延時成像+AI分析：精準預測綿羊胚胎發(fā)育潛力，提升體外受精成功率
無需侵入，一眼看穿胚胎未來
在畜牧業(yè)與保護性育種中，體外胚胎生產(chǎn)（IVP） 是提升遺傳進展和種群質(zhì)量的關(guān)鍵技術(shù)。然而，綿羊IVP的成功率一直不高：盡管受精卵的卵裂率可達86%，但最終能發(fā)育到囊胚階段的僅有約18.75%。
如何在不損傷胚胎的前提下，早期判斷其是否具有發(fā)育潛力，成為科研與產(chǎn)業(yè)界共同關(guān)注的焦點。
一、延時成像技術(shù)：活細胞成像的革命性優(yōu)勢
在這項發(fā)表于《Biology of Reproduction》的研究中，研究者采用了延時成像技術(shù)，對綿羊受精卵進行了長達8天的連續(xù)觀測。
�� 技術(shù)亮點：
- 每10分鐘自動拍攝一次，全程記錄胚胎發(fā)育過程；
- 胚胎始終處于穩(wěn)定培養(yǎng)環(huán)境中，無需取出觀察，避免溫度、氣體波動；
- 可精確判斷胚胎發(fā)育停滯的時間點，區(qū)分“正常發(fā)育”與“發(fā)育停滯”群體。
“活細胞成像”使得我們能夠在完全不干擾胚胎的情況下，獲取其動態(tài)發(fā)育信息，這是傳統(tǒng)形態(tài)學評估無法比擬的。
圖1.摘要圖
- 卵子采集與成熟
從屠宰場獲取綿羊卵巢，通過切割與篩洗方式收集卵母細胞，進行24小時體外成熟培養(yǎng)。 - 體外受精
使用新鮮公羊精液進行體外受精，共獲得37枚受精卵。 - 延時成像培養(yǎng)
使用延時成像系統(tǒng)，在8天內(nèi)每10分鐘拍攝一次，持續(xù)監(jiān)測胚胎發(fā)育情況。 - 圖像分析與算法識別
使用ImageProPlus®和自研算法r-Algo 2.0，對受精卵的細胞質(zhì)進行光紋理特征分析，包括：- 平均像素強度（MPI）
- 像素異質(zhì)性（MPH）
- 像素濃度（MPC）
- 模型驗證
通過與延時成像結(jié)果對比，評估算法預測胚胎發(fā)育潛力的靈敏度、特異性與預測值。
圖2.試驗大綱
圖3.流程圖，展示了應用于綿羊體外胚胎生產(chǎn)系統(tǒng)的r-Algo（2.0版）Python算法的關(guān)鍵特征與分析步驟
通過算法分析，研究團隊發(fā)現(xiàn)：
- 在特定像素范圍內(nèi)，未來能發(fā)育成囊胚的受精卵具有：
- 更高的像素強度
- 更低的像素異質(zhì)性
- 更高的像素濃度
圖4.通過延時成像技術(shù)監(jiān)測的綿羊胚胎（n=37）發(fā)育過程概述
四、延時成像技術(shù)價值與應用前景
- 提供了一種非侵入性、定量化的胚胎評估方法；
- 為研究早期胚胎發(fā)育的細胞生物學機制提供了新視角；
- 可擴展至其他物種（如牛、豬、人）的IVP體系。
- 提升胚胎篩選效率，降低無效培養(yǎng)成本；
- 助力優(yōu)質(zhì)種畜的快速繁殖與基因資源保護；
- 為開發(fā)自動化胚胎評估系統(tǒng)奠定基礎，推動IVP技術(shù)標準化與商業(yè)化。
五、康和達Celloger活細胞成像優(yōu)勢
- 卓越的圖像質(zhì)量，捕捉每一個關(guān)鍵細節(jié)
- 穩(wěn)定的長期活細胞培養(yǎng)，見證完整發(fā)育歷程
- 專為高通量設計，賦能規(guī)�；Y選
- 靈活的解決方案，適配多樣化的實驗模型
- 3D細胞專用分析模塊
Stitching大視野拼接：覆蓋96-384全孔細胞生長全過程
形態(tài)動力學分析：自動記錄分裂時間、單個3D細胞直徑、單個面積、偏心率、透明度等定量指標，自動生成生長曲線
Celloger多應用場景：
參考文獻
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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