵的培養(yǎng)基中的靜態(tài)氧化還原電位(sorp)和/或容量氧化還原電位(corp)；比較測量的sorp和/或corp與參照數(shù)值；并且基于所述比較測定用于將所述受精卵轉(zhuǎn)移入子宮中的最佳時間。在一個實施方案中，sorp和/或corp與閾值數(shù)值的相等指示應(yīng)當(dāng)將所述卵轉(zhuǎn)移至子宮。在一個實施方案中，所述閾值數(shù)值代表下述sorp和/或corp值，高于所述sorp和/或corp值，建立和維持成功妊娠的幾率與用具有所述閾值數(shù)值或更低數(shù)值的受精卵進行的轉(zhuǎn)移相比顯著降低。

在所有前述實施方案中，測量的步驟可以是測量sorp、測量corp或測量sorp和corp。另外，所有前述實施方案中的參照數(shù)值可以是下列一項或多項：正常參照數(shù)值、條件特異性參照數(shù)值和自身參照數(shù)值。

附圖簡述

圖1描繪了根據(jù)本發(fā)明的實施方案的用于測量流體的氧化-還原電位容量的系統(tǒng)的組件；

圖2顯示了根據(jù)本公開的實施方案的讀出裝置的組件；

圖3顯示了根據(jù)本公開的實施方案的讀出裝置的進一步方面；

圖4描繪了根據(jù)本發(fā)明的實施方案的測試條；

圖5是描述根據(jù)本公開的實施方案的用于測量氧化-還原電位容量的方法的方面的流程圖；和

圖6是描繪隨時間提供的電流和測量的電位差的圖。

圖7顯示了基于sorp/濃度(mv/10⁶個精子/ml)，從作為精液(x軸)和再次作為精漿(y軸)測試的樣品測量的sorp值之間的比較。

圖8顯示了精液和精漿的原始sorp值(mv)之間的比較。

圖9顯示了冷凍樣品對精液和精液流體的sorp值的影響。

圖10顯示了時間對精液(10a)或精漿(10b)的sorp/濃度值的影響。x軸是0分鐘時的精液(10a)或精漿(10b)的sorp濃度值。y軸是在120分鐘時精液(10a)或精漿(10b)的sorp/濃度值。

圖11顯示了時間對精液(10a)和精漿(10b)的sorp值(mv)的影響。每個圖中的左柱形是0分鐘的sorp值(mv)。每個圖中的右柱形是120分鐘的sorp值(mv)。

圖12：用于預(yù)測生育力的sorp截留值的測定。a)顯示來自能育(左柱形)和不育(右柱形)樣品的sorp/濃度值的比較，如根據(jù)who生育力標(biāo)準(zhǔn)確定的。b)顯示了用于鑒定最好的分離能育樣品與不育樣品的sorp值的接收器操作特性(roc)分析。鋸齒狀線表示與各種靈敏度(y軸)和特異性(x軸)水平相關(guān)聯(lián)的sorp值。實線直線代表基于統(tǒng)計幾率的預(yù)測能力。兩條線之間的面積代表auc。

圖13顯示了來自具有正常射精體積(>1.5ml)的樣品和具有異常體積的樣品的sorp/濃度值的比較。

圖14顯示了來自具有正常精子細(xì)胞數(shù)(>39×10⁶個精子)的樣品和具有異常精子細(xì)胞數(shù)的樣品的sorp/濃度值的比較。

圖15顯示了來自具有正常精子細(xì)胞濃度(>15×10⁶個精子/ml)的樣品和具有異常精子細(xì)胞濃度的樣品的sorp/濃度值的比較。

圖16顯示了來自具有總運動精子的正常百分比(>40％)的樣品和具有異常精子細(xì)胞運動性的樣品的sorp/濃度值的比較。

圖17顯示了來自具有上前運動(progressivelymotile)精子的正常百分比(>32％)的樣品和具有異常向前運動性的樣品的sorp/濃度值的比較。

圖18顯示了來自具有正常百分比的具有健康形態(tài)學(xué)的精子(>4％)的樣品和具有異常精子細(xì)胞形態(tài)學(xué)的樣品的sorp/濃度值的比較。

圖19基于sorp值評估精子形態(tài)學(xué)可預(yù)測性的roc分析。曲線表示與各種靈敏度(y軸)和特異性(x軸)水平相關(guān)的sorp值，用于區(qū)分精子形態(tài)學(xué)。實線直線代表基于統(tǒng)計幾率的預(yù)測能力。兩條線之間的面積代表曲線下面積(auc)。

發(fā)明詳述

本發(fā)明的實施方案提供適用于快速、常規(guī)臨床診斷測試的用于測量流體的氧化-還原電位(orp)特性(即靜態(tài)氧化還原電位(sorp)和/或氧化還原容量(corp))的系統(tǒng)和方法和使用所述系統(tǒng)評估或監(jiān)測受試者狀態(tài)的方法。系統(tǒng)通常包括測試條和讀出裝置。更具體地，本發(fā)明的實施方案可以以方便和及時的方式測定患者的體液的orp特性?？捎糜诒景l(fā)明方法的患者的生物樣品可以是任何體液。合適的體液包括血液樣品(例如全血、血清或血漿)、尿液、唾液、腦脊液(csf)、淚液、精液、精液流體(seminalfluid)、陰道或子宮分泌物、濾泡液、羊水和臍帶血。此外，可以使用灌洗液、組織勻漿物、體液的組分(例如血細(xì)胞，精子等)和細(xì)胞裂解物，并且如本文中所用，“體液”包括此類制備物。優(yōu)選地，體液是血液、血漿、精液或精液流體、陰道液、子宮液或濾泡液。在一些實施方案中，流體可以是細(xì)胞培養(yǎng)液，諸如例如用于精子和/或卵子培養(yǎng)的細(xì)胞培養(yǎng)基。

測試條通常包括基板(substrate)、參照槽(referencecell)、對電極、工作電極、參照電極和樣品室(samplechamber)。通常，通過在樣品室中放置流體樣品，在參照槽、對電極、工作電極和參照電極之間建立電連接。然后，測試條可以連接到讀出裝置，用于測定靜態(tài)orp值和orp容量值。

讀出裝置通常包括將讀出裝置電互連到包括在測試條中的各種電極的觸點。根據(jù)本公開的實施方案，讀出裝置包括模擬前端(analogfrontend)。模擬前端通常發(fā)揮功能以提供受控電流，其可以通過與對電極和工作電極的電連接在樣品室中的液體間發(fā)送。此外，模擬前端可操作以產(chǎn)生表示參照電極和工作電極之間的電位差的電壓信號。提供模擬至數(shù)字(analogtodigital，adc)轉(zhuǎn)換器以將表示參照電極與工作電極電位差的電壓信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號。結(jié)合提供受控電流到測試條，提供數(shù)字至模擬轉(zhuǎn)換器(dac)以將數(shù)字控制信號轉(zhuǎn)換成模擬信號。控制器與adc和dac接口。此外，控制器可以包括或包含執(zhí)行控制讀出裝置的各種功能的程序代碼的處理器，包括但不限于控制向測試條的電流供應(yīng)，以及處理電位差測量信號?？刂破骺梢耘c存儲器關(guān)聯(lián)運行。另外，讀出裝置包括用戶界面和電源。

圖1描繪了根據(jù)本公開的實施方案用于測量流體樣品的氧化-還原電位(orp)值(包括但不限于靜態(tài)氧化-還原值(sorp)和/或氧化-還原容量值(corp))的系統(tǒng)100的組件。如本文中所用，sorp是流體樣品間的測量電位差或電壓，諸如放置在如本文中所述的包括參照槽的測試條中的流體樣品間的測量電位差或電壓。如本文中所用，corp是在限定的時間段內(nèi)提供給流體樣品的電荷量的量度，如可以在如本文所述的測試條中測量。因此，corp可以視為在某個限定的時間段內(nèi)流體樣品吸收作為電流提供的電荷的容量。例如，時間段可以由對應(yīng)于對樣品的電流供應(yīng)的啟動的起始點和端點諸如拐點(inflectionpoint)或第一和第二拐點之間的中點(midpoint)定義。通常，系統(tǒng)100包括讀出裝置104(其可以執(zhí)行電流計)和測試條108。讀出裝置104包括連接器或讀出孔(readoutaperture)112，用于將讀出裝置104的讀出觸點(readoutcontact)116電互連到作為測試條108的部分提供的電極觸點120。讀出裝置104還可以整合用戶界面124，其可以包括用戶輸出126，諸如顯示器，和用戶輸入128諸如鍵盤。根據(jù)其它實施方案，用戶界面124可以包括諸如觸摸屏界面的集成組件(integratedcomponent)。除了提供用于將測試條108互連到讀出裝置104的觸點120之外，測試條108還包括在測試條覆蓋層(teststripoverlay)136中形成的樣品室孔132，以接受流體樣品且與測定該流體樣品的orp值相關(guān)。

圖2顯示了根據(jù)本公開的實施方案的讀出裝置104的附加組件和特征。如所示，讀出觸點116互連到模擬前端220。如本文其它地方更詳細(xì)描述，模擬前端220通常發(fā)揮功能以提供受控電流，該受控電流在測試條108的對電極和工作電極間通過。此外，模擬前端220發(fā)揮功能以提供表示測試條108的參照電極和工作電極之間的電位差的電壓信號。根據(jù)另外的實施方案，模擬前端220可以包括條檢測電路(stripdetectcircuit)，以提供指示測試條108與讀出裝置104的互連的信號。

模擬前端220通常接收來自數(shù)字至摸擬(dac)轉(zhuǎn)換器224的控制信號。模擬前端220信號輸出通常提供給摸擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器(adc)228。dac224和adc228繼而與控制器232連接?？刂破?32可以包括處理器，其可操作以執(zhí)行存儲在作為控制器232的部分的存儲器，或者作為單獨的存儲器裝置236中的指令。例如，處理器(執(zhí)行存儲在存儲器236中的指令)可以實現(xiàn)根據(jù)其控制提供給測試條108的電流的進程。此外，控制器232可以執(zhí)行存儲在存儲器236中的指令，以記錄提供給測試條108的電流量，以檢測測試條108的電極之間的電壓電位的拐點，并計算orp容量。存儲器236還可以作為數(shù)據(jù)的存儲發(fā)揮功能，包括但不限于中間和/或最終的orp值?？刂破?32例如可以包括通用可編程處理器或控制器或?qū)ｉT配置的應(yīng)用集成電路(asic)。

