在正常生育男性的睪丸中存在著兩種配子——含有x染色體的x精子和含有Y染色體的Y精子，而正常生育女性的卵巢中只有一種配子——攜帶有x染色體的卵子。當(dāng)來(lái)自父方的x精子和來(lái)自母方的含x染色體的卵子結(jié)合后，產(chǎn)生的后代則為女性(46，xx);而當(dāng)來(lái)自父方的Y精子和來(lái)自母方的含x染色體的卵子結(jié)合后，產(chǎn)生的后代則為男性(46，xY)。

目前大約有400余種遺傳病是屬于x伴性遺傳病，它們是由母親攜帶者將含有致病基因的x染色體傳給后代男嬰而表現(xiàn)出來(lái)，如地中海貧血、血友病、葡萄糖一6一磷酸脫氫酶缺乏癥、視網(wǎng)膜色素變性等疾病。這類疾病嚴(yán)重危害著人類生殖健康，影響人口素質(zhì)，增加社會(huì)和家庭的負(fù)擔(dān)。通過(guò)精子分離技術(shù)，選擇x精子用于人工授精或IVF—ET等途徑，是預(yù)防此類疾病的有效方法。此外x、Y精子的分離在畜牧養(yǎng)殖業(yè)和珍稀動(dòng)物后代延續(xù)等方面也具有重要意義。

在過(guò)去幾十年中，人們一直試圖通過(guò)一些公認(rèn)的存在于x、Y精子方面的差異來(lái)分離這兩種精子，如精子膜表面電荷，精子核和頭部的形態(tài)學(xué)差異，對(duì)pH值的敏感性，Y精子中獨(dú)特的乳酸脫氫酶和H—Y抗原，以及精子密度，泳動(dòng)速度，運(yùn)動(dòng)特性，DNA含量方面的差異。同時(shí)，伴隨著20世紀(jì)60年代末喹吖因熒光染色識(shí)別Y精子，以及現(xiàn)在采用的流式細(xì)胞儀、PcR以及熒光原位雜交技術(shù)鑒別x、Y精子的運(yùn)用，使得x、Y精子的分離技術(shù)又得到進(jìn)一步發(fā)展。

1Y精子的F小體

1968年，Caspersson等用芥子奎吖因染色觀察雄性染色體時(shí)，發(fā)現(xiàn)Y染色體的長(zhǎng)臂散發(fā)較其他染色體為強(qiáng)的熒光，而且在細(xì)胞靜止期的Y染色體上具有散發(fā)強(qiáng)熒光的小點(diǎn)，稱之為F小體(F—body)。Barlow和Vosa(1970)用同樣的染色法證明人精子的39—47%具有這種F小體。因此，認(rèn)為具有F—body的精子就是Y精子，人們企圖以此為依據(jù)分離識(shí)別X、Y精子。最初報(bào)道這種F小體僅存在于人和大猩猩的精子中，后來(lái)有人報(bào)道在家畜精子中亦有這種F小體。然而，在人和家畜尚沒(méi)有充足的實(shí)驗(yàn)證據(jù)能夠證明具有F—body的精子就是Y精子，反之就是X精子。

2精子頭部的大小

處于分裂中期的哺乳動(dòng)物細(xì)胞核中，通常X染色<愛(ài)尬聊_頭條百科>體較Y染色體大得多。譬如牛的X染色體的面積為7.85u2，Y染色體則為3.47u2，前者幾乎為后者兩倍。不難推測(cè)，X精子的頭部要比Y精子的頭部大。測(cè)定射出精子的頭部大小，可把精子分為長(zhǎng)頭部和短頭部?jī)深?。但是，迄今為止沒(méi)有證據(jù)說(shuō)明這兩類精子分別就是X、Y精子。

精子頭部在附睪內(nèi)成熟時(shí)，特別是核物質(zhì)脫水濃縮，所以精子依不同成熟階段其頭部大小也具有差異。而且射出精子的成熟度也不盡一致。另外，射出精子的大小，還可依浮游液的滲透壓不同而發(fā)生變化。在低滲生理鹽水中，牛精子頭部可膨大為正常精子的3倍，相反在高滲溶液中，牛精子頭部可由25um3縮至20um3。而且，具有F小體和不含F(xiàn)小體的人精子核面積幾乎無(wú)差異。

3精子的重量、比重

X精子和Y精子的DNA含量具有差異。應(yīng)用激光及熒光原理的流式細(xì)胞光度術(shù)測(cè)定精子的DNA，證明其含量呈雙峰性分布。X、Y精子的NNA含量差，可由單倍體DNA平均含量的百分率推測(cè)，幾乎所有動(dòng)物都為2.5—4.5%。即其DNA含量差。相當(dāng)于精子頭部半徑差的1%。這種微小差異能夠影響浮游液中的精子運(yùn)動(dòng)及沉降速度是不可思議的。

如果說(shuō)X精子和Y精子的重量不同，那么首先必須假定所有精子除DNA以外，組成精子頭部及尾部的物質(zhì)比重相等。由假設(shè)精子頭部核蛋白含量以及含水量一定情況下，算出X精子和Y精子的比重分別為1.1141g/cm3、1.1134g/cm3，而且精子比重隨其成熟越來(lái)越大。

4表面膜電位

一般認(rèn)為，細(xì)胞膜電位受與糖蛋白結(jié)合的唾液酸含量的影響，而細(xì)胞膜的核糖酸(ribitol)的電荷，與其電泳時(shí)的泳動(dòng)速度無(wú)關(guān)。

射出精液中的精子帶有負(fù)電荷，但是X精子與Y精子的膜電位是否具有差異尚無(wú)證據(jù)。精子膜的帶電量依其成熟或老化過(guò)程的不同而有變化。已知附睪尾的精子膜電位較附睪頭的精子膜電位高。隨著精子的老化，其膜電位降低，所以活精子的膜電位要較死精子的膜電位高。而且精子的膜電位依其部位不同亦有差異，其尾部的電位較頭部為高。

Tips

有人報(bào)道，使用中性緩沖液電泳時(shí)，X精子向陽(yáng)極移動(dòng)的速度要較Y精子快，然而亦有與之結(jié)果相反的報(bào)告。DNA是否影響表面膜電位，對(duì)此尚不清楚。