Способ обработки спермы рыб


Задачей заявленного изобретения является повышение стимулирующего действия света на сперму рыб.
Поставленная задача решается следующим образом. При применении данного способа обработки спермы осетровых рыб воздействие осуществляют модулированным по интенсивности излучением с длиной волны λ = 450–1270 нм, частотой модуляции F = 50–60 Гц, плотностью мощности P = 0,5–100 мВт/см2 в течение времени, обеспечивающего энергетическую дозу в 60–180 мДж/см2.


Сущность предлагаемого способа заключается в том, что сперма осетровых рыб подвергается воздействию оптического излучения. Воздействие осуществляют модулированным по интенсивности поляризованным излучением лазерных или светодиодных источников в спектральном диапазоне от 450 до 1270 нм с плотностью мощности P = 0,5–100 мВт/см2 и частотой модуляции F = 50–60 Гц.
Излучатель аппарата располагают таким образом, чтобы размер светового пятна соответствовал размеру слоя облучаемой спермы. Мощность излучения W на выходе излучателя контролируют с помощью измерителя мощности ИМО3С. Плотность мощности (в мВт/см2) излучения, воздействующего на слой спермы, определяют по формуле P = W / S, где W – средняя мощность излучения, мВт; S – площадь светового пятна на уровне слоя спермы, см2. Энергетическую дозу (в мДж/см2) определяли по формуле E = P • t, где t – время облучения, с.
В результате наших исследований установлено, что воздействие на сперму самцов осетровых рыб модулированным оптическим излучением приводит к повышению активности сперматозоидов, что выражается в увеличении их подвижности после облучения. Вышесказанное подтверждается данными, представленными в табл. 10–12.
Таблица 10. Влияние поляризованного оптического излучения с длиной волны 450 нм в различных энергетических дозах и режимах воздействия на параметры подвижности сперматозоидов самцов осетровых рыб (указаны максимальные величины стимулирующего действия для каждой плотности мощности)

Влияние поляризованного оптического излучения с длиной волны 450 нм в различных энергетических дозах и режимах воздействия на параметры подвижности сперматозоидов самцов осетровых рыб (указаны максимальные величины стимулирующего действия для каждой плотности мощности)

Из представленных данных следует, что воздействие непрерывного лазерного излучения в спектральном диапазоне от 450 до 1270 нм приводит к повышению качества половых продуктов, что проявляется в увеличении подвижности их после активации. Увеличение длины волны воздействующего излучения свыше 1270 нм является нецелесообразным в связи с тем, что в области примерно 1300 нм наблюдается поглощение излучения водой, что может привести к термическому повреждению сперматозоидов. Использование излучения с длиной волны короче 450 нм также является нецелесообразным, так как в этом случае стимулирующее действие слабо выражено и нередко наблюдается ингибирование активности клеток спермы.
Выполненные исследования (табл. 10–12) показали, что фотобиологическое действие на сперматозоиды зависит как от длины волны воздействующего излучения, так и от его плотности мощности, энергетической дозы и частоты модуляции.
Таблица 11. Влияние поляризованного оптического излучения с длиной волны 670 нм в различных энергетических дозах и режимах воздействия на время активности сперматозоидов самцов осетровых рыб (указаны максимальные величины стимулирующего действия)

Влияние поляризованного оптического излучения с длиной волны 670 нм в различных энергетических дозах и режимах воздействия на время активности сперматозоидов самцов осетровых рыб (указаны максимальные величины стимулирующего действия)

Максимальное стимулирующее действие света на сперму рыб регистрировалось при плотности мощности P = 0,5–100 мВт/см2 и энергетической дозе 60–180 мДж/см2. Снижение плотности мощности ниже 0,5 мВт/см2 является нецелесообразным, так как в этом случае наблюдается снижение стимулирующего эффекта, а кроме того, для набора энергетической дозы в 60–180 мДж/см2 длительность воздействия может превышать 600 с (10 мин), что снижает производительность процесса и увеличивает вероятность нарушения режима стерильности. Повышение плотности мощности свыше 100 мВт/см2 также является нецелесообразным, так как в этом случае можно вызвать термическое повреждение сперматозоидов, что приведет к эффекту ингибирования их активности. Установлено, что применение режима модуляции излучения в зависимости от ее частоты способно как повысить стимулирующий эффект, характерный для непрерывного излучения, так и снизить его.
Таблица 12. Влияние поляризованного оптического излучения с длиной волны 1270 нм в различных энергетических дозах и режимах воздействия на время активности сперматозоидов самцов осетровых рыб (указаны максимальные величины стимулирующего действия)

Влияние поляризованного оптического излучения с длиной волны 1270 нм в различных энергетических дозах и режимах воздействия на время активности сперматозоидов самцов осетровых рыб (указаны максимальные величины стимулирующего действия)

Как следует из табл. 10–12, при воздействии излучения, модулированного с низкой частотой (F = 5 Гц), стимулирующий эффект ниже, чем при непрерывном воздействии. При увеличении частоты модуляции происходит увеличение величины стимулирующего эффекта, который достигает своего максимума при F = 50–60 Гц. При дальнейшем увеличении частоты модуляции до F = 100 Гц эффект стимуляции светового воздействия мало отличается от такового при использовании непрерывного (немодулированного) излучения. Поэтому повышение или снижение частоты модуляции света за пределы F = 50–60 Гц является нецелесообразным.
Установлено, что сперма, подвергнутая действию лазерного излучения при оптимальных параметрах (длина волны излучения в спектральном диапазоне от 450 до 1270 нм, плотность мощности Р = 0,5–100 мВт/см2, энергетическая доза Е = 60–180 мДж/см2), обладала более высокой способностью к оплодотворению икры. Увеличение (по сравнению с контролем) времени подвижности сперматозоидов в результате воздействия оптического излучения характеризует улучшение качества спермы, поскольку это приводит к более высокой вероятности успешного оплодотворения икры. И наоборот, снижение (по сравнению с контролем) времени подвижности сперматозоидов в результате воздействия оптического излучения отражает снижение качества спермы. Так, если в случае использования интактной (контрольный вариант) спермы процент оплодотворения икры осетровых рыб составлял 72 %, то при использовании спермы, обработанной заявленным способом, процент оплодотворения икры достигал 90 %.
Описываемый способ позволяет увеличить время подвижности сперматозоидов после активации водой и повысить вероятность успешного оплодотворения икры. Данный способ может использоваться в практике осетроводства с целью сохранения качества спермы самцов при длительном хранении без консервации в условиях, когда сбор спермы самцов уже осуществлен, а овуляция икры самок растягивается на продолжительное время.