用戶界面124通常運行以向控制器232提供用戶輸入。此外，用戶界面124可以運行以向用戶顯示信息，包括但不限于一般地讀出裝置104或系統(tǒng)100的狀態(tài)、sorp值和corp值。

讀出裝置104還通常包括電源240。盡管圖中未顯示，電源240通常經(jīng)由電源總線互連到功耗裝置(powerconsumingdevice)。電源240可以與電池或其它能量存儲裝置，和/或線路電力(linepower)相關(guān)聯(lián)。

現(xiàn)在參照圖3，描繪了根據(jù)本公開的實施方案的系統(tǒng)100的附加特征。更具體地，描繪了模擬前端220和與測試條108相關(guān)聯(lián)的電路的細(xì)節(jié)。如所示，讀出觸點116互連到電極導(dǎo)線(electrodelead)或觸點120，以將模擬前端220電連接到測試條108。在例示的實施方案中，模擬前端220包括測試條感測電路(teststripsensecircuit)304。測試條感測電路304包括測試條檢測供應(yīng)導(dǎo)線308和測試條檢測輸入導(dǎo)線312。通常，當(dāng)合適的測試條108可操作地連接到讀出裝置104時，建立測試條檢測供應(yīng)導(dǎo)線308和測試條檢測輸入導(dǎo)線312之間的連續(xù)性(continuity)，，允許指示存在測試條108的測試條檢測信號在供應(yīng)308和輸入312導(dǎo)線之間通過。此外，測試條108可以并入電阻器(resistor)或用于修改測試條檢測信號的其它組件，以向讀出裝置104指示已經(jīng)與讀出裝置104互連的特定測試條108的特性，諸如對測試條108并入的參照槽的電壓值。讀出裝置104可以響應(yīng)感測到測試條108的存在而運行，以便以受控電流的形式向測試條108提供詢問信號。

通過讀出裝置104經(jīng)由對電極導(dǎo)線316和工作電極導(dǎo)線320將電流提供給測試條108的樣品室132。更具體地，可以從電流跟隨器324的輸出向?qū)﹄姌O導(dǎo)線316提供電流，而工作電極320可以作為所述電流跟隨器324的輸入提供。此外，一組電流范圍選擇電阻器328和相關(guān)聯(lián)的開關(guān)332可以由dac224控制，如由控制器232指導(dǎo)，例如取決于互連的測試條108的特性。此外，如由控制器232指導(dǎo)，dac224可以控制對電流跟隨器324的輸入，繼而控制通過電流電極導(dǎo)線316提供給測試條108的電流量。如通過控制器232指導(dǎo)，dac224還可以操作各種開關(guān)和/或放大器來控制模擬前端220的操作模式。

另外，模擬前端220包括靜電計(electrometer)336，其接收來自參照電極導(dǎo)線340的第一輸入信號和來自工作電極導(dǎo)線320的第二輸入信號。來自靜電計336的輸出通常表示參照電極導(dǎo)線340和工作電極導(dǎo)線320之間的電位差。由靜電計336輸出的信號可以在增益電路(gaincircuit)344中放大，并輸出到adc228。

圖4描繪了根據(jù)本發(fā)明的實施方案的測試條108的方面。更具體地，由圖4呈現(xiàn)的視圖顯示了除去測試條覆蓋層136的測試條108。通常，測試條108包括工作電極404、參照電極408和對電極412。此外，測試條108包括參照槽416。通過將流體樣品放置在樣品室區(qū)域420內(nèi)，工作電極404、參照電極408、對電極412和參照槽416置于彼此電接觸。此外，通過分別將對應(yīng)于對電極412、工作電極404和參照電極408的電極觸點120置于與對應(yīng)于對電極導(dǎo)線316、工作電極導(dǎo)線320和參照電極導(dǎo)線340的讀出觸點116接觸，測試條108可操作地連接到讀出裝置104。因此，提供給測試條104的供應(yīng)電流可以通過讀出裝置104在對電極412和工作電極404之間穿過流體樣品發(fā)送。此外，參照電極408和工作電極404之間的電位差可以由讀出裝置104感測。根據(jù)本公開的其它實施方案，測試條108可以包括測試條檢測電路424，其包括輸入428和輸出432。除了輸入428和輸出432之外，測試條檢測電路424還可以包括電阻器或用于修改由讀出裝置104提供的測試條感測信號的其它組件，以向讀出裝置104指示測試條108的鑒定(identification)。

為了測量corp或抗氧化劑儲備(reserve)，用計數(shù)器和工作電極之間的線性增加的氧化電流(oxidizingcurrent)滴定樣品，以在工作電極處耗盡相關(guān)的抗氧化劑，同時監(jiān)測工作電極和參照電極之間的電壓。結(jié)果是時間對電壓曲線和時間對電流曲線。時間對電壓曲線用于尋找電壓變化最快的拐點(抗氧化劑耗盡，因此系統(tǒng)試圖尋找新的平衡)。最大速度(即拐點處)的時間稱為轉(zhuǎn)變時間(transitiontime)。容量或corp是從開始到轉(zhuǎn)變時間的電流概貌(profile)積分，單位為uc。

轉(zhuǎn)變時間的計算可以通過幾種方式完成，包括噪聲過濾、曲線擬合和標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值微分技術(shù)(standardnumericaldifferentiationtechnique)。通常，未過濾的數(shù)值導(dǎo)數(shù)(derivative)是有噪聲的，使得發(fā)現(xiàn)最大值是困難或不可靠的。為此，一種技術(shù)是使用多項式(5至7階通常是足夠的)并在分析上直接區(qū)分得到的多項式曲線擬合時間對電壓概貌。這種方法具有非常平滑的導(dǎo)數(shù)的優(yōu)點，使轉(zhuǎn)變時間的測定變得穩(wěn)健，只要擬合是良好的。

圖5是顯示根據(jù)本發(fā)明的實施方案的用于測定流體樣品的orp(包括但不限于corp)的系統(tǒng)100的操作的方面的流程圖。通常，方法包括獲得流體樣品并將流體樣品置于測試條108的樣品室420中(步驟504)。在步驟508，測試條108連接到讀出裝置104(步驟508)。通常，當(dāng)讀出裝置104處于開機或待機模式時，測量條檢測輸出導(dǎo)線308可以輸出電信號。通過將合適的測試條108連接到讀出裝置104，建立測試條檢測輸出導(dǎo)線308和測試條檢測輸入導(dǎo)線312之間的連續(xù)性。此外，在測試條檢測輸入導(dǎo)線312處接收的信號可以提供測試條108的特性的指示，其可以繼而用于控制提供給測試條108的電流的方面(例如，電流范圍)。此類特征可以包括但不限于測試條電極404、408和412的類型和組成以及參照槽416的電位。

在步驟512，讀出裝置104可以將電流提供給測試條108的對電極412。更具體地，可以通過對電極導(dǎo)線316和工作電極導(dǎo)線320在對電極412和工作電極404之間通過電流。根據(jù)本公開的實施方案，提供給測試條108的電流由讀出裝置104的控制器232控制。更具體地，可以以選擇的穩(wěn)態(tài)水平提供電流至少持續(xù)第一時間段。第一時間段可以是固定的時間段?；蛘?，一旦已經(jīng)確定讀出裝置104在參照電極408和工作電極404之間感測到的電位差具有小于某個選定量的變化率，則第一時間段可以期滿。根據(jù)其它實施方案，可以應(yīng)用參數(shù)的組合測定在穩(wěn)定狀態(tài)下提供電流的時間段。此外，根據(jù)其它實施方案，在第一時間段期間不提供電流(即，在第一時間段期間的供應(yīng)電流為零)。本領(lǐng)域技術(shù)人員在考慮了本公開內(nèi)容后可以理解，雖然不提供電流并且雖然該電位差的變化率為零或小于某個選定量，但由讀出裝置104在參照電極408和工作電極404之間測量的電位差等于流體樣品的sorp。

在第一時間段已經(jīng)期滿后，可以以增加的速率提供電流(步驟516)。例如，可以根據(jù)不同概貌的組合，或以任何其它方式，以指數(shù)方式作為階梯函數(shù)線性增加量。例如，電流可以以規(guī)定速率從0安培線性增加直到達(dá)到端點。作為另一例子，量可以從0安培步移到某個非零值，并且所述非零值可以以穩(wěn)定的速率提供某個時間段，或者可以根據(jù)某種函數(shù)以增加的速率提供。在步驟520中，可以測定是否已經(jīng)檢測到參照電極408和工作電極404之間監(jiān)測的電位差中的拐點。更具體地，參照電極導(dǎo)線340和工作電極導(dǎo)線320將參照電極408和工作電極404分別連接到靜電計336，所述靜電計336輸出表示參照電極408和工作電極404之間的電位差的信號。然后，模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器228將表示參照值408和工作404電極之間的電位差的信號轉(zhuǎn)換為提供給控制器232的數(shù)字信號。如果已經(jīng)檢測到拐點，則讀出裝置104，以及特別地，控制器232可以記錄從第一次提供電流的時間至達(dá)到拐點的時間。此外，控制器232可以對電流信號進行積分以測定已經(jīng)提供給流體樣品直到達(dá)到拐點時的電荷量(步驟524)。根據(jù)本公開的實施方案，使用第一拐點(例如，當(dāng)在正在供應(yīng)電流時在流體樣品間測量的電壓處于局部最大變化率的點)作為電流積分停止的點。然而，可以在測量的電壓中觀察到多個拐點。因此，不是使用第一觀察到的拐點作為積分的終點，可以使用隨后的拐點。作為另一例子，可以使用參照多個拐點測定的時間，如兩個觀察到的拐點之間的中點或多個觀察到的拐點的平均時間，作為積分的終點，用于測定流體樣品的corp。在步驟528，可以例如通過作為讀出裝置104的一部分或者互連到讀出裝置104的用戶接口124的輸出裝置128設(shè)施，將測定的電荷量或從測定的電荷量導(dǎo)出的值作為流體樣品的orp容量(corp)值輸出給用戶124。例如，corp值可以相對于電荷量定義為1(thecorpvaluecanbedefinedasoneoverthequantityofcharge)。然后，過程可以結(jié)束。

