計算機輔助精子分析系統(CASA)在豬精液檢測中的應用探討

劉軍峰，王亞文，顏國華，孟憲華，王旭，胡曉悅

（1.河北省畜牧獸醫研究所，河北保定 071000；2.河北省畜牧總站，河北石家莊 500000；3.河北省農林科學院農業資源環境研究所，河北石家莊 050000）

近年來， 隨著人工授精技術在豬場中越來越廣泛的應用，種公豬精液的作用越來越明顯。但在實際生產中， 公豬的精液質量具有較大的差異， 這也成為了影響生豬產業高質量發展的重要因素之一。

因此， 提高公豬精液質量成為了生產者關心的話題。 除了品種、管理、疾病、環境等因素影響公豬的精液質量， 精液運動參數對精液保存時間以及受精能力也有很大影響。 在種豬精液質量評定中，精子活率、精子活力和精子密度等反應精子運動性能的參數也是重要指標。 精子運動性能的評定方法顯得尤為重要。 傳統檢測如顯微鏡觀察法、血球計數板計數法、吉姆薩染色法存在費時費力、對人員的素質要求較高、結果受人為因素影響較大等缺點，不易推廣應用。計算機輔助精子分析系統（CASA）能夠將計算機圖像處理算法軟件與圖像采集設備硬件相結合，提供更詳細的參數來描述精子運動狀態。 該系統已發展了大約40 年，已經能準確、客觀、快速的評價精液的密度、精子的活力、運動性能等形態學指標，很好地反應精子的授精能力，具有省時省力，檢測結果客觀等優點，現已普遍用于種豬精液質量檢測中。

1 精子運動參數

計算機輔助精子分析系統（CASA）檢測的精子運動參數指標主要包括以下幾項， 具體見下表。

2 計算機輔助精子分析系統（CASA）操作程序

計算機輔助精子分析系統操作程序主要分為四步。

2.1 打開并預熱CASA 系統

操作人員打開CASA 系統， 并選擇檢測畜種為豬，填寫相關基本信息。

2.2 樣片制備

將顯微鏡恒溫加熱臺設置為37℃。 載玻片、蓋玻片放到加熱臺上預熱。

打開17℃精液保存箱， 取出一瓶常溫精液輕輕搖勻。 保持精液瓶與視線水平，使其傾斜約45°， 微量移液器吸頭深入液面下15～20 毫米處，用微量移液器吸取20 微升精液滴于載玻片上，加蓋已預熱的蓋玻片，無明顯氣泡。

2.3 檢測

將載玻片放在顯微鏡載物臺上， 顯微鏡物鏡調到10XPh，載物臺下面的圓盤調至10，調整顯微鏡微調至使精子成像為白色。 按照載玻片上、中、下、左、右連續采集5 個視野圖像，取平均值作為檢測結果。

圖像采集完成后，調節灰度值，通過自動跟蹤，完成對精子密度、活力、活率等參數的檢測。

2.4 結果驗證

每頭公豬檢測2 個樣品。 如果2 個樣品檢測的精子活力、 精子活率等參數相差5%以上，說明檢測的樣本不均勻，需重新檢測。

3 注意事項

為提高檢測結果的準確性， 在檢測過程應注意以下事項：

3.1 精液制備

精液采集和稀釋時要控制雜質的進入，防止檢測時影響結果。 精液采集前保證采精室干凈衛生，采精人員帶雙層手套，擠掉包皮中儲存的尿液，用干凈的紙巾擦洗公豬的包皮囊，采精時去掉外層手套，采精杯放入合適的過濾紙。 精液稀釋中工作人員穿戴干凈整潔消毒過的工作服和帽子，戴手套。

3.2 樣片制備

精液一定要搖勻， 使用的載玻片和蓋玻片要清潔，確保樣片的精液充分均勻，液層厚度適中，無氣泡。

3.3 檢測溫度

恒溫載物臺需要預熱5 分鐘后才能達到恒溫值，當溫度穩定后才可以使用。 在精液質量測定時應確保載玻片、蓋玻片得到充分的預熱，溫度均保持在37℃，控溫2 分鐘，其檢測結果更為準確。

3.4 視野選擇

視野選擇也影響檢測的結果。 在使用CASA系統檢測精子質量時， 應按照上→中→下→左→右的原則取5 個視野的平均值為最終檢測結果。

精子運動參數表

3.5 圖像調節

通過調整采集卡的對比度、亮度、色度、飽和度，改變聚光鏡的高度使圖像應盡可能清晰、對比度好，以提高圖像識別率，使檢測結果更準確。

4 應用實例

保定市某公豬站常溫精液有效存放時間短，僅能達到3 天，遠低于5～7 天的要求，嚴重影響公豬的使用效率。

收到公豬站的反饋信息后，組織人員到公豬站了解情況。 科技人員現場咨詢查看了養殖檔案、疫病檢測記錄，并通過監控查看了豬舍及公豬飼養情況，該公豬站豬群健康，飼養管理科學規范，豬舍環境整潔衛生，精液保存時間短與豬群和飼養管理無關。

科技人員隨機抽取了6 頭公豬常溫精液、稀釋液、蒸餾水帶回實驗室檢測。 通過應用熒光定量PCR、菌落計數、CASA 系統對常溫精液、稀釋液、蒸餾水中的常見病毒、細菌、精液質量進行檢測。 結果蒸餾水、稀釋液中未檢測到病毒，菌落含量也正常。 常溫精液中未檢測到病毒，但細菌數量達到了1×104個/毫升，嚴重超標。 精液活力經過3 天的保存，只能達到59.4%，遠低于70%的標準。

科技人員通過視頻觀察常溫精液制備程序，發現精液分裝過程中精液導流管未能消毒，更換導流管后， 制作的常溫精液保存時間增加到4天，但仍低于7 天。

于是科技人員又購入另外3 家市售的精液稀釋粉。 把1 頭公豬的精液等分4 份，用本場在用稀釋粉和購買的3 家市售稀釋粉同密度稀釋，保存，用CASA 系統連續監測7 天，發現購買的市售稀釋粉精液保存質量均高于本場在用的稀釋粉。 遂向該場建議更換稀釋粉。

根據推薦的稀釋粉品牌，公豬站選擇了一款經濟適用的稀釋粉，目前該場常溫精液保存可達到7 天，減少了公豬50%的采精次數，延長了公豬的使用年限。

利用CASA 系統檢測公豬的精子運動性能，對于改善公豬精液品質，提高公豬的配種力具有積極的意義。 隨著科技的進步， 部分新研發的CASA 系統已能進行單精子質量分析，能有效檢測精子頂體完整性。 由此可見， CASA 系統在畜禽人工授精的精液質量檢測方面作用越來越重要。