精液送入实验室后，实验室人员会进行双人核对，核对患者信息，确认无误后才开始进行精液标本优化处理。
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收集到的精液在精液处理室进行洗涤、优化处理。精液处理可以去除精浆、杂质，白细胞、死精子等，并使精子获能，优选出高质量精子，提高试管婴儿成功率。一般精子优化处理有密度梯度离心法、上游法、简单洗涤法等。
精液处理室
1.密度梯度离心法：适用于正常精液、精浆粘稠度高的精液。该方法精子的回收率高，结果稳定，有利于标准化，而且明显增加精子活力。将精液放置在不同密度梯度培养液的上方，依据成熟正常精子、非成熟非正常精子、非精子细胞的密度不同，将精液分层，去除死精、不活动精子，优选出成熟正常精子，活动精子能穿过梯度液在离心管底形成一个松软的沉淀团，便可以得到活力最强的那一群精子。
2.上游法：适用于正常精液。其回收精子质量较高，操作简便，但回收率相对较低，不适用处理精子活力低，精液粘稠度高或者液化不良的精液标本。操作是将液化的精液加入试管底部，加上培养液，利用精子有向上游到培养液面的运动能力，从表面收集到活力最强的精子。
3.简单洗涤法：适用于精子浓度极低、活力低的精液标本，或附睾及睾丸穿刺得到的精子。用精子洗涤液和精液充分混匀后直接离心，尽可能多的回收精子。
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第二代试管婴儿：指借助倒置显微镜人为优选一个精子注射到成熟卵子内帮助精卵受精的技术。适应于严重少、弱、畸精子，梗阻性无精子症，免疫性不孕，体外受精失败，精子顶体异常等患者。当精子不能自己钻入卵子时，实验室人员借助倒置显微系统，帮助精子进入卵子里，协助精子、卵子完成受精。
胚胎体外培养的环境主要包括胚胎培养液——胚胎需要的能量、营养物质；气体环境——模拟体内的低氧环境提高胚胎利用率和植入率；温度——研究表明36.5℃-36.9℃是人类胚胎培养的最佳温度。实验室一直保持在这个培养环境，所以无论什么季节做试管婴儿，都不会影响试管婴儿成功率。胚胎一般只在实验室培养3~6天就会被移植到助孕者的子宫里。
若有多余的胚胎或者暂时不适宜移植的，则会将胚胎进行玻璃化冷冻技术进行处理后，冷冻保存在-196℃液氮罐中，使得胚胎暂时处于休眠状态，等到需要移植时，则将胚胎进行解冻后移植即可。