圖6描繪了由讀出裝置104隨時間向互連的測試條108提供的電流(如線604所示)。此外，描繪了針對不同示例性樣品的樣品測量電位差值608a-c。如本領(lǐng)域技術(shù)人員在考慮了本公開內(nèi)容后可以理解，盡管顯示了三個電位差值608，但是在測定orp值期間僅向一個流體樣品提供電流604。如本領(lǐng)域技術(shù)人員在考慮了本公開之后也可以理解，顯示了電流604的傾斜部分(rampedportion)，以向下方向傾斜，因為它描繪了氧化電流。此外，可以理解，電流曲線604與持續(xù)選定時間段的電流值零之間的面積表示提供給測試條108中保持的流體樣品的電荷量。因此，此電荷量可用于提供流體樣品的orp容量(corp)的測量值。此外，電壓曲線608表示在不同時間點的相應(yīng)流體樣品的靜態(tài)orp(sorp)值。用于測定corp的電流曲線604(其在曲線604之上，在該曲線和圖6中的零電流之間)下的面積可以具有在第一時間點的起始點和第二時間點的終點。作為例子，可以選擇用于電流604積分的起始點作為觀察到的sorp信號或讀數(shù)已經(jīng)穩(wěn)定的點。例如，在圖6的例子中，經(jīng)過了約50秒后電位差值已經(jīng)穩(wěn)定。此外，在該例子中，在第一時間段期間，讀出裝置104沒有向樣品提供電流，直到供應(yīng)電流的起始點。該起始點也可對應(yīng)于以增加的速率開始施加電流604的時間。根據(jù)本公開的實施方案，在曲線608達(dá)到拐點，例如測量電位差的變化率處于最大值的點(即，最大斜率點)的情況下，電流信號604的積分停止。例如，查看曲線608b，可以在約200秒時看到拐點，因此可以在從50秒開始并在200秒結(jié)束的時段內(nèi)進行電流604的積分?；蛘撸梢栽谀硞€預(yù)定的時間段后停止電流信號604的積分。作為另一個備選，可以在觀察到拐點的早期或預(yù)定時間段的期滿時停止電流信號604的積分。

如本領(lǐng)域技術(shù)人員在考慮了本公開內(nèi)容后可以理解，sorp值的測量可以以伏特為單位，因此電流信號或值604的積分給出表示以庫侖計的電荷量的值。作為電荷數(shù)目的度量，corp值在此相對于以庫侖計的電荷數(shù)目表示為1。特別地，通過采用觀察到的電荷數(shù)目的倒數(shù)，獲得更正態(tài)的分布，便于將參數(shù)統(tǒng)計量應(yīng)用于觀察到的orp值。如本文中所用，術(shù)語orp容量、倒數(shù)容量水平(inversecapacitylevel)、倒數(shù)容量orp(inversecapacityorp)或icl都等同于如上定義的corp。應(yīng)當(dāng)理解，相對于電荷數(shù)目將corp表示為1涵蓋備選的等同表示。

如上所述，高于正常值的sorp指示氧化應(yīng)激，并且通常認(rèn)為是評估的受試者的陰性指示。corp是受試者承受氧化損傷(oxidativeinsult)的容量的量度。因此，一般地，它是受試者具有正?；蚋呷萘恳猿惺苎趸瘬p傷的積極指標(biāo)。由于corp定義為達(dá)到電壓拐點的電荷數(shù)目的倒數(shù)，較高的corp值指示較小的容量以承受氧化損傷，同樣，較低的corp值指示較大的容量以承受氧化損傷。

本發(fā)明包括通過測定患者的生物樣品的orp特征來監(jiān)測或評估患者就其生殖能力(例如，生育力，妊娠能力等)而言的健康的實施方案。通常，將患者的orp特征與所述患者相關(guān)的一種或多種orp特征參照數(shù)值進行比較。如本文中所用，參照數(shù)值可以是患者沒有所討論的狀況(例如，當(dāng)他/她是能育/孕的)的時間或從患者具有所討論的狀況的較早時間段(為了監(jiān)測或評估其狀況或治療的目的)起的患者的orp特征。此類參照數(shù)值稱為自身參照數(shù)值。例如，參照數(shù)值也可以包括初始值、最大值和結(jié)束參照數(shù)值，如當(dāng)orp特征在時間范圍內(nèi)進行評估時，如當(dāng)已知患者是能育(初始)時，并且在已知患者是低生育力(sub-fertile)或不育(結(jié)束)時?；蛘撸瑓⒄諗?shù)值可以是相關(guān)健康群體(例如，在物種、年齡、性別、種族等中的一個或多個特征上匹配的能育群體)的orp特征。此類參照數(shù)值稱為正常參照數(shù)值。此外，參照數(shù)值可以是類似地處于患者地位的相關(guān)群體(例如，與患者具有相同或相似的正對所述患者治療的狀況(例如，低生育力或不育)的群體，并且優(yōu)選地在物種、年齡、性別、種族等的一個或多個特征上也匹配的群體)的orp特征。此類參照數(shù)值稱為條件特異性參照數(shù)值。例如，條件特異性參照數(shù)值可以是從低生育力或不育個體、無能力的卵或具有低生育力潛力的精液樣品獲得的orp值。

如本文中所用，受試者是針對orp特征測試生物樣品所來自的任何個體。如果受試者是被醫(yī)療專業(yè)人員治療的個體，則術(shù)語受試者可以包括患者。術(shù)語受試者和患者可以指任何動物，包括人和非人動物，如伴侶動物(例如貓、狗、馬等)和牲畜動物(即，飼養(yǎng)用于食物目的的動物如牛、山羊、雞等)。優(yōu)選的受試者包括哺乳動物，最優(yōu)選包括人。

如本文中所用，術(shù)語卵、卵母細(xì)胞、卵子等可以互換使用，指尚未受精的雌性生殖細(xì)胞。同樣，術(shù)語精液和精子可以互換使用，指雄性生殖細(xì)胞。根據(jù)本公開，術(shù)語精液、精液樣品等具有本領(lǐng)域中使用的標(biāo)準(zhǔn)含義。也就是說，精液是雄性生殖液，包括精子和來自精囊的流體和來自前列腺和其它生殖腺的流體。

在本發(fā)明的多個實施方案中，測量受試者的生物樣品的orp特征?？梢栽谝粋€或多個時間點進行生物樣品的orp特征的測量。這種測量的頻率將取決于所評估的狀況。例如，評估雄性受試者的生育力可需要單次測試。相比之下，例如，對雌性受試者的生育力的評估可需要通過整個月經(jīng)周期進行定期檢測。類似地，在處理階段期間測定卵能力或精液質(zhì)量可以需要定期測試。因此，例如，可以每30分鐘、1小時、2小時、3小時、4小時、5小時、6小時、12小時或18小時進行測試?；蛘撸梢悦刻?、2天、3天、4天、5天、6天、1周、2周、3周、1個月、2個月、3個月、4個月、5個月、6個月、7個月、8個月、9個月、10個月、11個月或1年針對更長期的狀況進行測試。

在本發(fā)明的多個實施方案中，測量受試者的生物樣品的orp特征，用于評估精子質(zhì)量、評估卵子質(zhì)量、評估生育力、選擇卵子、合子或胚胎進行植入或在轉(zhuǎn)移受精卵(如合子，胚囊等)到雌性后監(jiān)測妊娠的目的。在這些實施方案中，方法還可以包括在受試者中鑒定生育力的風(fēng)險因素，如生活方式或遺傳風(fēng)險因素。

精子質(zhì)量

成功妊娠的一個重要方面是樣品(例如精液樣品)中精子的數(shù)目和質(zhì)量。因此，現(xiàn)行的生育力評估方法涉及計算具有正常運動性(運動)和形態(tài)學(xué)(形狀)的精子細(xì)胞數(shù)目以及精液的化學(xué)和生物化學(xué)特性(如ph、顏色、濁度、液化和粘度)的評估。然而，已經(jīng)變得明顯的是，精液的氧化狀態(tài)影響精子的質(zhì)量。例如，已經(jīng)顯示氧化應(yīng)激是dna片段化的主要原因(wright,etal.,reprodbiomedonline2014jun；(28(6):684-703)；salehra,etal.2003jun；7suppl3:1597-605)，并且此類片段化是生育力潛力的主要指標(biāo)，甚至比常規(guī)精液參數(shù)更重要。因此，減少氧化應(yīng)激可以改善精子質(zhì)量，從而改善成功妊娠的幾率。因此，在本發(fā)明的一個實施方案中，來自個體的精子的質(zhì)量通過測量來自個體的樣品的orp特征并評估orp特征是否與參照orp值的orp特征顯著不同來確定。測量的orp可以是sorp和/或corp。測量的orp值也可用于測定orp/濃度(orp/濃度)值(例如，mv/10⁶個精子/ml)。然后，從該比較中確定樣品和/或個體的生育力潛力。在這種方法中，orp特征相對于已知具有高生育力潛力的樣品的orp特征的顯著增加指示樣品或個體具有低的生育力潛力。同樣，與已知具有低生育力潛力的樣品(大約相同)的orp值相似的orp值指示測試的樣品具有低生育力潛力。如本文中所用，并且特別是精子，生育力潛力是指個體精子使卵受精的能力。這種受精潛力可以包括涉及精子的受精的任何方面，如精子通過雌性生殖道的轉(zhuǎn)運、精子穿透其已經(jīng)接觸的卵的能力、精子細(xì)胞進入卵和細(xì)胞分裂的啟動。具有高生育力潛力的精子能夠成功地穿過雌性生殖道，穿透卵子，并且啟動細(xì)胞分裂和胚胎發(fā)育過程。在優(yōu)選的實施方案中，樣品是新鮮收集的樣品。

