當(dāng)種豬精液生產(chǎn)遇上智能化

馬 帥

（上?？ㄌK生物科技有限公司，上海 200135）

非洲豬瘟疫情已經(jīng)成為常態(tài)，豬場不僅需要考慮如何做好生物安全防控，還需要關(guān)注種源安全，所以公豬站從以前的“黃金配角”逐漸晉升為“行業(yè)主角”。但是機(jī)遇與挑戰(zhàn)并存，從如何快速挑選繁殖能力更強(qiáng)的公豬，如何高效采集精液以及進(jìn)行精液分析，以保證每一顆精子都是“特種兵”，到如何做到精液生產(chǎn)全程可追溯等各環(huán)節(jié)都要面臨層層考驗(yàn)。筆者總結(jié)了法國IMV卡蘇公司（以下簡稱“卡蘇公司”）的豬精智能化生產(chǎn)全過程，以期待為廣大讀者帶來啟發(fā)，最大程度地提高生產(chǎn)效率，降低人為操作帶來的潛在風(fēng)險(xiǎn)及主觀判斷帶來的失誤率，提供更加優(yōu)質(zhì)的精液，帶來更高的生產(chǎn)效益。

1 生精能力評(píng)估智能化

繁殖能力是影響?zhàn)B殖場最重要的經(jīng)濟(jì)因素之一。如何高效預(yù)判公豬睪丸的生精能力，并及時(shí)篩選、淘汰生育能力低下甚至不育的公豬，節(jié)省生產(chǎn)成本是一個(gè)難題。IMV 卡蘇動(dòng)物影像板塊開發(fā)的Exago 和Exapad 超聲掃描儀搭配Ecotext 睪丸檢測專用軟件（圖1），可以自動(dòng)對(duì)公豬睪丸進(jìn)行宏觀和微觀結(jié)構(gòu)分析。這是目前唯一一款能夠探測到曲細(xì)精管的超聲軟件，而曲細(xì)精管是精子產(chǎn)生的位置。該超聲系統(tǒng)操作簡單，可以存儲(chǔ)掃描圖片和視頻，后期可以調(diào)取這些視頻和圖片，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)分析并生成分析結(jié)果。操作人員可根據(jù)系統(tǒng)產(chǎn)生的客觀數(shù)據(jù)進(jìn)行決策。

圖1 Exago 和Exapad 超聲掃描儀

2 精液采集智能化

采精環(huán)節(jié)在精液生產(chǎn)過程中至關(guān)重要。卡蘇公司開創(chuàng)的公豬自動(dòng)采精系統(tǒng)Collectis（圖2），實(shí)現(xiàn)了采精智能化。它是全球首個(gè)通過電-氣動(dòng)原理控制仿生假陰道的舒張和收縮的采精系統(tǒng)，完全模仿母豬陰道的生理刺激，從而提高了公豬精液產(chǎn)量。Collectis 可以讓1 名采精員同時(shí)采集2 ～3 頭公豬精液。并且可以實(shí)時(shí)監(jiān)測采精情況，每名采精員每小時(shí)的采精量可平均增加40%。該智能化采精系統(tǒng)還可實(shí)現(xiàn)全程密閉收集精液，避免細(xì)菌、粉塵及公豬毛發(fā)皮屑污染精液，從源頭保證精液品質(zhì)。

圖2 公豬自動(dòng)采精系統(tǒng)Collectis

Collectis 自動(dòng)采精系統(tǒng)得到行業(yè)認(rèn)可。在全球20 多個(gè)國家，200多個(gè)公豬站，每周都會(huì)用卡蘇智能化采精系統(tǒng)采集22 000 多頭公豬，每年生產(chǎn)2 800 多萬份高品質(zhì)精液。

3 精液傳遞智能化

操作人員采集的精液需要立即輸送到實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行實(shí)時(shí)分析。卡蘇公司開發(fā)了氣動(dòng)傳輸系統(tǒng)（圖3），實(shí)現(xiàn)了精液傳遞智能化。以氣壓為動(dòng)力，在收發(fā)站內(nèi)設(shè)置雙管道，將精液在30 s 內(nèi)通過密閉管道快速輸送到實(shí)驗(yàn)室，避免了豬舍與實(shí)驗(yàn)室之間的空氣交叉污染。智能化傳輸系統(tǒng)只有在收發(fā)傳輸瓶時(shí)才工作，所以更加節(jié)能，而且在收發(fā)站設(shè)有緩沖器，所以在傳輸瓶到達(dá)接收站時(shí)會(huì)更加平穩(wěn)。

圖3 氣動(dòng)傳輸系統(tǒng)

4 精液分析智能化

目前，養(yǎng)豬行業(yè)普遍采用深度輸精，因此在精液量和精液濃度標(biāo)準(zhǔn)都有所下降的情況下，精液分析的客觀性和準(zhǔn)確性會(huì)格外重要。如果還是采用傳統(tǒng)的分光光度計(jì)和簡單的顯微鏡來分析精子密度等參數(shù)，會(huì)導(dǎo)致誤差率在10%～15%，而在精液濃度為10 ～15 億個(gè)前向運(yùn)動(dòng)精子時(shí)，這樣的高誤差率必定會(huì)導(dǎo)致每劑精液中的合格精子數(shù)量低于國標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)，最終不可避免地造成生產(chǎn)指標(biāo)惡化。

