延时成像+AI分析：精准预测绵羊胚胎发育潜力，提升体外受精成功率
2026-04-15 来源:本站 点击次数:92
无需侵入，一眼看穿胚胎未来
在畜牧业与保护性育种中，体外胚胎生产（IVP） 是提升遗传进展和种群质量的关键技术。然而，绵羊IVP的成功率一直不高：尽管受精卵的卵裂率可达86%，但最终能发育到囊胚阶段的仅有约18.75%。
如何在不损伤胚胎的前提下，早期判断其是否具有发育潜力，成为科研与产业界共同关注的焦点。
一、延时成像技术：活细胞成像的革命性优势
在这项发表于《Biology of Reproduction》的研究中，研究者采用了延时成像技术，对绵羊受精卵进行了长达8天的连续观测。
�� 技术亮点：
- 每10分钟自动拍摄一次，全程记录胚胎发育过程；
- 胚胎始终处于稳定培养环境中，无需取出观察，避免温度、气体波动；
- 可精确判断胚胎发育停滞的时间点，区分“正常发育”与“发育停滞”群体。
“活细胞成像”使得我们能够在完全不干扰胚胎的情况下，获取其动态发育信息，这是传统形态学评估无法比拟的。
图1.摘要图
- 卵子采集与成熟
从屠宰场获取绵羊卵巢，通过切割与筛洗方式收集卵母细胞，进行24小时体外成熟培养。 - 体外受精
使用新鲜公羊精液进行体外受精，共获得37枚受精卵。 - 延时成像培养
使用延时成像系统，在8天内每10分钟拍摄一次，持续监测胚胎发育情况。 - 图像分析与算法识别
使用ImageProPlus®和自研算法r-Algo 2.0，对受精卵的细胞质进行光纹理特征分析，包括：- 平均像素强度（MPI）
- 像素异质性（MPH）
- 像素浓度（MPC）
- 模型验证
通过与延时成像结果对比，评估算法预测胚胎发育潜力的灵敏度、特异性与预测值。
图2.试验大纲
图3.流程图，展示了应用于绵羊体外胚胎生产系统的r-Algo（2.0版）Python算法的关键特征与分析步骤
通过算法分析，研究团队发现：
- 在特定像素范围内，未来能发育成囊胚的受精卵具有：
- 更高的像素强度
- 更低的像素异质性
- 更高的像素浓度
图4.通过延时成像技术监测的绵羊胚胎（n=37）发育过程概述
四、延时成像技术价值与应用前景
- 提供了一种非侵入性、定量化的胚胎评估方法；
- 为研究早期胚胎发育的细胞生物学机制提供了新视角；
- 可扩展至其他物种（如牛、猪、人）的IVP体系。
- 提升胚胎筛选效率，降低无效培养成本；
- 助力优质种畜的快速繁殖与基因资源保护；
- 为开发自动化胚胎评估系统奠定基础，推动IVP技术标准化与商业化。
五、康和达Celloger活细胞成像优势
- 卓越的图像质量，捕捉每一个关键细节
- 稳定的长期活细胞培养，见证完整发育历程
- 专为高通量设计，赋能规模化筛选
- 灵活的解决方案，适配多样化的实验模型
- 3D细胞专用分析模块
Stitching大视野拼接：覆盖96-384全孔细胞生长全过程
形态动力学分析：自动记录分裂时间、单个3D细胞直径、单个面积、偏心率、透明度等定量指标，自动生成生长曲线
Celloger多应用场景：
参考文献
Bartlewski, J. et al. (2025). Relationships of phototextural characteristics of ovine presumptive zygotes to their developmental potential in vitro. Biology of Reproduction, 113(4), 787–793.
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