如已經(jīng)討論的，orp可用于測定精液或精液流體樣品的質(zhì)量和生育力潛力。精液質(zhì)量和生育力潛力可以與已知與精子細(xì)胞使卵受精和引發(fā)胚胎發(fā)育的能力有關(guān)的任何精子特征有關(guān)。這些特征的實例包括但不限于射精(即精液)的粘度、射精液化的能力、射精中的精子細(xì)胞總數(shù)、射精中精子細(xì)胞的濃度、精子細(xì)胞的總運動性、精子細(xì)胞的向前運動性和精子細(xì)胞的形態(tài)學(xué)?？梢酝ㄟ^增加的orp值的存在來鑒定異常特征。因此，在本發(fā)明的一個實施方案中，來自個體的精液的質(zhì)量通過測量來自個體的樣品的orp特征并評估orp特征是否與參照orp值的orp特征顯著不同來測定。如本文中關(guān)于參照orp值和截留值所使用，術(shù)語顯著不同等指至少10％、至少15％或至少20％的差異。如果參照orp是特定的截留值，則舍入時大于截留值的任何值認(rèn)為是顯著的。例如，如果截留值為1.0，則測量的1.06的orp值將舍入1.1，并認(rèn)為是顯著的。此外，測量的1.04的orp值將舍入1.0，并且認(rèn)為不是顯著的。在一個實施方案中，通過測量來自個體的樣品的orp特征，并評估orp特征是否與參照orp值的orp特征顯著不同測定來自個體的精子的生育力潛力。在一個實施方案中，如果測得的orp值顯著高于參照orp值，則測試的精子樣品稱為具有低生育力潛力。在一個實施方案中，如果測量的orp值與參照orp值大致相同，則測試的精子樣品稱為具有高生育力潛力。

本發(fā)明的一個實施方案是測定來自受試者的樣品中的精子細(xì)胞數(shù)是否在正常范圍內(nèi)(因此在能育范圍內(nèi))的方法，所述方法包括測量樣品的orp特征，將測量的orp值與一個或多個確定為預(yù)測樣品中精子細(xì)胞數(shù)的參照orp值(例如，截留值)比較；使用比較結(jié)果確定測量樣品中的精子細(xì)胞數(shù)是否在正常范圍內(nèi)。例如，可以將從精液或精液流體樣品獲得的orp值與確定預(yù)測精子細(xì)胞的正常數(shù)目的orp截留值或orp值的范圍進行比較。如果測量值與截留值大致相同或更小，或者在確定為預(yù)測精子細(xì)胞的正常數(shù)目的orp值的范圍內(nèi)或與該范圍大致相同，測量的樣品稱為具有正常數(shù)目的精子細(xì)胞。因此，認(rèn)為樣品是能育的，或具有良好的生育力潛力(質(zhì)量好)。如果所測量的orp值顯著大于截留值，或顯著在確定為預(yù)測精子細(xì)胞正常數(shù)目的orp值的范圍之外，則測量的樣品將稱為具有異常數(shù)目(例如，太少)的精子細(xì)胞。因此，認(rèn)為樣品是不育的，或具有差的生育力潛力(質(zhì)量差)。

本發(fā)明的一個實施方案是測定來自受試者的樣品中的精子細(xì)胞的濃度是否處于正常濃度范圍內(nèi)(因此在能育濃度范圍內(nèi))的方法，所述方法包括測量樣品的orp特征，將測得的orp值與一個或多個確定為預(yù)測精子細(xì)胞濃度的參照orp值(例如截留值)進行比較；使用比較結(jié)果確定測定樣品中精子細(xì)胞的濃度是否在正常范圍內(nèi)。例如，從精液或精液流體樣品獲得的orp值可以與orp截留值或確定為預(yù)測精子細(xì)胞的正常濃度的orp值的范圍進行比較。如果測量值與截留值大致相同或更小，或者在確定為預(yù)測精子細(xì)胞的正常濃度的orp值的范圍內(nèi)或與所述范圍大致相同，則測量的樣品稱為具有正常濃度的精子細(xì)胞。因此，認(rèn)為樣品是能育的，或具有良好的生育力潛力(質(zhì)量好)。如果測得的orp值顯著大于截留值，或者顯著在確定為預(yù)測精子細(xì)胞正常濃度的orp值范圍之外，則測量的樣品稱為具有精子細(xì)胞的異常濃度。因此，認(rèn)為樣品是不育的，或具有差的生育力潛力(質(zhì)量差)。

本發(fā)明的一個實施方案是測定精液或精液流體樣品是否具有總運動精子細(xì)胞的正常百分比(并因此認(rèn)為能育)的方法，該方法包括測量樣品的orp特征，將測量的orp值與一個或多個確定為預(yù)測總運動精子細(xì)胞的正常百分比的參照orp值(例如，截留值)比較；使用比較結(jié)果確定測量樣品中總運動精子細(xì)胞的百分比是否在正常范圍內(nèi)。例如，可以將從精液或精液流體樣品獲得的orp值與orp截留值或確定為預(yù)測總運動精子細(xì)胞的正常百分?jǐn)?shù)的orp值的范圍進行比較。如果測量值與截留值大致相同或小于截留值，或者在確定為預(yù)測具有總運動精子細(xì)胞的正常百分比的樣品的orp值的范圍內(nèi)或與該范圍大致相同，則測量的樣品稱為具有總運動精子細(xì)胞的正常百分?jǐn)?shù)。因此，認(rèn)為樣品是能育的，或具有良好的生育力潛力(質(zhì)量好)。如果測量的orp值顯著大于截留值，或者顯著在確定為預(yù)測具有總運動精子細(xì)胞的正常百分比的樣品的orp值外，則測量的樣品稱為具有總運動精子細(xì)胞的異常百分比(例如太少)。因此，認(rèn)為樣品是不育的，或具有差的生育力潛力(質(zhì)量差)。

本發(fā)明的一個實施方案是測定精液或精液流體樣品是否具有向前運動的精子細(xì)胞的正常百分比(因此認(rèn)為能育)的方法，該方法包括測量樣品的orp特征，將測量的orp值與一個或多個確定為預(yù)測具有正常百分比的向前運動精子細(xì)胞的樣品的參照orp值(例如，截留值)比較；使用比較結(jié)果確定測量樣品中向前運動精子細(xì)胞的百分比是否在正常范圍內(nèi)。例如，從精液或精液流體樣品獲得的orp值可以與orp截留值，或者確定為預(yù)測具有正常百分比的向前運動精子細(xì)胞的樣品的orp值范圍進行比較。如果測量值與截留值大致相同或更小，或者在確定為預(yù)測具有正常百分比的向前運動精子細(xì)胞的樣品的orp值的范圍內(nèi)或與該范圍大致相同，則測量的樣品稱為具有正常百分比的向前運動精子細(xì)胞。因此，認(rèn)為樣品是能育的，或具有良好的生育力潛力(質(zhì)量好)。如果測量的orp值顯著大于截留值，或顯著在確定為預(yù)測具有正常百分比的向前運動精子細(xì)胞的樣品的orp值的范圍之外，則測量的樣品稱為具有異常百分比(例如，太少)的向前運動精子細(xì)胞。因此，認(rèn)為樣品是不育的，或具有差的生育力潛力(質(zhì)量差)。

本發(fā)明的一個實施方案是測定精液或精液流體樣品是否具有正常百分比的具有健康形態(tài)學(xué)的精子細(xì)胞(因此認(rèn)為能育)的方法，該方法包括測量樣品的orp特征，將測量的orp值與確定為預(yù)測其中正常百分比的精子細(xì)胞具有健康形態(tài)學(xué)的樣品的一個或多個參照orp值(例如，截留值)比較；使用比較的結(jié)果來確定在測量樣品中具有健康形態(tài)學(xué)的精子細(xì)胞的百分比是否在正常范圍內(nèi)。例如，從精液或精液流體樣品獲得的orp值可以與orp截留值或確定為預(yù)測其中正常百分比的精子細(xì)胞具有健康形態(tài)學(xué)的樣品的orp值的范圍進行比較。如果測量值與截留值大約相同或小于截留值，或者與確定為預(yù)測其中正常百分比的精子細(xì)胞具有健康形態(tài)學(xué)的樣品的orp值的范圍內(nèi)或與該范圍大約相同，則測量的樣品稱為具有正常百分比的具有健康形態(tài)學(xué)的精子細(xì)胞。因此，認(rèn)為樣品是能育的，或具有良好的生育力潛力(質(zhì)量好)。如果測量的orp值顯著大于截留值，或者顯著在確定為預(yù)測正常百分比的精子細(xì)胞具有健康形態(tài)學(xué)的樣品的orp值范圍之外，則測量的樣品稱為具有異常百分比(例如，太少)的具有健康形態(tài)學(xué)的精子細(xì)胞。因此，認(rèn)為樣品是不育的，或具有差的生育力潛力(質(zhì)量差)。如本文中所用，術(shù)語健康形態(tài)學(xué)是指具有適當(dāng)物理特性的精子細(xì)胞，使得精子能夠?qū)β堰M行受精。這些特征的實例包括但不限于精子頭的平滑度、精子頭的形狀、精子頭的大小、頂體的大小和清晰度(definition)、頭部或尾部中空泡(vacuoles)的存在或缺乏、尾部的長度、尾部缺陷(例如，分開或分叉的尾部)的存在或缺乏以及尾部充分推進精子前進的能力。允許精子細(xì)胞使卵受精的合適的物理特性是本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的。

