乳牛群之發情（Estrus）偵測和懷孕早期診斷是酪農朋友們最常面臨之兩大繁殖管理問題。近十年來，在英國的酪農已成功應用牛乳中助孕素濃度的分析結果，並把它當成一種輔助工具將上述兩大問題將降低至最小，然而目前使用此種方法之酪農卻不到10%。

二、助孕素（Progesteron）

　　母牛發情期時，卵巢濾泡成熟破裂後排卵的部位為黃體（Corpus luteum，CL）成熟發育之位置，黃體會產生一種維持牛隻懷孕的荷爾蒙─助孕素（Progesteron，P4），黃體製造的助孕素被分泌進入血液循環中，隨後經由乳組織微血管進入牛乳裡。

　　牛乳中所含的P4濃度比血液中所含的P4濃度還高，它們之間具有非常高的關聯性，因此，牛乳中的P4濃度是一個可被應用於監測卵巢活性與繁殖週期的精準方法。

　　有正常發情周期的一頭母牛，於發情期時，血液中及牛乳中的P4濃度相對的會較低，隨後才會慢慢增加。在發情周期的第17天或第18天時，當新的濾泡發育時，P4濃度會下降，然而母牛懷孕時，於發情周期第17天或第18天時P4濃度不會下降，反而會維持於高濃度的狀態。

三、發情偵測（Estrous Detection）

　　發情偵測對酪農來說，是一件非常折磨人的事情。約有50%的酪農戶未制定發情偵測計畫，因此，他們有可能不會去重視這個問題，甚至有發情偵測計畫之酪農也可能沒有很精準地去完成。高達20%的牛隻於不適當的時間進行人工授精，大大地降低人工授精的成功率。如圖2，編號526-H之母牛，於分娩後第96進行配種，但10天後，根據牛乳中P4濃度之推算，該頭母牛正處於發情狀態。

　　而利用牛乳中P4濃度去加強提高發情偵測是可以被運用於未懷孕之母牛，而且母牛體內P4濃度是卵巢活性的絕佳指標。當一頭母牛之牛乳中具有高濃度P4時，該母牛很可能擁有一個很完整的黃體，並處於非發情狀態。例如圖2，編號468-H之母牛，於第50天時，被檢測到具有高濃度的P4。

　　如果一頭母牛之牛乳中P4濃度低，其可能處在發情期，或剛發情結束，或是無發情周期。圖2中，編號448-H之母牛，於第30天時，其P4濃度低，是因為其缺乏卵巢活性而引起的。相對地，編號464-H之母牛，於第45天時，被觀察到有很低的P4，是由於黃體退化所致，而且該母牛正要進入發情期，事實上，這頭母牛於第46天時已進行配種。

　　牛乳中P4也可被利用於偵測沒有被觀察到的發情期。例如，編號464-H之母牛（圖2），於第70天時，P4濃度低，然而，在這期間卻沒有發情周期被觀察到。

　　以牛乳中P4濃度偵測發情期之方法最主要的限制在於：需要有充分地提供一個清楚的荷爾蒙數據的採樣樣本數量。牛乳中P4的檢測不能替代正規的目視觀察，但可以做為發情偵測的輔助方法。

四、早期懷孕偵測（Early Pregnancy Detection）

　　牛乳中P4的測量最常使用於乳牛早期懷孕偵測。牛乳中P4在人工授精後第21天到第23天被檢測。雖然大多數沒有被配種也沒有懷孕的母牛會表現出發情的徵候，但是，還是有許多母牛卻不會正常表現出發情的徵候。發情期缺乏是否是因為牛的問題或是人的問題而造成的，我們並不清楚，所以，測量牛乳中P4濃度的方法對於在人工授精後第20-23天沒有發情徵候的牛隻是有幫助的，懷孕牛隻的牛乳中會有高濃度的P4。例如編號468-H之母牛，在配種後第21天被觀察到高濃度的P4數值，表示這是一個成功的人工授精。而一頭低濃度P4數值的牛隻，則表示沒有懷孕而且正要進入或是過了一點點正常的發情周期，或是沒有發情周期。因此，酪農可以從中確認沒有發情的牛隻，並且可緊密注意他們的繁殖性能。

　　牛乳中P4或許也可被運用於確認真正的〝問題〞牛隻。造成牛隻低繁殖力的因素很多，包括胚胎死亡（圖2，編號526-H之母牛，持續性高P4濃度緊接著低P4濃度）、黃體囊腫（圖2，編號468-H之母牛，持續性高P4濃度、沒有懷孕）、子宮炎（中到高P4濃度，沒有懷孕）和乏情期（圖2，編號448-H之母牛，低P4濃度），這些問題的早期偵測與確認，可幫助並避免掉那些未被診斷及未被治療的低繁殖力牛所造成之相關金錢損失。在獸醫與酪農之間，P4知識的密切訊息交流可以使牛乳中P4濃度成為一個有價值的診斷工具。

