精液處理和加工實(shí)驗(yàn)室的設(shè)計(jì)與操作

羅伯特?諾克斯博士

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精液處理和加工實(shí)驗(yàn)室的設(shè)計(jì)與操作

羅伯特?諾克斯博士

精液實(shí)驗(yàn)室的目標(biāo)包括：保證每劑量中能育精子數(shù)量；劑量生產(chǎn)最大化；鑒別并剔除受精能力差的批次；幫助追蹤公豬、品種、管理、操作、年齡等因素影響下的生育；控制疾病等。

歷史上公豬站的問題包括疾病傳播和降低繁殖群性能，質(zhì)量差的精子配送產(chǎn)生的問題包括能育精子數(shù)低以及精子毒性。

實(shí)驗(yàn)室安排的工作方案應(yīng)該將每天需要的劑量和處理的射出份數(shù)作為工作目標(biāo)。究竟需要人工還是機(jī)械，應(yīng)以準(zhǔn)確性、成本預(yù)估、所需時(shí)間、工作效率等情況綜合考量。通過生產(chǎn)統(tǒng)計(jì)，人工處理的方法一般每一個(gè)人可以照顧125～200頭公豬，每小時(shí)產(chǎn)22個(gè)輸精劑量，機(jī)器一般可以達(dá)到650～2 000個(gè)輸精劑量。實(shí)驗(yàn)室自動化處理設(shè)備成本，在美國100頭公豬一般需要25 000美元，自動化效率為200頭公豬以上。為了保證實(shí)驗(yàn)室流程與生物安全，公豬活動場所和精液領(lǐng)取/遞送區(qū)域不能有入口。實(shí)驗(yàn)室需要有四個(gè)區(qū)域：收集區(qū)域、精子評估區(qū)域、稀釋和水浴區(qū)域、包裝區(qū)域。

精液采集區(qū)域需要有通透窗口的加溫櫥柜(37 ℃)裝/袋，或兩邊有開門的加溫櫥柜(35℃)；氣壓導(dǎo)管系統(tǒng)，確保易于消毒，精液送達(dá)指示等。

精液細(xì)菌感染風(fēng)險(xiǎn)需要降到最低，精液和容器里面經(jīng)常發(fā)現(xiàn)細(xì)菌，因此過濾器和容器不要進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室，盡量使用一次性耗材，工作的臺面必須清洗和消毒，水的檢測和水管清洗，人員淋浴服裝干凈，并分開保存和清洗，實(shí)驗(yàn)室用品密封放到櫥柜。

合格的實(shí)驗(yàn)室必須包括清潔的工作臺、足夠的櫥柜、良好的水質(zhì)和排水、可沖洗的地板、房間的溫度控制、按工作和功能分區(qū)，固定的耗材放置區(qū)域等。

水質(zhì)對精液質(zhì)量很重要，這取決于豬場的水源和水質(zhì)，檢測離子、有機(jī)物、微生物、顆粒。100頭以下的公豬可以選擇購買純凈水，如果公豬數(shù)很多，則建議安裝凈水系統(tǒng)。水質(zhì)需要去離子，使其導(dǎo)電性差，并通過過濾、吸收、反滲透去除有機(jī)物和微生物，最后用紫外線防止微生物生長。

清洗用品和儀器，保證每次清洗用去離子水進(jìn)行沖洗，并在酒精里浸泡和沖洗，掛起干燥，確保無霉菌。

精液處理方面，使用多份精液混合確保處理效率，可生產(chǎn)特定體積和精子數(shù)，包裝應(yīng)依廠商決定。

實(shí)驗(yàn)室最重要的功能是評估精液質(zhì)量，混精在評估后進(jìn)行，需要一同檢測，因?yàn)閱我粰z測與生育力相關(guān)性低，評估因素包括濃度、活力、活度、凝聚、細(xì)菌、正常形態(tài)、頂體完整等。整體活力高于80 %，正常精子數(shù)大于70 %，凝聚少于30 %，細(xì)菌少于15 %是稀釋精液合格的基本要求。采精后，稀釋前，建議在10 min內(nèi)進(jìn)行稀釋處理最佳， 1 h內(nèi)處理才能不影響活力。