如上所述，本文中公開的方法可用于區(qū)分具有高生育力潛力的精子樣品和具有低生育力潛力的樣品。因此，本發(fā)明的方法也可用于測定樣品是否需要額外的步驟或處理以成功受卵受精。因此，在某些實施方案中，在測定樣品具有良好的生育力潛力后，可以將樣品或受試者稱為不需要進一步處理以使樣品或受試者成功使卵受精。在某些實施方案中，在測定樣品具有差的生育力潛力(由于例如精子細(xì)胞太少、精子細(xì)胞濃度太低、運動性差、不良的不健康的或異常的形態(tài)學(xué)等)后，樣品或獲得樣品的受試者可以稱為需要進一步加工或處理以便成功地使卵受精。此類指定可以由醫(yī)學(xué)專業(yè)人員(例如，醫(yī)生、醫(yī)生助理、護士或?qū)嶒炇壹夹g(shù)人員)進行，或者它可以由諸如計算機的裝置來確定，所述裝置在比較結(jié)果的測定或接收后編程為測定(將比較的結(jié)果關(guān)聯(lián))有用的過程或治療過程。用于增加成功受精的可能性的有用的治療過程和方法是本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的。在某些實施方案中，對受試者(例如患者)進行測定或報告對受試者(例如，患者)測定的結(jié)果的個體或任何與個體相關(guān)的機構(gòu)(例如，醫(yī)院、診所、醫(yī)生辦公室等)也可以實施治療療程的有用過程。在某些實施方案中，個體或與個體相關(guān)的任何機構(gòu)(例如，醫(yī)院、診所、醫(yī)生辦公室等)可以將樣品或受試者(例如，患者)引導(dǎo)到第二方或機構(gòu)(例如生育力診所)用于進一步加工或治療。本發(fā)明的一個實施方案是一種用于測定來自受試者的精液樣品對卵進行受精的能力的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括：

本發(fā)明的第一裝置，用于測量本發(fā)明的樣品的orp值；

第二裝置，其包括存儲在計算機可讀介質(zhì)上的一組計算機指令，以及中央處理單元(cpu)，所述計算機指令可由cpu執(zhí)行，

其中所述第一裝置能夠從所述第一裝置接收所述orp值，并且其中當(dāng)從所述第一裝置接收所述orp值時，所述第二裝置測定所述樣品的質(zhì)量或生育力潛力。在一個實施方案中，第一和第二裝置通過能夠?qū)y量的orp值從第一裝置轉(zhuǎn)移到第二裝置的電組件物理連接。在某些實施方案中，電組件是電線、電纜或總線。在一個實施方案中，通過將所測量的orp值與存儲在第一或第二裝置中的如本文已經(jīng)公開的截留orp值或orp值范圍進行比較測定質(zhì)量或生育力潛力。在進一步的實施方案中，在測定樣品的質(zhì)量或生育力潛力之后，第二裝置測定并且可選地輸出用于提高樣品或受試者的質(zhì)量或生育力潛力的有用過程或處理。

根據(jù)本公開，參照orp值或數(shù)值的范圍可以是已經(jīng)憑經(jīng)驗測定相關(guān)的質(zhì)量、生育力潛力和/或其它特定特征(例如，精子細(xì)胞數(shù)目、精子細(xì)胞濃度、運動性，形態(tài)學(xué))的任何sorp值或數(shù)值的范圍。因此，例如，參照sorp值或數(shù)值范圍可以來自具有較差的質(zhì)量、低生育力潛力、低精子細(xì)胞數(shù)、低精子細(xì)胞濃度、低百分比的具有正常運動性的精子細(xì)胞或低百分比的具有正常形態(tài)學(xué)的精子細(xì)胞的樣品?；蛘?，參照sorp值或數(shù)值的范圍可以來自具有高質(zhì)量、高生育力潛力、正常數(shù)目的精子細(xì)胞、正常濃度的精子細(xì)胞、正常百分比的具有正常運動性的精子細(xì)胞或正常百分比的具有正常形態(tài)學(xué)的精子細(xì)胞的樣品。參照數(shù)值可以與測試樣品的sorp值同時獲得，或者它可以是歷史參照sorp值(即從臨床和/或?qū)嶒灁?shù)據(jù)的先前收集獲得)。本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠鑒定和應(yīng)用適當(dāng)?shù)膮⒄誷orp值。

參照sorp的一個例子是能夠區(qū)分能育精子(在所有精液參數(shù)上實現(xiàn)正常值的那些樣品)與非能育精子(那些通不過一項或多項參數(shù)的精子)的截留值。雖然不意圖將本發(fā)明限于具體公開，但是本文中公開了此類截留值的一個例子。因此，本發(fā)明的一個實施方案是用于測定精子樣品是否能育或不育的方法，所述方法包括測定樣品的sorp或sorp/濃度，并將測量的sorp或sorp/濃度數(shù)值與截留值比較。在一個實施方案中，截留值約為1.635mv/10⁶個細(xì)胞/ml。本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，按照測試間或每天為基礎(chǔ)，此類臨床值可以略有變化。因此，關(guān)于術(shù)語“約”，本領(lǐng)域技術(shù)人員將能夠確定術(shù)語約涵蓋多少變化。一般地，此類變化是1％、2％、3％、4％或5％。在一個實施方案中，將具有sorp/濃度值小于約1.635mv/10⁶個細(xì)胞/ml的精子樣品鑒定為能育的。在一個實施方案中，具有sorp/濃度值大于約1.635mv/10⁶個細(xì)胞/ml的精子樣品鑒定為不育的。

參照sorp的第二個例子是能夠區(qū)分具有正常精子形態(tài)學(xué)的精液與具有異常精子形態(tài)學(xué)的精液的截留值。雖然不意圖將本發(fā)明限于具體公開，但是本文中公開了此類截留值的一個例子。因此，本發(fā)明的一個實施方案是用于從具有異常形態(tài)學(xué)的精子測定精液樣品是否具有有正常形態(tài)學(xué)的精子的方法，所述方法包括測定樣品的sorp或sorp/濃度，并且比較測量的sorp，或sorp/濃度數(shù)值與截留值。在一個實施方案中，截留值約為3.29mv/10⁶個精子/ml。本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，按照測試間或每天為基礎(chǔ)，此類臨床值可以略有變化。因此，關(guān)于術(shù)語“約”，本領(lǐng)域技術(shù)人員將能夠確定術(shù)語約涵蓋多少變化。一般地，此類變化是1％、2％、3％、4％或5％。在一個實施方案中，將具有sorp值小于約3.29mv/10⁶個細(xì)胞/ml的精子樣品鑒定為具有正常精子形態(tài)學(xué)。在一個實施方案中，具有sorp值大于約3.29mv//10⁶個細(xì)胞/ml的精子樣品鑒定為異常精子形態(tài)學(xué)。

可以以方便且及時的方式從受試者的任何生物樣品獲得個體的sorp特征，所述樣品包括但不限于血液、血漿、血清、唾液、csf、尿液、陰莖分泌物(包括陰莖拭子)、精液、精液流體(例如精液減精子)或前列腺液。受試者的sorp也可以從受試者的組織獲得。在樣品是精液的實施方案中，樣品可以但不必經(jīng)受進一步處理，如除去精子，留下精漿。在一個實施方案中，精子可以與精液分離，并且測定分離細(xì)胞的orp。

為了測定個體中的sorp特征隨時間的趨勢，在不限制的情況下，可以以合適的間隔檢查個體的orp特征，僅受產(chǎn)生生物樣品的物理約束的限制。例如，可以每天、2天、3天、4天、5天、6天、1周、2周、3周、1個月、2個月、3個月、4個月、5個月、6個月、7個月、8個月、9個月、10個月、11個月、或1年檢查orp特征。

測試的個體可以已經(jīng)確定為不育，如使用相關(guān)領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)定義確定?；蛘撸瑴y試前的個體的生育力狀態(tài)可以是未知的。

在相關(guān)實施方案中，分析其生育力潛力的精子樣品可以是儲存的樣品。此類樣品在生殖生物學(xué)領(lǐng)域是眾所周知的。此外，應(yīng)當(dāng)理解，精子通常是低溫保存的，并且此類儲存牽涉使用冷凍保護劑，如甘油和二甲亞砜。最近的證據(jù)提示，不同的冷凍保護劑對存儲精子的直接環(huán)境具有不同的影響，并且儲存環(huán)境可以影響儲存的樣品的生育力潛力。因此，在一個實施方案中，測定存儲的精子樣品的sorp特征，以便評估樣品中精子的生育力潛力。樣品可以是精液樣品，或者它可以是已經(jīng)在儲存之前進一步處理(例如離心、清洗、添加緩沖液、冷凍保護劑、抗氧化劑等)的精液樣品。在一個實施方案中，sorp特征用于測量各種儲存條件對精子活力和/或生育力潛力的影響。在某些實施方案中，通過添加抗氧化劑，如例如抗壞血酸和α-生育酚來改變儲存條件。

卵質(zhì)量

雖然精子質(zhì)量對于成功受精(妊娠)是重要的，但同樣重要的是受精的卵的質(zhì)量。卵質(zhì)量是指卵(卵子)的物理特征及其與受精并且建立并保持成功的妊娠的能力的關(guān)系。如本文中所用，成功妊娠是指持續(xù)足夠長以使胎兒能夠在母親子宮外存活的妊娠。目前，通過目視檢查通過經(jīng)陰道取卵(transvaginaloocyteretrieval)收集的卵母細(xì)胞測定卵質(zhì)量，所述經(jīng)陰道取卵涉及引起卵巢成熟和釋放多個卵的激素的注射。上述視覺檢查包括諸如透明帶的一致性和厚度、卵質(zhì)的顏色和一致性以及空泡形成程度(存在或缺乏空泡)等事情。然而，在本領(lǐng)域中理解卵子及其環(huán)境的氧化狀態(tài)可影響使卵子受精并建立和維持成功的妊娠的能力(參見例如agarwal,reproductivebiologyandendocrinology2005,3:28)。因此，在本發(fā)明的一個實施方案中，通過測量來自個體的樣品的orp特性，并評估orp特征是否與參照orp值的orp特征顯著不同來測定來自個體的卵的能力。然后，從此比較中測得卵和/或個體的能力。在此類方法中，orp特征相對于已知具有高能力的樣品的orp特征的增加指示樣品或個體具有受精或建立或維持妊娠的低可能性。同樣，與已知具有低能力的樣品的orp特征類似的orp特征指示測試樣品或個體具有受精或建立或維持妊娠的低可能性。此外，與已知具有高能力的樣品的orp特征相似的orp特征指示測試樣品或個體具有受精或建立或維持妊娠的高可能性。

