當種豬精液生產(chǎn)遇上智能化

馬 帥

（上海卡蘇生物科技有限公司，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”。但是機遇與挑戰(zhàn)并存，從如何快速挑選繁殖能力更強的公豬，如何高效采集精液以及進行精液分析，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。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險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 生精能力評估智能化

繁殖能力是影響?zhàn)B殖場最重要的經(jīng)濟因素之一。如何高效預判公豬睪丸的生精能力，并及時篩選、淘汰生育能力低下甚至不育的公豬，節(jié)省生產(chǎn)成本是一個難題。IMV 卡蘇動物影像板塊開發(fā)的Exago 和Exapad 超聲掃描儀搭配Ecotext 睪丸檢測專用軟件（圖1），可以自動對公豬睪丸進行宏觀和微觀結(jié)構分析。這是目前唯一一款能夠探測到曲細精管的超聲軟件，而曲細精管是精子產(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)會自動分析并生成分析結(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)過程中至關重要。卡蘇公司開創(chuàng)的公豬自動采精系統(tǒng)Collectis（圖2），實現(xiàn)了采精智能化。它是全球首個通過電-氣動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 名采精員同時采集2 ～3 頭公豬精液。并且可以實時監(jiān)測采精情況，每名采精員每小時的采精量可平均增加40%。該智能化采精系統(tǒng)還可實現(xiàn)全程密閉收集精液，避免細菌、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 公豬自動采精系統(tǒng)Collectis

Collectis 自動采精系統(tǒng)得到行業(yè)認可。在全球20 多個國家，200多個公豬站，每周都會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驗室進行實時分析。卡蘇公司開發(fā)了氣動傳輸系統(tǒng)（圖3），實現(xiàn)了精液傳遞智能化。以氣壓為動力，在收發(fā)站內(nèi)設置雙管道，將精液在30 s 內(nèi)通過密閉管道快速輸送到實驗室，避免了豬舍與實驗室之間的空氣交叉污染。智能化傳輸系統(tǒng)只有在收發(fā)傳輸瓶時才工作，所以更加節(jié)能，而且在收發(fā)站設有緩沖器，所以在傳輸瓶到達接收站時會更加平穩(wěn)。

圖3 氣動傳輸系統(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準都有所下降的情況下，精液分析的客觀性和準確性會格外重要。如果還是采用傳統(tǒng)的分光光度計和簡單的顯微鏡來分析精子密度等參數(shù)，會導致誤差率在10%～15%，而在精液濃度為10 ～15 億個前向運動精子時，這樣的高誤差率必定會導致每劑精液中的合格精子數(shù)量低于國標標準，最終不可避免地造成生產(chǎn)指標惡化。

卡蘇公司在計算機輔助精子分析系統(tǒng)（CASA）（圖4）領域不斷創(chuàng)新升級，實現(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比的精子分析系統(tǒng)。

圖4 計算機輔助精子分析系統(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)自動化程度進一步提高。比如，配備了高端顯微鏡和數(shù)碼相機配置的CEROS 和一體化集成設計的IVOS，可對精子活力、密度、形態(tài)、活率、運動軌跡、畸形率等參數(shù)進行自動分析，并根據(jù)分析結(jié)果，自動推薦稀釋液需要量，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)，最后會自動化形成分析報告。除此之外，還可以配置熒光顯微系統(tǒng)，對精子染色，分析精子頂體及質(zhì)膜完整性等參數(shù)。該系統(tǒng)也可以自動存儲分析的照片及視頻，并且可以在本地或云端進行共享。

5 精液稀釋智能化

卡蘇公司開發(fā)的全自動稀釋液配制系統(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，完全可以做到自動定量稀釋。操作人員可以全程通過觸摸顯示屏進行操作。還可以預設啟動時間，不需要進行實時現(xiàn)場操作，提高工作效率。

圖5 全自動稀釋液配制系統(tǒng)

6 精液灌裝智能化

卡蘇公司原裝進口的全自動灌裝機Crystaline（圖6）能夠集灌裝、封口、切割及標簽打印于一體，將稀釋合格的精液自動灌入精液袋中，并進行封口、切割、標簽粘貼，標簽內(nèi)容可以自定義，如標注字母、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險，也大大提高了精液生產(chǎn)效率。

圖6 全自動灌裝機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用的eSMILE 實驗室一體化溯源管理系統(tǒng)（圖7），可將實驗室所有設備連接到一起，自動收集各設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)過程中的每一個環(huán)節(jié)都會生成條碼標簽，通過相應的標簽來獲取批次、編號、稀釋劑用量、分裝類型、分裝設備等相關信息，實現(xiàn)全程可追溯。 除此之外，該系統(tǒng)還可以做到多站點連接，信息自動同步，降低人工輸入造成的信息錯誤等風險，同時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 實驗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)的每一個環(huán)節(jié)都投入了大量的研發(fā)精力，進行技術革新與升級，實現(xiàn)高度智能化，確保精液產(chǎn)品更加精確、安全、優(yōu)質(zhì)。