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體外受精實驗

簡要描述:動物體外受精實驗(IVF) 指在人工模擬的體內環境中,使哺乳動物的精子和卵子完成受精過程的技術。受精后形成的胚胎可移植至受體子宮發育,所得后代稱“試管動物"(test-tube animal)。

  • 更新時間:2025-07-17
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詳細介紹

一、定義與技術原理

動物體外受精(IVF) 指在人工模擬的體內環境中,使哺乳動物的精子和卵子完成受精過程的技術。受精后形成的胚胎可移植至受體子宮發育,所得后代稱“試管動物"(test-tube animal)。
核心生物學原理

  1. 精子獲能(Capacitation)

    • 精子需去除表面“去能因子"(如糖蛋白),通過添加肝素、鈣離子或血清白蛋白誘導獲能,增強運動能力與穿透卵子能力。

    • 獲能過程依賴物種特異性條件(小鼠需30分鐘,豬需2–3小時)。

  2. 卵母細胞成熟(Oocyte Maturation)

    • 體內成熟卵子可直接使用;未成熟卵子需體外培養至MII期(第二次減數分裂中期)。

  3. 受精兼容性:人工環境需模擬輸卵管生理條件(溫度、pH、滲透壓、營養)以支持精卵結合。


二、標準化操作流程

1. 卵母細胞采集與處理

方法適用場景操作要點
超數排卵法實驗動物(小鼠、大鼠)注射FSH/LH激素誘導多排卵,從輸卵管采集成熟卵子
活體卵巢穿刺法小牲畜(牛、羊)臨床操作超聲或腹qiang鏡引導采集活體卵巢卵子
宰殺后卵巢采集法屠宰場資源利用取新鮮卵巢分離未成熟卵子,體外培養成熟

2. 精子采集與獲能

  • 采集:附睪穿刺或精液收集。

  • 獲能處理

    • 化學法:添加肝素(牛)、鈣離子載體(小鼠)。

    • 生物法:與含卵丘細胞的卵泡液共培養。

3. 體外受精

技術原理應用場景
共培養法精卵在培養液中自然結合常規IVF(牛、小鼠)
顯微注射法(ICSI)直接注入單個精子至卵胞質低活力精子或基因編輯動物

4. 胚胎培養與評估

  • 培養基:KSOM+AA(小鼠)、SOF(牛)、TALP系列(跨物種)。

  • 發育監測:形態學分級。

5. 胚胎移植或冷凍

  • 移植:同步受體發情周期,手術/非手術法植入子宮。

  • 冷凍保存:液氮(-196℃)長期儲存遺傳資源。


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