卡蘇公司在計(jì)算機(jī)輔助精子分析系統(tǒng)（CASA）（圖4）領(lǐng)域不斷創(chuàng)新升級(jí)，實(shí)現(xiàn)從半智能化到完全智能化的跨越。如SCA 高端模塊化CASA 系統(tǒng)，根據(jù)客戶需求定制精子分析模塊，像精子活力和密度分析模塊、形態(tài)分析模塊、活率分析模塊、頂體完整性等分析模塊，致力于為客戶提供高性價(jià)比的精子分析系統(tǒng)。

圖4 計(jì)算機(jī)輔助精子分析系統(tǒng)

卡蘇公司也開發(fā)了專用的精子分析軟件，配套更高端的硬件配置，讓操作更加簡單，分析過程更加智能，分析系統(tǒng)自動(dòng)化程度進(jìn)一步提高。比如，配備了高端顯微鏡和數(shù)碼相機(jī)配置的CEROS 和一體化集成設(shè)計(jì)的IVOS，可對(duì)精子活力、密度、形態(tài)、活率、運(yùn)動(dòng)軌跡、畸形率等參數(shù)進(jìn)行自動(dòng)分析，并根據(jù)分析結(jié)果，自動(dòng)推薦稀釋液需要量，稀釋后總量，校正后的密度及分裝份數(shù)等生產(chǎn)數(shù)據(jù)，最后會(huì)自動(dòng)化形成分析報(bào)告。除此之外，還可以配置熒光顯微系統(tǒng)，對(duì)精子染色，分析精子頂體及質(zhì)膜完整性等參數(shù)。該系統(tǒng)也可以自動(dòng)存儲(chǔ)分析的照片及視頻，并且可以在本地或云端進(jìn)行共享。

5 精液稀釋智能化

卡蘇公司開發(fā)的全自動(dòng)稀釋液配制系統(tǒng)（圖5）能夠一次性配制100 L 稀釋液，可以實(shí)現(xiàn)定量加水，定量出液，溫度自由調(diào)節(jié)，邊加熱邊攪拌等功能，完全可以做到自動(dòng)定量稀釋。操作人員可以全程通過觸摸顯示屏進(jìn)行操作。還可以預(yù)設(shè)啟動(dòng)時(shí)間，不需要進(jìn)行實(shí)時(shí)現(xiàn)場操作，提高工作效率。

圖5 全自動(dòng)稀釋液配制系統(tǒng)

6 精液灌裝智能化

卡蘇公司原裝進(jìn)口的全自動(dòng)灌裝機(jī)Crystaline（圖6）能夠集灌裝、封口、切割及標(biāo)簽打印于一體，將稀釋合格的精液自動(dòng)灌入精液袋中，并進(jìn)行封口、切割、標(biāo)簽粘貼，標(biāo)簽內(nèi)容可以自定義，如標(biāo)注字母、數(shù)字、條形碼、公司LOGO 等內(nèi)容，做到袋袋可追溯。灌裝效率為1 200袋/h，灌裝量在30 ～100 mL。全自動(dòng)灌裝系統(tǒng)既能保證精液灌裝的精確性，降低人為造成的污染風(fēng)險(xiǎn)，也大大提高了精液生產(chǎn)效率。

圖6 全自動(dòng)灌裝機(jī)Crystaline

7 公豬站管理智能化

為了優(yōu)化精液質(zhì)量和產(chǎn)量，確保精液生產(chǎn)全程可追溯，卡蘇公司開發(fā)了適合豬人工授精中心應(yīng)用的eSMILE 實(shí)驗(yàn)室一體化溯源管理系統(tǒng)（圖7），可將實(shí)驗(yàn)室所有設(shè)備連接到一起，自動(dòng)收集各設(shè)備在工作過程中所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，從而完成精液生產(chǎn)的全程可追溯鏈條。在精液生產(chǎn)過程中的每一個(gè)環(huán)節(jié)都會(huì)生成條碼標(biāo)簽，通過相應(yīng)的標(biāo)簽來獲取批次、編號(hào)、稀釋劑用量、分裝類型、分裝設(shè)備等相關(guān)信息，實(shí)現(xiàn)全程可追溯。 除此之外，該系統(tǒng)還可以做到多站點(diǎn)連接，信息自動(dòng)同步，降低人工輸入造成的信息錯(cuò)誤等風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)方便工作人員更好地控制產(chǎn)品質(zhì)量，幫助豬場做出更具說服力的決策，提高生產(chǎn)效益。

圖7 eSMILE 實(shí)驗(yàn)室一體化溯源管理系統(tǒng)

俗話說“母豬好，好一窩；公豬好，好一坡” ，由此可見生產(chǎn)出既安全又高品質(zhì)的精液關(guān)系到生豬產(chǎn)業(yè)的生存與發(fā)展。所以卡蘇公司在精液生產(chǎn)的每一個(gè)環(huán)節(jié)都投入了大量的研發(fā)精力，進(jìn)行技術(shù)革新與升級(jí)，實(shí)現(xiàn)高度智能化，確保精液產(chǎn)品更加精確、安全、優(yōu)質(zhì)。