精子获能是精子获得穿透卵子透明带能力的生理过程，是精子在受精前必须经历的一个重要阶段。获能的一个关键点是钙离子通过阳离子通道（CatSper）流入精子内部。然而，这种钙离子穿越过程的分子机制尚不完全清楚。之前的研究表明，获能已明确与线粒体耗氧率的增加有关；调节钙进入线粒体可提高氧化呼吸的效率。因此，假设在获能过程中通过CatSper通道向内流入钙离子会增加线粒体的钙浓度和耗氧率，从而提升精子激活和受精能力。
在非获能（NC）和获能（CAP）精子中进行高分辨率能量代谢测量（HRR）。如图显示了在精子中线粒体的实时耗氧率数据。CAP的平均呼吸控制比（RCR）（5.8平均±4.8 SD与3.5平均±1.9 SD）和耦合效率（0.56平均±0.20 SD与0.48平均值±0.18 SD）均显著高于NC精子（下表Table 1），并且备用呼吸能力没有显著差异。
通过分析CatSper KO小鼠精子中的HRR，发现CatSper KO小鼠精子中的呼吸值在NC和CAP条件下没有差异（下图）
线粒体在哺乳动物的精子功能、质量和受精能力中具有怎样的作用，多年来一直备受争议。线粒体对精子生物能量学的贡献情况尚不清楚，用于精子活力和激活的ATP的来源长期以来一直存在争议。在几个物种中进行的研究提供了不同的或者相互矛盾的结果。在小鼠精子中，糖酵解产生的ATP足以维持进行性运动。相反，在人类精子中，线粒体功能与精子活力或整体质量之间存在很强的关联性。因此，有一种观点认为精子具有多功能的新陈代谢，可能与物种、环境的不同具有不同的能量机制。
本文通过高精度能量代谢检测方法测量了NC和CAP小鼠精子中的线粒体活性。首先，测量完整和活动精子细胞中的线粒体耗氧率，在获能过程中，CAP精子的线粒体偶联效率提高，表明线粒体电子传递链与ADP磷酸化过程比NC精子更紧密地耦合。其次，我们注意到CAP精子中RCR的增加，表明线粒体功能改善以增加ATP的产生。然而，CAP精子的储备呼吸能力（反映精子对能量需求的反应能力）并未改变，这表明精子的运作接近其生物能量极限。
与早期关于线粒体在精子获能中的作用的研究相比，该工作具有显著优势。该研究是在完整和活动精子中进行的，而早期的研究使用了非生理条件（透化和/或非活动精子）。
参考文章：Ferreira J J , Cassina A , Irigoyen P , et al. Increased mitochondrial activity upon CatSper channel activation is required for sperm capacitation.[J]. Redox biology, 2021, 48:102176.
1、独有的光电联合多参数实时动态检测技术：
电化学实时动态检测模块：pO2（高分辨率极谱氧电极传感器，耗氧率检测分辨率为±1 pmol O₂∙s-¹∙mL-¹）、pH、H2O2、TPP+（测量线粒体膜电位）、H2S、NO、质体醌；
荧光实时动态检测模块：MMP（测量线粒体膜电位）、ATP、Ca2+、ROS、NADH；
2、独有的原代细胞、原代组织能量代谢快速检测技术：
无需过夜培养、样品快速检测，更加客观反映样品更接近体内的能量代谢水平；
3、独有的多维度能量代谢分析平台：
适应线粒体、细胞、组织块、活检样品等不同层次不同水平的样本检测。