根據(jù)本發(fā)明，能力是指卵被受精，或建立和維持能生育的妊娠的能力。因此，有能力的卵能夠通過精子受精，能夠適當(dāng)分裂，維持二倍體狀態(tài)，成功植入子宮內(nèi)膜并至少進行到胎兒發(fā)育階段。相比之下，無能力的卵無法完成至少一個上述步驟。無能力的卵的受精通常導(dǎo)致胎兒發(fā)育階段之前自發(fā)終止妊娠。

可以以方便且及時的方式從受試者的生物樣品獲得個體的orp特征，所述生物樣品包括但不限于血液、血漿、血清、唾液、csf、尿液、陰道分泌物或濾泡液。也可以從受試者的組織獲得受試者的orp。

本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，在某些情況(例如，ivf)下，卵母細(xì)胞可以在進一步使用之前培養(yǎng)。因此，在某些實施方案中，獲得orp的樣品可以是培養(yǎng)卵母細(xì)胞的培養(yǎng)基。在此類實施方案中，可以在培養(yǎng)的規(guī)定時間之前、期間和之后測定培養(yǎng)基的orp，并且將orp與適當(dāng)?shù)膮⒄諗?shù)值比較。在此類實施方案中，相對于已知具有高能力的樣品的orp特征，培養(yǎng)基的orp特征的增加指示卵具有受精或建立或維持妊娠的低可能性。

在相關(guān)實施方案中，測試的培養(yǎng)基可以來自低溫儲存、解凍和培養(yǎng)的卵。此類樣品在生殖生物學(xué)領(lǐng)域是眾所周知的。此外，應(yīng)當(dāng)理解，低溫儲存包括使用冷凍保護劑，如甘油和二甲亞砜。最近的證據(jù)表明某些冷凍保護劑可以影響儲存的細(xì)胞。因此，本發(fā)明的方法也可以用于測定儲存對卵能力的影響并且鑒定用于此類儲存的有用的方法和組合物。在一個實施方案中，orp特征用于測量各種儲存條件對卵能力的影響。在某些實施方案中，通過添加抗氧化劑，如例如抗壞血酸和α-生育酚來改變儲存條件。

為了測定個體中的orp特征隨時間的趨勢，在不限制的情況下，可以以合適的間隔檢查個體的orp特征。例如，可以每30分鐘、1小時、2小時、3小時、4小時、5小時、6小時、12小時或18小時檢查orp特性。或者，可以每天、2天、3天、4天、5天、6天、1周、2周、3周、1個月、2個月、3個月、4個月、5個月、6個月、7天月、8個月、9個月、10個月、11個月或者1年進行測試。

個體可以已經(jīng)確定為不育，如使用相關(guān)領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)定義確定。同樣，可以已經(jīng)用其它方法測定來自個體的卵的能力?；蛘?，個體的生育力狀態(tài)，或個體的卵的能力在測試前可以是未知的。

生育力/不育的治療

精子質(zhì)量或卵質(zhì)量的降低可以表現(xiàn)為個體生育力的總體下降。此類下降可以是低生育力或不育。本發(fā)明的一個實施方案是鑒定具有降低的生育力的個體的方法，所述方法包括測量來自個體的樣品的orp特征，并評估orp特征是否與參照orp值的orp特征顯著不同。然后，從此比較中測定個體的生育力潛力。在此類方法中，orp相對于來自已知能育的個體的樣品的orp的增加指示測試的個體具有降低的生育力。

如本文中所用，低生育力指具有使妊娠變得不太可能，但不是不可能的狀況的個體。因此，低生育力是指任何形式的減少的生育力，其具有不想要的不受孕的延長時間。例如，具有多囊卵巢綜合征(polycysticovarysyndrome,pcos)的女性(其中生殖激素相對于沒有pcos的女性失衡)認(rèn)為是低生育力的。這些女性可以變得妊娠；然而，它通常比沒有pcos的女性花費更長。如本文中所用，術(shù)語不育/孕是指在12個月無保護性交后無法實現(xiàn)成功妊娠的個體。生殖醫(yī)學(xué)領(lǐng)域技術(shù)人員理解此類術(shù)語。

低生育力和不育/孕可以由于多種因素而產(chǎn)生。如上文討論，低生育力和不育/孕可由于質(zhì)量差的精子或卵。然而，其它因素也可影響生育力。例如，在男性中，低生育力或不育的原因包括但不限于感染、垂體腺體或睪丸中的激素問題、睪丸損傷或衰竭、多血海綿瘤(hematospermia)、癌癥治療(如化療、輻射等)、針對精子的抗體(例如輸精管切除術(shù)或損傷后)或毒品使用(例如煙草，大麻等)。在女性中，低生育力和不孕的原因包括但不限于感染、子宮或輸卵管瘢痕形成、子宮內(nèi)膜異位癥、囊腫、纖維瘤(fibroids)、對宮頸或子宮的損傷(例如，手術(shù)后如d&c后)、激素問題、宮頸粘液異常、針對精子的抗體、癌癥治療、甲狀腺問題、壓力或毒品使用(例如煙草，大麻等)。

本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，術(shù)語低生育力和不育/孕是基于妊娠前時間的臨床定義。因此，此類診斷可以是相對量表的不同點。例如，被診斷為低生育力的個體或夫婦后來可以診斷為不育/孕?；蛘?，診斷為不育的個體或夫婦后來可以發(fā)現(xiàn)是低生育力的。因此，本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，orp的相應(yīng)變化也將有不同程度的。例如，預(yù)期與來自能育個體的樣品中的orp相比，來自低生育力個體的樣品將具有升高的orp。進一步預(yù)期來自不育個體的樣品的orp不僅將高于在能育個體中觀察到的orp，而且還可以高于低生育力個體中觀察到的orp。因此，顯而易見的是，在某些實施方案中，orp值的增加程度與生育力的水平直接反相關(guān)。因此，將測定的orp值與對應(yīng)于能育、低生育力和不育個體的歷史orp值的完善建立的組進行比較是重要的。

本發(fā)明的方法還可以用于測定個體能夠?qū)崿F(xiàn)妊娠(即，卵的受精)的可能性。這些信息在確定在實現(xiàn)妊娠中對醫(yī)學(xué)輔助的需要中是有用的。因此，本發(fā)明的一個實施方案是用于測定個體能夠妊娠的可能性的方法，所述方法包括測量來自個體的樣品的orp特征，并評估orp特征是否與參照orp值的orp特征顯著不同。然后，從此比較中測定個體能夠妊娠的可能性。在此類方法中，orp特征相對于已知能夠在沒有醫(yī)療干預(yù)的情況下妊娠的個體或個體池的orp特征的增加指示個體具有能夠妊娠和維持妊娠的低可能性。因此，這些信息對于確定實現(xiàn)妊娠中需要醫(yī)學(xué)輔助是無價的。一個實施方案是鑒定就懷孕而言將受益于醫(yī)學(xué)輔助的個體的方法，該方法包括從個體測量樣品的orp特征，并評估orp特征是否與參照orp值的orp特征顯著不同。然后，從此比較中測定就妊娠而言個體受益于醫(yī)學(xué)輔助的可能性。在這種方法中，orp特征相對于已知能夠在沒有醫(yī)療干預(yù)的情況下懷孕的個體或個體池的orp特征的增加指示個體將受益于關(guān)于妊娠和維持妊娠的醫(yī)學(xué)輔助。相比之下，與已知能夠在沒有醫(yī)療輔助的情況下妊娠的個體的樣品中的orp特征相似的orp特征指示測試的個體將不可能受益于醫(yī)學(xué)輔助。

本發(fā)明的一個實施方案是測定用于實現(xiàn)妊娠的治療計劃的方法，所述方法包括測量來自個體的樣品的orp特征，并評估orp特征是否與參照orp值的orp特征顯著不同。在這種方法中，如果orp值與已知能夠在沒有醫(yī)學(xué)輔助的情況下妊娠的個體或個體池的樣品中觀察到的值基本相同，則測試的個體診斷為不太可能受益于用于降低的生育力的治療?；蛘撸绻麥y試的樣品的orp值顯著高于來自已知能夠在沒有醫(yī)學(xué)輔助的情況下妊娠的個體或個體池的樣品的orp值，則測試的個體診斷為可能受益用于降低的生育力的治療。

在本領(lǐng)域中已知存在用于治療個體中的不育/孕的方法。例如，在本領(lǐng)域中理解，可以通過例如攝入抗氧化劑如白藜蘆醇(reservatrol)或抗壞血酸改善差的精子質(zhì)量。因此，在一個實施方案中，通過測量來自個體的樣品的orp特征監(jiān)測治療個體中的精子質(zhì)量、低生育力和/或不育/孕的功效。在這種實施方案中orp特征的測量可以在處理之前和處理期間和之后以合適的間隔獲得。在此類實施方案中，預(yù)期導(dǎo)致改善的精子質(zhì)量的治療也將導(dǎo)致orp值的降低。因此，降低orp值的治療失敗或orp值增加將指示治療無效，并且應(yīng)重新評估。這種重新評估包括例如劑量的增加、治療的中斷、和/或施用新的或輔助的治療。

體外受精(ivf)

