文│張小香 張士海 （北京市昌平區(qū)畜牧水產(chǎn)技術推廣站）

朱寬峰（北京田園奧瑞生物科技有限公司）

精液質量分析系統(tǒng)相比目測法具有客觀性強、分析指標多的優(yōu)點，正在逐漸替代目測法成為主要的精液質量檢測方法。但精液質量分析系統(tǒng)分析結果的準確性取決于分析系統(tǒng)本身設計的科學性，同時還有正確的使用方法。

檢測技術員常常提到精液質量分析系統(tǒng)分析結果偏高，尤其鮮精經(jīng)常出現(xiàn)95%以上的活力。實際上除了參數(shù)設置本身外，還有其他因素會導致這種結果，比如密度偏大同時精子活力較高。

一、精子密度和運動速率對精子碰撞頻率的影響

精子活力以及分級都是依據(jù)精子運動能力來判定的，而密度偏大時，精子之間距離過近，發(fā)生碰撞的概率增大，于是沒有活動能力的精子也被撞動，從而導致檢測結果偏高。雖然單個精子的運動有方向性，但從精液整體來看精子運動方向是隨機的，沒有方向性。為了便于分析，可以將精液簡化為“精子氣”，即由簡化的“精子球”組成的“氣體”，根據(jù)氣體分子碰撞相關理論，可以得出每個精子平均碰撞頻率為

根據(jù)以上公式，可以看到碰撞頻率與密度成正比，與精子平均運動速率成正比。

假設精子密度為1億/毫升，即n＝1014/立方米，精子有效直徑按豬精子的頭部寬度取d＝5微米=5×10-6米，速率取v＝10微米/秒（一些分析系統(tǒng)設定的慢速直線運動最低直線速度標準），代入上述公式，可以計算出Z＝0.11赫茲，即每個精子平均每秒會發(fā)生0.11次碰撞，意味著每100個精子每秒會發(fā)生11起碰撞。

根據(jù)上述公式計算v比較小時不同密度下精子碰撞頻率得到表1，從表1中可以看到只有精子平均速率和密度都很小時，才能使碰撞頻率降到0.05（統(tǒng)計上通常用作小概率事件的概率閾值）以下。

密度取0.2億～1億/毫升，平均速率取50～120微米/秒，經(jīng)過計算得到表2，可以看到即便密度低至0.2億/毫升（作為參考，豬鮮精國標有效精子密度為30億/80毫升＝0.375億/毫升）、速率在50億/毫升時，碰撞頻率依然高達0.11，而密度在0.8億～1億/毫升、平均速率達到90～120微米/秒時，碰撞頻率高達1以上，即每秒每

畜牧創(chuàng)新專欄個精子平均都會碰撞1次以上。

根據(jù)算法不同，不同的精液質量分析系統(tǒng)對精子碰撞的處理能力也不同，但若精子碰撞太頻繁，即使最先進的分析系統(tǒng)仍然無法避免大量精子軌跡出錯。

二、精子密度和運動速率對精子軌跡跟蹤的影響

此外，即使不考慮碰撞，精子密度過大或者速率過大其本身也會導致軌跡跟蹤出錯。因為分析系統(tǒng)都是從一幀幀圖像上最近相鄰目標來判定是否是同一個精子以及由此構建精子運動軌跡（圖1），若密度過大，則相鄰目標太多，導致錯配概率增大。運動速率過大則會導致幀間距離過大，使分析系統(tǒng)認為是不同的精子，從而引起誤判。這兩種情況下，由于目標不是始終在同一個地方，誤判的軌跡都不會是靜止的精子，因而導致運動精子比例升高。

由上述分析可以推斷，所有可以提高精子運動能力的措施，除了該措施本身的效益外，都能進一步提高表觀分析結果，如提高恒溫臺溫度到39℃甚至40℃。

◎圖1 精子運動軌跡示意圖

三、精子計數(shù)板計數(shù)室厚度對精子面密度的影響

檢測狀態(tài)和自由狀態(tài)還有一點區(qū)別，自由狀態(tài)的精子可向球面任何方向運動，而檢測狀態(tài)下由于蓋玻片或者精子計數(shù)板的限制，精子只能做二維平面運動，并且精子通常被限制為單層，此時的精子密度應該取面密度。相同精子密度時，不同厚度計數(shù)板的面密度不一樣，越厚的計數(shù)板精子面密度越大，市場上基本上只有10微米和20微米兩種規(guī)格（實際值由于加工精度會有偏離）的精子計數(shù)板，使用20微米計數(shù)板時，其精子碰撞概率是10微米計數(shù)板的2倍。因此，其他條件不變的情況下，單層時精子計數(shù)板計數(shù)室越厚，表觀分析結果越好。

表1 精子運動速率低時密度對精子碰撞頻率的影響

表2 精子密度較低時運動速率對精子碰撞頻率的影響