五、步驟（Procedure）

　　獲得乳樣的步驟是簡單的，研究顯示於擠乳末時採集牛乳樣品可提供精確的P4濃度，另可採用手工擠乳的方式採樣，或由乳量計來採樣，然而，前乳之採樣則不被建議，因為前乳之乳脂含量具有高度變異性會導致P4值檢出的不準確。

　　應用於懷孕檢測，採樣的時間點是非常重要的，於配種後第21至24天之間進行採樣，第23天或第24天採樣的主要優點是：沒有懷孕的牛會在第21天或22天回復發情，只有沒表現發情的牛在第23天或第24天進行採樣。

　　應用於發情偵測則比懷孕檢測更耗時且冗長乏味，傳統上，使用P4進行發情偵測，主要是針對〝問題牛〞，這些牛每3天採樣一次並紀錄P4值，此種採樣方式的好處是母牛的卵巢活性可以被辨識出來。但也有其缺點，第一個缺點就是處理大量檢體會耗掉高額之P4分析費與人力費。第二個缺點是用來分析乳中P4的樣品只能經由獸醫去採樣。

　　採樣瓶內含化學藥品重鉻酸鉀（potassium dichromate）以保存牛乳，此化學藥品不會影響乳中P4濃度，一旦乳樣收集至採樣瓶，需儘快冷藏，並可累積到一定數目再寄送出去，冷藏最大的貯藏期限大約是10日。

　　一旦獲得P4分析之結果，P4 值應該小心地被評估。在正常情況下，高P4值（大於3 ng/ml）表示母牛不是懷孕就是還處於發情週期的中期；中間值（1-3ng/ml）表示懷孕是不確定的；低值（小於1 ng/ml）表示母牛沒有懷孕，而且不是接近發情期或正處在發情不然就是沒有發情週期。有趣地，這些P4的相關值不會因牛之品種不同而有所異，因此，這些相關值對娟姍牛（Jersey）、埃爾夏牛（Ayrshire）或荷蘭牛（Holstein）都相同。

　　在田間或是實驗室檢測的準確度都是很高的。低P4值具有95~100%準確度推估母牛沒有懷孕，中P4值則具93%準確度診斷母牛未孕，高P4值有80%準確度判定母牛已懷孕。

　　然而，酪農必須了解此測試方法有一些相關的誤差，此誤差是由於母牛的胚胎死亡率、子宮蓄膿、急性乳房炎等有關，乳中P4分析的診斷能力會受到乳房炎之影響，甚至母牛已懷孕，但是從患有乳房炎的牛乳中會檢測出低P4值。

　　酪農採樣錯誤：可能和貧乏的發情觀察與配種、看錯牛隻編號或是採錯樣品，然而，適當的預防可以避免大多數的人為疏失。

　　牛乳P4分析系統並不是萬靈丹。然而，此系統具有顯著的優點，包括樣品取得容易，早期懷孕診斷及支援繁殖障礙的診斷，除此之外，牧場獸醫師將會發現此檢測方法對特別的母牛可以提供額外的訊息。然而，這系統仍有許多限制，這些限制包括錯誤的結果、採樣的關鍵時間點以及或許有以牛乳P4分析去取代獸醫例行性工作的趨勢。

六、新視野（New Horizon）

　　更快速分析牛乳中P4的新步驟正在被測試進行中，現在大部分的實驗室採用高種靈敏度的放射線免疫分析法（radioimmunoassay，RIA）來檢測P4值。這種系統最大的缺點是昂貴以及需要非常高科技之先進設備。

　　近來，美國及英國有很多實驗室已經發展並測試新的簡化分析法，稱之為酵素免疫分析法（enzyme immunoassays，EIA），美國華盛頓州的研究人員證明EIA所得之結果與RIA相近。EIA最大的好處是它可能透過受過專業訓練的技術人員在〝農場〞中就被完成，而且深具潛能。P4之EIA最近在愛爾蘭已被變成商品化的產品。

　　應用於乳業，牛乳中P4檢測之好處是在配種後21-24天有能力去診斷懷孕或未懷孕，在這種情況下，21天前配種的母牛被判定未懷孕，牠可以及早被再次配種或是得到特別的醫療與照顧。牛乳中P4的另一最大好處則是會有更多的母牛具有最佳的分娩間距（胎距）。