以上已經(jīng)描述了本發(fā)明的方法用于評估精子質(zhì)量、卵質(zhì)量和一般生育力的用途。對于本領(lǐng)域技術(shù)人員顯而易見的是，這些方法也可用于與體外受精有關(guān)的具體應(yīng)用。在體外受精的過程中，用激素刺激卵巢，使得多于一個卵成熟并釋放。收集釋放的卵(卵母細(xì)胞)，在培養(yǎng)基中保持，最有希望(即最有能力)的卵通過使它們與從收集的樣品獲得的精子接觸而受精。然后，受精卵(合子)通常再培養(yǎng)2(分裂階段)至5(胚泡期)天，此時最有希望的合子(或胚泡)被轉(zhuǎn)移到接受者的子宮，其中植入物繼續(xù)生長。從該簡要說明可以看出，除了評估精子的質(zhì)量之外，存在有可以采用本發(fā)明的方法的ivf方法中的其它幾點。例如，如先前已經(jīng)描述，本發(fā)明的方法可用于測定收集的卵的能力。

本發(fā)明的一個實施方案是用于評估受精卵質(zhì)量的方法，所述方法包括測量其中培養(yǎng)受精卵的培養(yǎng)基樣品的orp特征，并評估orp特征是否與參照orp值的orp特征顯著不同。然后，從此比較中測定受精卵的質(zhì)量。在這種方法中，orp特征相對于來自已知具有高質(zhì)量的卵的樣品的orp特征的增加指示測試的受精卵具有低質(zhì)量，并且不可能建立或維持成功的妊娠。同樣，與來自已知低質(zhì)量的受精卵的樣品的orp特征類似的orp特征指示測試的受精卵不可能建立或保持成功的妊娠。相比之下，與來自已知具有高質(zhì)量的受精卵的樣品的orp特征類似的orp特征指示測試的受精卵可能建立并保持成功的妊娠。在一個實施方案中，測試的受精卵是合子。在一個實施方案中，受精卵是胚泡。

為了測定培養(yǎng)的卵中orp特征隨時間的趨勢，在不限制的情況下，可以以合適的間隔檢查培養(yǎng)基的orp特征。例如，可以每30分鐘、1小時、2小時、3小時、4小時、5小時、6小時、12小時或18小時檢查orp特性。或者，可以每天、每2天或每3天進行測試。

本發(fā)明的一個實施方案是改善受精卵將實現(xiàn)成功妊娠的可能性的方法，該方法包括測量培養(yǎng)受精卵的培養(yǎng)基樣品的orp特征，評估orp特征是否與參照orp值的orp特征顯著不同，并且如果orp特征與參照orp值的orp特征顯著不同，則處理培養(yǎng)基以改善受精卵的orp特征。在此類實施方案中，培養(yǎng)的受精卵的處理可以包括處理培養(yǎng)基(例如用抗氧化劑)以改善培養(yǎng)基的orp特征，或用藥物化合物處理卵來提高卵的質(zhì)量。

由于卵質(zhì)量的下降可以減少受精卵將建立并保持成功妊娠的幾率，本發(fā)明的方法可用于改善受精卵將建立成功妊娠的幾率。因此，本發(fā)明的一個實施方案是用于改善受精卵將建立成功妊娠的幾率的方法，該方法包括測量來自個體的樣品的orp特征，并評估orp特征是否與參照orp值的orp特征顯著不同。然后，從此比較中測定轉(zhuǎn)移受精卵的最佳時間。在這種方法中，orp特征的增加超過預(yù)定orp閾值或截留值指示它是將受精卵轉(zhuǎn)移到子宮中的時間。閾值orp值代表下述orp值，高于所述orp值，建立和維持成功妊娠的幾率與建立和維持在閾值或更低orp值下觀察到的成功妊娠的幾率相比顯著降低。可以例如從在轉(zhuǎn)移受精卵中的先前成功或失敗獲得的歷史orp數(shù)據(jù)測定閾值orp。

妊娠/胎兒健康

妊娠是由增加的胎盤線粒體活性和活性氧類別生成引起的氧化應(yīng)激的延長狀態(tài)?？梢栽谔ケP發(fā)育和病理性妊娠(如由于先兆子癇和/或iugr變得復(fù)雜的那些)的某些窗口發(fā)生ros的過多產(chǎn)生，壓倒抗氧化防御，伴有有害的結(jié)果。例如，在妊娠前三個月中，建立血液流入到絨毛間空間與氧化應(yīng)激的爆發(fā)有關(guān)。無法對此進行有效的抗氧化防御可能導(dǎo)致早期妊娠喪失。氧化應(yīng)激到妊娠中三個月達(dá)到峰值，結(jié)束似乎是胎兒健康和妊娠進展的脆弱時期。在妊娠晚期，可以在由于糖尿病、iugr和先兆子癇變得復(fù)雜的妊娠中看到增加的氧化應(yīng)激。

本發(fā)明的另一個實施方案是診斷、評估和/或監(jiān)測受試者中的妊娠以及監(jiān)測胎兒發(fā)育或風(fēng)險的進展的方法，其通過測量來自此類受試者的生物樣品的orp特征，然后評估orp特征與參照數(shù)值的orp特征(如來自非妊娠群體的生物樣品或來自妊娠人群的生物樣品)是否顯著不同，以測定受試者的妊娠和/或胎兒發(fā)育狀態(tài)。然后，根據(jù)妊娠和/或胎兒發(fā)育狀況對受試者進行治療。在這些方法中，受試者的orp特征相對于非妊娠受試者的orp特征的增加指示受試者中存在妊娠?；蛘呋蛄硗?，相對于已知具有相同妊娠期的正常妊娠的妊娠受試者的參照數(shù)值的orp特征，受試者的orp特征的增加指示受試者中的潛在形成的母體或胎兒風(fēng)險或高風(fēng)險妊娠。

為了測定此類受試者中的orp特征隨時間的趨勢，在不限制的情況下，可以在初始測定后每1、2、3、4、5、6天或周檢查受試者的orp特征值。以比較和測定受試者的orp特征值中的趨勢。

可以從受試者的體液獲得受試者的orp特征，所述體液包括但不限于血液、血漿、羊水和血清。受試者的orp特征也可以從受試者的組織獲得，包括但不限于胎盤或胎兒組織。

因此，在一個實施方案中，可以評估妊娠受試者的orp特征值，其指示受試者中的異常妊娠或胎兒風(fēng)險增加。與已知具有相同妊娠期的正常妊娠的受試者的orp特征值在統(tǒng)計學(xué)上相似或更小的受試者的orp特征值指示以正常妊娠進展的受試者。與已知具有相同妊娠期的正常妊娠的受試者的orp特征值在統(tǒng)計學(xué)上相似或更大的受試者的orp特征值指示不進展到正常妊娠或可能正在進展到異常妊娠，包括先兆子癇或子癇、妊娠期糖尿病，或者可以有升高的流產(chǎn)或胎兒死亡風(fēng)險的受試者。

可以在初步確定后定期檢查此類受試者的orp特征值，以重新評估正常妊娠或異常妊娠或胎兒發(fā)育或發(fā)育進展的初步評估。在相關(guān)實施方案中，與指示正常胎兒發(fā)育的orp特征值相比，可以通過評估受試者的orp特征值來定期監(jiān)測妊娠受試者。受試者的orp特征值指示可能進展到非健康或異常妊娠的受試者，所述orp特征值在統(tǒng)計學(xué)上進展到與具有與受試者相比正常妊娠的受試者的orp特征值相似或更大的orp特征值。

可以在初始確定后每1、2、3、4、5或6周或每1、2、3、4、5或6個月檢查此類受試者的orp特征值以便評估受試者的妊娠進展和/或疾病預(yù)后。

在一些實施方案中，對發(fā)現(xiàn)具有指示異?；蚋呶Ｈ焉锏膐rp特征升高的受試者施用抗氧化劑方案和/或避免鐵過量以改善母體和早期胎兒損傷的方案。

盡管上述方法已經(jīng)聚焦于測定orp特征，但是在某些實施方案中，orp特征測量與其它患者診斷標(biāo)準(zhǔn)一起采用，諸如例如下列一項或多項：生命體征、ecg、血糖水平、ct掃描(cat掃描，計算軸向斷層攝影術(shù)(computedaxialtomography))、mri(磁共振成像，mr)，mra(磁共振血管造影片)、腦動脈造影片(cerebralarteriogram)(腦血管造影片(cerebralangiogram)、數(shù)字減法血管造影術(shù)(digitalsubtractionangiography))、pt(凝血酶原時間)或ptt(部分促凝血酶原激酶時間)。另外，orp特征測量可以單獨使用或與上述其它診斷標(biāo)準(zhǔn)結(jié)合使用以評估各種干預(yù)療法的使用。

實施例

提出以下實施例以便為本領(lǐng)域普通技術(shù)人員提供如何制作和使用實施方案的完整公開和描述，而不意圖限制發(fā)明人視為其發(fā)明的范圍，也不意圖它們表示以下實驗是進行的所有或唯一的實驗。已經(jīng)努力確保使用的數(shù)字(例如數(shù)目，溫度等)的準(zhǔn)確性，但是應(yīng)該考慮一些實驗誤差和偏差。

實施例1：在精液和精漿中建立氧化-還原電位

本實施例證明可以在精液和精漿樣品中測量orp。

從單一國際男科學(xué)實驗室(臨床研究)或國家泌尿?qū)W實驗室(技術(shù)研究)招募擔(dān)心不育的夫婦的男性合作者。每個參與者捐贈了單一精液樣品。根據(jù)關(guān)于液化的who指南(2010年第5版)讓精液樣品在室溫下液化約30分鐘。液化后，將樣品分成兩個級份。將一個級分在300g下離心7分鐘以分離精漿。

精液分析

液化后，使用who精液質(zhì)量指南(2010年第5版)測定射精體積、精子細(xì)胞數(shù)、精子濃度、形態(tài)學(xué)、總向前運動性。用diff-quik試劑盒染色涂片以評估精子形態(tài)學(xué)。當(dāng)圓形細(xì)胞濃度>1x10⁶時，也測試樣品的白細(xì)胞精子癥(leukocytospermia)，即>1x10⁶wbc/ml，并通過過氧化物酶或endtz測試證實，。手動評估精子計數(shù)和運動性。

