罗伯特•诺克斯博士



精液处理和加工实验室的设计与操作

罗伯特•诺克斯博士

精液实验室的目标包括：保证每剂量中能育精子数量；剂量生产最大化；鉴别并剔除受精能力差的批次；帮助追踪公猪、品种、管理、操作、年龄等因素影响下的生育；控制疾病等。

历史上公猪站的问题包括疾病传播和降低繁殖群性能，质量差的精子配送产生的问题包括能育精子数低以及精子毒性。

实验室安排的工作方案应该将每天需要的剂量和处理的射出份数作为工作目标。究竟需要人工还是机械，应以准确性、成本预估、所需时间、工作效率等情况综合考量。通过生产统计，人工处理的方法一般每一个人可以照顾125～200头公猪，每小时产22个输精剂量，机器一般可以达到650～2 000个输精剂量。实验室自动化处理设备成本，在美国100头公猪一般需要25 000美元，自动化效率为200头公猪以上。为了保证实验室流程与生物安全，公猪活动场所和精液领取/递送区域不能有入口。实验室需要有四个区域：收集区域、精子评估区域、稀释和水浴区域、包装区域。

精液采集区域需要有通透窗口的加温橱柜(37 ℃)装/袋，或两边有开门的加温橱柜(35℃)；气压导管系统，确保易于消毒，精液送达指示等。

精液细菌感染风险需要降到最低，精液和容器里面经常发现细菌，因此过滤器和容器不要进入实验室，尽量使用一次性耗材，工作的台面必须清洗和消毒，水的检测和水管清洗，人员淋浴服装干净，并分开保存和清洗，实验室用品密封放到橱柜。

合格的实验室必须包括清洁的工作台、足够的橱柜、良好的水质和排水、可冲洗的地板、房间的温度控制、按工作和功能分区，固定的耗材放置区域等。

水质对精液质量很重要，这取决于猪场的水源和水质，检测离子、有机物、微生物、颗粒。100头以下的公猪可以选择购买纯净水，如果公猪数很多，则建议安装净水系统。水质需要去离子，使其导电性差，并通过过滤、吸收、反渗透去除有机物和微生物，最后用紫外线防止微生物生长。

清洗用品和仪器，保证每次清洗用去离子水进行冲洗，并在酒精里浸泡和冲洗，挂起干燥，确保无霉菌。

精液处理方面，使用多份精液混合确保处理效率，可生产特定体积和精子数，包装应依厂商决定。

实验室最重要的功能是评估精液质量，混精在评估后进行，需要一同检测，因为单一检测与生育力相关性低，评估因素包括浓度、活力、活度、凝聚、细菌、正常形态、顶体完整等。整体活力高于80 %，正常精子数大于70 %，凝聚少于30 %，细菌少于15 %是稀释精液合格的基本要求。采精后，稀释前，建议在10 min内进行稀释处理最佳， 1 h内处理才能不影响活力。

采精后实验室处理的第一步是，用一次性采集袋或杯子转移到新的容器里，测量精液的重量或体积，同时精子在评估过程中可冷却到室温。混匀精液，因为精液会随时沉淀。其次用力温和以免损坏精子(通常尾部脱离)。

处理第二步是确定浓度，使用光度计来测量精子数，稀释样品，读取透射比或吸光度来检测精子浓度。光度计标准曲线最为常用，成本低、速度快，但问题在于如果稀释不当，误差会很大，通常由于采样不规律造成。血球计数板的方法很好，速度慢，成本低，人工计数，误差为5 %～10 %，但计量不准确。计算机辅助的精液评估仪，设备价格大概在2 000～40 000美金，但速度快，准确性高，并且可重复性好。

第三步为评估精子活力，需要注意镜片不能为凉的，应适当加热。首先通过目测。精子活力容易被时间、稀释剂、实验室环境影响。人工显微镜评估包括细菌、凝聚、死精、不完整形态等等。尽量缩短时间，保持37 ℃，并且有足够的样本数量才能更好地评估精子活力。当精液被稀释剂稀释后，还需要重新检验精子活力，某些稀释剂会降低精子活力，建议用咖啡因载玻片，会有所帮助。

第四步，形态评估，通过显微镜检测精子是否畸形，畸形精子率比活性更为重要。畸形评估中最重要的是顶体评估，损坏的精子不能给卵子受精。一次采精如何计算稀释头份，首先算出总的正常精子数(浓度×正常精子×活力×体积)，然后根据剂量来算出需要多少稀释液。当不用贮存时，不用选择长效稀释液，同时还应跟生产商的质量和成本挂钩。稀释液的制备中，水质非常重要，称重粉末，根据重量或体积加到容器里，无论是精液还是稀释液都需保证在22 ℃～24 ℃，另外一般程序为将稀释液加入精液中后，才开始保持温度。

精液贮藏，按照不同品系贮藏，分组后放入冷冻箱，降低精子代谢，减少细菌生长，冷却速度为1 ℃/h，避免接触空气、阳光、震动。同时保持冷冻箱的清洁。要求贮藏期间，至少每日翻转一次，避免精液沉淀。贮藏还需时时监控并设立相应机制，记录冷冻箱工作情况。

精液包装和运输，精液运输前数小时应该冷却(16 ℃)，特别是现采现用的精液更应如此。并用双层泡沫盒保持恒温，同时使用温度跟踪仪，这也至关重要。

公猪站的质量控制也需要监控体系，样品和剂量需要保留，在稀释前、保存期都需保存记录，常规细菌检测，同时还须第三方的质量评估以及仪器校正。

稀释液中，对顶体完整度的测试很有意义，实验室应该给予重视。评估稀释液对精子顶体完整性的影响，是很重要的评估方法。短期的稀释液基本在3 d后就不可使用了。□□

原题名：Design and operation of the laboratory for semen handing and processing (英文)

中图分类号：S814.3

文献标识码：C

文章编号：1001-0769(2016)02-0006-02