乳牛人工授精(Artificial insemination，AI)是現今動物繁殖技術中最普遍使用方法之一，其採集公牛新鮮精液經檢驗及稀釋處理後，或以購買國外進口冷凍精液經解凍後，注入至母牛之生殖道內，以達到與自然交配同樣繁殖目的的一種技術。而目前臺灣多使用國外進口之冷凍精液佔大多數(90%以上)，其可以透過生產性能佳之種原來改善農民收入和牛乳之品質。其乳牛人工授精優點：1)使用之種公牛精液，因經過嚴格的選拔，因此後代乳牛之產乳量、乳質及體型之改良效果較快。2)可以避免因自然交配引起的性病感染。3)應用人工授精，必須配合完整的配種記錄，因此對牧場管理有益。4)因精液價格合理，酪農可視本身之條件及需要，選用最適公牛，故其經濟效益最大。5)可以免除飼養公牛之危險性。

圖一、為精子的結構及精子頭帽完整性。

　　一般精液運輸與儲存最常保存液態氮中，此液體能使精液麥管保持在-196℃之溫度中，增加精子的保存時間。亦有學者提出精液保存於液態氮中，會隨意保存的時間越長，麥管內之精子存活率及活力逐漸降低。但影響液態氮桶內貯存的精液麥管因素很多，包括：液態氮桶內液態氮安全保存含量、液態氮桶擺放之環境(避免過高的存放環境)及取出精液麥管的時間等，皆可能會影響液態氮桶內精液麥管保存情形。在大多數歐美酪農業發達的國家，他們訓練酪農自液態氮桶中取出精液麥管的時間不超過8秒，有些技術純熟者則以5秒快速自液態氮桶中取出精液麥管解凍為原則，而以最經驗豐富的專業人工授精技術人員訓練則以3秒為主。已有研究證實，自液態氮桶取出時間越長，麥管內之精子頭帽受損越嚴重，雖然在解凍過程精液麥管暴露於環境溫度時間很短，但可能導致麥管內的溫度變化很大。這些溫度變化通常不足以解凍麥管的內容物，但會造成精子不可逆轉的損傷，尤其可能使麥管中之精子受孕率降低及精子頭帽的受損，甚至精子內DNA(去氧核醣核酸，deoxyribonucleic acid)的受損。為避免麥管過度暴露於室溫中引起的損害，應遵循3、5、8秒規則做法。這一規則在酪農產業發展中國家並沒有被實際遵循的很好，在發達國家甚至是普遍不受注意的。一項研究統計，美國解凍冷凍精液處理不善導致精液生育力下降了9％。這個問題在酪農產業發展中國家可能會更糟，主要是因為在人工授精訓練中精液解凍此部分不太嚴謹，這意味著無意中不當的精液解凍導致懷孕下降之問題仍被忽視，這對農民和人工授精項目都會造成後續嚴重不良的結果。

　　在美國IV實驗室(Intellectual Ventures Laboratory)進行冷凍精液解凍過程中，使冷凍麥管暴露於不同室溫溫度，並持續0.25、0.5及0.75分，觀察解凍後精子頂體完整性的百分比之結果。結果顯示冷凍麥管與室溫暴露的時間越長及室溫溫度越高，精子頂體完整性越低，如圖二所示。

　　如何解決這個問題？若要取出精液麥管進行解凍授精，重要的是盡可能地保持容器內的氮氣充足。以往筆者在實驗室解凍精液的習慣是先將液態氮加滿，至少是液態氮桶頸口之一半，由肉眼可看到液面，此時再將桶架取出以方面查看公牛編號取出麥管。因為當提高冷凍架並舉起鋁架取出麥管時，其他的麥管溫度會升高，若在滿的液態氮桶中，麥管中的溫度未達到精子受損的程度。然而，在氮含量低的液態氮桶中，麥管較容易受到溫度的損害，如果反復提升冷凍架或鋁架，以獲得更多的麥管，則桶內的未使用的麥管之精液容易造受溫度變化，使麥管中之精子受到損傷，因為液態氮桶之頂部的溫度會逐漸升高(如圖三所示)。此方法雖較繁複，但能確保精液避免受環境溫度影響過大。

　　精液保存及解凍條件操作注意事項