采精后實(shí)驗(yàn)室處理的第一步是，用一次性采集袋或杯子轉(zhuǎn)移到新的容器里，測量精液的重量或體積，同時(shí)精子在評估過程中可冷卻到室溫?；靹蚓?，因?yàn)榫簳S時(shí)沉淀。其次用力溫和以免損壞精子(通常尾部脫離)。

處理第二步是確定濃度，使用光度計(jì)來測量精子數(shù)，稀釋樣品，讀取透射比或吸光度來檢測精子濃度。光度計(jì)標(biāo)準(zhǔn)曲線最為常用，成本低、速度快，但問題在于如果稀釋不當(dāng)，誤差會很大，通常由于采樣不規(guī)律造成。血球計(jì)數(shù)板的方法很好，速度慢，成本低，人工計(jì)數(shù)，誤差為5 %～10 %，但計(jì)量不準(zhǔn)確。計(jì)算機(jī)輔助的精液評估儀，設(shè)備價(jià)格大概在2 000～40 000美金，但速度快，準(zhǔn)確性高，并且可重復(fù)性好。

第三步為評估精子活力，需要注意鏡片不能為涼的，應(yīng)適當(dāng)加熱。首先通過目測。精子活力容易被時(shí)間、稀釋劑、實(shí)驗(yàn)室環(huán)境影響。人工顯微鏡評估包括細(xì)菌、凝聚、死精、不完整形態(tài)等等。盡量縮短時(shí)間，保持37 ℃，并且有足夠的樣本數(shù)量才能更好地評估精子活力。當(dāng)精液被稀釋劑稀釋后，還需要重新檢驗(yàn)精子活力，某些稀釋劑會降低精子活力，建議用咖啡因載玻片，會有所幫助。

第四步，形態(tài)評估，通過顯微鏡檢測精子是否畸形，畸形精子率比活性更為重要?；卧u估中最重要的是頂體評估，損壞的精子不能給卵子受精。一次采精如何計(jì)算稀釋頭份，首先算出總的正常精子數(shù)(濃度×正常精子×活力×體積)，然后根據(jù)劑量來算出需要多少稀釋液。當(dāng)不用貯存時(shí)，不用選擇長效稀釋液，同時(shí)還應(yīng)跟生產(chǎn)商的質(zhì)量和成本掛鉤。稀釋液的制備中，水質(zhì)非常重要，稱重粉末，根據(jù)重量或體積加到容器里，無論是精液還是稀釋液都需保證在22 ℃～24 ℃，另外一般程序?yàn)閷⑾♂屢杭尤刖褐泻?，才開始保持溫度。

精液貯藏，按照不同品系貯藏，分組后放入冷凍箱，降低精子代謝，減少細(xì)菌生長，冷卻速度為1 ℃/h，避免接觸空氣、陽光、震動。同時(shí)保持冷凍箱的清潔。要求貯藏期間，至少每日翻轉(zhuǎn)一次，避免精液沉淀。貯藏還需時(shí)時(shí)監(jiān)控并設(shè)立相應(yīng)機(jī)制，記錄冷凍箱工作情況。

精液包裝和運(yùn)輸，精液運(yùn)輸前數(shù)小時(shí)應(yīng)該冷卻(16 ℃)，特別是現(xiàn)采現(xiàn)用的精液更應(yīng)如此。并用雙層泡沫盒保持恒溫，同時(shí)使用溫度跟蹤儀，這也至關(guān)重要。

公豬站的質(zhì)量控制也需要監(jiān)控體系，樣品和劑量需要保留，在稀釋前、保存期都需保存記錄，常規(guī)細(xì)菌檢測，同時(shí)還須第三方的質(zhì)量評估以及儀器校正。

稀釋液中，對頂體完整度的測試很有意義，實(shí)驗(yàn)室應(yīng)該給予重視。評估稀釋液對精子頂體完整性的影響，是很重要的評估方法。短期的稀釋液基本在3 d后就不可使用了?！酢?/p>

原題名：Design and operation of the laboratory for semen handing and processing (英文)

中圖分類號：S814.3

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：C

文章編號：1001-0769(2016)02-0006-02