氧化-還原(orp)測量

使用由redoxsys分析儀mioxsys(aytubiosience)傳感器(mioxsys，aytubioscience)組成的redoxsys測試，在兩個級分中測量sorp(mv/10⁶個精子/ml)。傳感器面朝上插入，并且傳感器電極面向mioxsys分析儀。使用微量移液管，將30μl樣品(精液或精漿)釋放到傳感器的應(yīng)用口上。一旦樣品達(dá)到傳感器的參照槽，測試自動開始，并聽得見的嗶嗶聲指示測試完成。記錄sorp(以毫伏或mv計)。進行一式三份分析，并且校正精子濃度的平均值并且表示為sorp(mv/10⁶個精子)。數(shù)值以平均值±sem報告。spearman相關(guān)性和接受者操作特征曲線(receiveroperatingcharacteristiccurves，roc)用于統(tǒng)計分析。

統(tǒng)計分析

spearman相關(guān)性檢驗用于統(tǒng)計學(xué)分析以比較定性變量。認(rèn)為p值<0.05是統(tǒng)計學(xué)顯著的。

在圖7和8中顯示這些分析的結(jié)果。結(jié)果證明了mioxsys測試可以準(zhǔn)確測量精液和精漿水平中的orp，并且sorp值精液與在精漿流體中測量的sorp值相匹配。

實施例2：使用新鮮和冷凍樣品的sorp/濃度測量的比較

如實施例1所述獲得并處理精液樣品。然后，將樣品在-80℃保存120分鐘，然后將其解凍，使其達(dá)到室溫并測量sorp。圖9中顯示了分析的結(jié)果。

結(jié)果證明了冷凍樣品(無論作為精液還是精漿)不改變sorp值，并且進一步證實了精液和精漿樣品之間缺乏差異。

實施例3：時間對精液和精漿中的氧化-還原電位的影響

如實施例1所述獲得并處理精液樣品。液化后立即(0分鐘)測量sorp。然后將樣品在室溫下放置120分鐘并重新測試(120分鐘)。圖10和11中顯示了結(jié)果。

結(jié)果證明了在立即測試的樣品中和在稍后時間點測量的樣品中sorp值沒有差異。

實施例4：區(qū)分能育精子與非能育精子的sorp截留值

如實施例1中所述分析了三個數(shù)據(jù)集間收集的來自398名參與者的樣品的精液參數(shù)。根據(jù)who指南(2010年第5版)，35份樣品滿足能育精子的所有6項標(biāo)準(zhǔn)。363份樣品未能滿足一個或多個標(biāo)準(zhǔn)，將它們標(biāo)記為“不育”。測定每個樣品的sorp/濃度值，并且比較能育和不育樣品的平均sorp/濃度值。該比較的結(jié)果示于圖12a中。使用接受者操作特征(roc)分析來鑒定最佳預(yù)測能育樣品與不育樣品的sorp標(biāo)準(zhǔn)。這些分析的結(jié)果示于圖12b和下表1中。

表1：生育力的sorp/濃度截留值

結(jié)果證明了與不育的樣品相比，在滿足生育力的所有who標(biāo)準(zhǔn)的精液樣品中sorp值(sorp/濃度)更低。結(jié)果還證明了截留值1.635準(zhǔn)確地鑒定出所有能育樣品的91.4％。因此，具有sorp/濃度值大于1.635的精液樣品將是不育的，具有98.6％的置信度。

實施例5：sorp值和精子形態(tài)學(xué)

本實施例證明了用于區(qū)分具有正常形態(tài)學(xué)的精子與具有異常形態(tài)學(xué)的精子的sorp截留值的鑒定。

收集了總共400名參與者的疑似不育的男性的精液樣品。入選標(biāo)準(zhǔn)是尋求生育力評估的男性。排除標(biāo)準(zhǔn)是具有精子缺乏(azoospermic)樣品的男性。每個參與者捐獻單一精液樣品，自此使用who精子質(zhì)量準(zhǔn)則(2010年第5版)測量射精體積、精子細(xì)胞數(shù)、精子濃度、形態(tài)學(xué)、總體和向前運動性，其在下文表2中顯示。

表2：正常精液參數(shù)參照(who,第5版,2010)

具體地，使用makler室來定量細(xì)胞數(shù)。通過quik-diff染色方案使用制備的載玻片評估形態(tài)。

sorp測量

通過使用mioxsystm系統(tǒng)(aytubioscience，inc)測量凈(neat)液化精液樣品的靜態(tài)氧化-還原電位(sorp)來評估氧化應(yīng)激。mioxsys系統(tǒng)由mioxsys分析儀和一次性測試傳感器組成。這是在穩(wěn)定的低電壓降低電流下從還原劑(抗氧化劑)到氧化劑的電子轉(zhuǎn)移的恒電流測量(galvanostaticmeasure)；因此它提供了樣品中所有電流氧化劑活性和抗氧化活性的總體測量。較高的sopr值(毫伏，mv)指示相對于抗氧化活性的較高的氧化劑活性；氧化應(yīng)激狀態(tài)較大。

簡言之，將30μl室溫凈精液添加到預(yù)先插入分析儀中的測試傳感器中。當(dāng)傳感器的參照電極檢測樣品時，測試自動開始。每次運行兩分鐘，并且樣品一式兩份運行。如果重復(fù)的差異超過10mv，則運行第三個樣品，并使用兩個最接近的值。百分之十的樣品一式三份運行。最佳匹配重復(fù)之間的相關(guān)性為0.98(r2＝0.95)，平均值±sem差異為4.3±0.16mv。

統(tǒng)計分析

最初在三個數(shù)據(jù)集(數(shù)據(jù)集1n＝107；數(shù)據(jù)集2＝197；數(shù)據(jù)集3＝96)中接收數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)集1用于所有初始分析。數(shù)據(jù)集2-3用作單獨的確認(rèn)數(shù)據(jù)集。為了控制精子數(shù)目的差異，相對于每個樣品中精子濃度標(biāo)準(zhǔn)化(normed)sorp值。sorp值以sorp/濃度(mv/10⁶精子/ml)呈現(xiàn)。對于組比較，根據(jù)who正常參數(shù)參照，將樣品對于每個參數(shù)分組為“正常”或“異?！?。此外，僅使用濃度大于0.999×10⁶精子/ml的樣品，因為這些較低濃度升高了sorp/濃度平均值，并導(dǎo)致人為顯著的結(jié)果。對于組差異使用studentt檢驗測定sorp與精子質(zhì)量測量之間的關(guān)系。接受者操作特征(roc)分析用于鑒定最佳預(yù)測異常形態(tài)學(xué)與正常的sorp標(biāo)準(zhǔn)，如who精子形態(tài)學(xué)標(biāo)準(zhǔn)所定義。在此分析中，無論精子濃度如何，均使用所有數(shù)據(jù)點。顯著性在p<0.05建立。圖表示平均值±sem。

結(jié)果顯示了參照參與者人口統(tǒng)計學(xué)、激素水平或精液參數(shù)，三個數(shù)據(jù)集之間沒有顯著差異，確認(rèn)了所有數(shù)據(jù)集彼此相當(dāng)。下文表3中顯示了所有數(shù)據(jù)集的描述性統(tǒng)計。

表3：研究參與者的人口統(tǒng)計學(xué)和描述性統(tǒng)計

基于數(shù)據(jù)集1的分析，正常和異常精液參數(shù)之間有顯著的差異(圖13-18)。與正常的樣品相比在異常的樣品中在以下方面測量到顯著更高的sorp值：總細(xì)胞數(shù)目(t(98)＝7.64,p<0.05)(圖14)、濃度(t(98)＝7.74,p<0.05)(圖15)、總運動性(t(98)＝3.52,p<0.05)(圖16)、和形態(tài)學(xué)(t(98)＝4.43,p<0.05)(圖18)。在精液體積(t(98)＝1.24,p>0.05)(圖13)或向前運動精子的百分比(t(98)＝1.08,p>0.05)(圖17)中沒有發(fā)現(xiàn)顯著差異。在數(shù)據(jù)集2和3中確認(rèn)了總細(xì)胞數(shù)目(圖14)、濃度(圖15)、總運動性(圖16)、和形態(tài)學(xué)(圖18)的差異(對于全部為p<0.05)。另外，作為向前運動函數(shù)的sorp(圖17)在兩個剩余數(shù)據(jù)集中作為顯著效應(yīng)出現(xiàn)(p<0.05)。體積繼續(xù)是不顯著的。

使用roc分析來測定sorp是否可以可靠地用于預(yù)測具有異常形態(tài)學(xué)的樣品，從而強調(diào)高特異性和正預(yù)測值(ppv)。基于數(shù)據(jù)集1，在3.29mv/10⁶精子/ml下鑒定出sorp/濃度截留值。曲線下面積(auc)的相當(dāng)大的比例由sorp值(auc＝0.90(95％ci0.83-0.95),p<0.05)說明。在截留值3.29mv/10⁶精子/ml，特異性為96.2％(95％ci86.8-99.5)，ppv為94.1％(95％ci為80.3-99.3)。因此，正確鑒定96.2％的異常形態(tài)學(xué)樣品，并且具有比3.29mv/濃度大的sorp值的精液可以以94.1％確信標(biāo)記為異常。如下表4所示，使用數(shù)據(jù)集2和3確認(rèn)此截留值，盡管預(yù)測值略低。

表4：從sorp值預(yù)測精子形態(tài)學(xué)的roc分析總結(jié)

組合三組數(shù)據(jù)，特異度為89.1％，并且ppv為85.7％。圖13顯示了roc分析圖，其顯示曲線下面積。圖19中的auc是顯著的(p<0.05)，指示sorp值的預(yù)測能力顯著大于幾率。

結(jié)果顯示了sorp值在具有異常精液參數(shù)的樣品中顯著更高。結(jié)果還證明了從數(shù)據(jù)集1測定的3.29mv/10⁶精子/ml的sorp截留值準(zhǔn)確地鑒定出具有正常形態(tài)學(xué)的所有樣品的96.2％。因此，具有sorp/濃度大于3.29的樣品具有85.7％的具有異常精液形態(tài)的幾率。