精液處理和加工實驗室的設計與操作

精液實驗室的目標包括：保證每劑量中能育精子數量；劑量生產最大化；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，質量差的精子配送產生的問題包括能育精子數低以及精子毒性。

實驗室安排的工作方案應該將每天需要的劑量和處理的射出份數作為工作目標。究竟需要人工還是機械，應以準確性、成本預估、所需時間、工作效率等情況綜合考量。通過生產統計，人工處理的方法一般每一個人可以照顧125～200頭公豬，每小時產22個輸精劑量，機器一般可以達到650～2 000個輸精劑量。實驗室自動化處理設備成本，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。為了保證實驗室流程與生物安全，公豬活動場所和精液領取/遞送區域不能有入口。實驗室需要有四個區域：收集區域、精子評估區域、稀釋和水浴區域、包裝區域。

精液采集區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℃）；氣壓導管系統，確保易于消毒，精液送達指示等。

精液細菌感染風險需要降到最低，精液和容器里面經常發現細菌，因此過濾器和容器不要進入實驗室，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，實驗室用品密封放到櫥柜。

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

水質對精液質量很重要，這取決于豬場的水源和水質，檢測離子、有機物、微生物、顆粒。100頭以下的公豬可以選擇購買純凈水，如果公豬數很多，則建議安裝凈水系統。水質需要去離子，使其導電性差，并通過過濾、吸收、反滲透去除有機物和微生物，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，可生產特定體積和精子數，包裝應依廠商決定。

實驗室最重要的功能是評估精液質量，混精在評估后進行，需要一同檢測，因為單一檢測與生育力相關性低，評估因素包括濃度、活力、活度、凝聚、細菌、正常形態、頂體完整等。整體活力高于80 %，正常精子數大于70 %，凝聚少于30 %，細菌少于15 %是稀釋精液合格的基本要求。采精后，稀釋前，建議在10 min內進行稀釋處理最佳， 1 h內處理才能不影響活力。

采精后實驗室處理的第一步是，用一次性采集袋或杯子轉移到新的容器里，測量精液的重量或體積，同時精子在評估過程中可冷卻到室溫。混勻精液，因為精液會隨時沉淀。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，使用光度計來測量精子數，稀釋樣品，讀取透射比或吸光度來檢測精子濃度。光度計標準曲線最為常用，成本低、速度快，但問題在于如果稀釋不當，誤差會很大，通常由于采樣不規律造成。血球計數板的方法很好，速度慢，成本低，人工計數，誤差為5 %～10 %，但計量不準確。計算機輔助的精液評估儀，設備價格大概在2 000～40 000美金，但速度快，準確性高，并且可重復性好。

第三步為評估精子活力，需要注意鏡片不能為涼的，應適當加熱。首先通過目測。精子活力容易被時間、稀釋劑、實驗室環境影響。人工顯微鏡評估包括細菌、凝聚、死精、不完整形態等等。盡量縮短時間，保持37 ℃，并且有足夠的樣本數量才能更好地評估精子活力。當精液被稀釋劑稀釋后，還需要重新檢驗精子活力，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。畸形評估中最重要的是頂體評估，損壞的精子不能給卵子受精。一次采精如何計算稀釋頭份，首先算出總的正常精子數（濃度×正常精子×活力×體積），然后根據劑量來算出需要多少稀釋液。當不用貯存時，不用選擇長效稀釋液，同時還應跟生產商的質量和成本掛鉤。稀釋液的制備中，水質非常重要，稱重粉末，根據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 ℃，另外一般程序為將稀釋液加入精液中后，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，減少細菌生長，冷卻速度為1 ℃/h，避免接觸空氣、陽光、震動。同時保持冷凍箱的清潔。要求貯藏期間，至少每日翻轉一次，避免精液沉淀。貯藏還需時時監控并設立相應機制，記錄冷凍箱工作情況。

精液包裝和運輸，精液運輸前數小時應該冷卻（16 ℃），特別是現采現用的精液更應如此。并用雙層泡沫盒保持恒溫，同時使用溫度跟蹤儀，這也至關重要。

公豬站的質量控制也需要監控體系，樣品和劑量需要保留，在稀釋前、保存期都需保存記錄，常規細菌檢測，同時還須第三方的質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，實驗室應該給予重視。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。□□

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