[发明专利]用于监测和/或培养显微对象的设备、系统和方法

说明书

本申请是申请日为2008年6月27日、申请号为200880104570.8、发明名称为“用于监测和/或培养显微对象的设备、系统和方法”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种用于执行显微对象的监测和/或培养的设备、系统和方法。显微对象特别是诸如细菌这样的显微生物和细胞培养物，例如诸如组织样本和胚胎这样的培养对象，在胚胎发育期间提供最佳和安全的培养条件和通过方便自动数字成像和时滞显微镜检查的胚胎操作便于选择最佳胚胎用于体外受精（IVF）。

背景技术

为了显微镜检查手动定位小对象是耗时的。寻找对象、将它居中地放置在视野中并且聚焦于关心特征占用了与临床显微镜检查有关的工作负荷的很大部分。一种特别关心的情况是作为标准IVF处理的一部分的卵母细胞和胚胎的显微镜检查，其中胚胎在带有限定温度、大气压和PH的安全培育箱环境外部的操作是必须被最小化的重要因素。自动系统是已知的，其能够通过找出认为关心对象所处的预定X-Y-Z坐标有效地重定位对象。然而，获得指定对象的正确坐标的初始任务非常耗时。如果对象运动和图像采集是自动的，它通常意味着网格图案中采集连续图像并且在拼图中将这些拼合在一起以允许搜索算法或操作者找到关心对象。备选地它涉及帮助操作者手动地定位对象和记录坐标。

尽管通常有可能将较大对象定位在它们保持不动的预定点，对于液体介质中显微尺寸的对象这变得愈加困难。一个特别关心的例子是早期人类胚胎，其直径仅仅大约为1/8mm（大约120μm），密度略高于它们的生长介质。将胚胎精确地定位在介质小滴中是困难的，并且操作容易扰乱它们的位置。

显微对象的准确定位在许多应用中通常是所关心的。然而，当使用胚胎移植（ET）技术例如IVF（体外受精）和相关技术时，这涉及在再植入选定胚胎之前将发育胚胎在体外培养数天时间。即使在理想的生长条件下，也需要选择标准作为工具来选择活性最好的胚胎用于再植入。为了确定胚胎的移植适合性，胚胎的活性是重要参数。在实践方面，显微镜检查的精确定位是在操作之后评价胚胎的活性的先决条件。在实践中，胚胎评估或多或少地被局限为基于形态学标准的主观分级。胚胎的呼吸率可以证明是客观活性指标的良好候选。所以，需要一种允许形态学评估和/或可能以个体胚胎呼吸率的测量作为胚胎活性的量度的快速、简单和无扰方法、系统和设备。

WO 01 02539描述了一种孔中孔（WOW）方法以在显微镜载玻片中提供个体细胞培养物，其所声称的优点是提供在较大体积孔中的小体积孔以允许每个个体胚胎的更好培养环境。

然而，包括所述WOW的显微镜载玻片的手动和/或自动操作已被证明是耗时和困难的，原因是实践证明难以将胚胎或其他细胞培养物插入较小体积孔中。此外如果想要在载玻片上提供一个以上的WOW，则可能有一个WOW污染另一个WOW的风险，这对于细胞生长是有害的。一个问题特别在于如果一个细胞培养物遭受溶解或其他发育问题，从一个孔到另一个孔的细胞溶解液的污染或扩散会传播这样的问题。

例如包括用于培养目的的至少一个WOW的已知显微镜载玻片的另一个问题是如何保持用于发育所述活体细胞培养物的稳定环境，即保持相对稳定的预定温度、稳定的气体组成、足量的培养介质、所需的湿度，并且减小受到周围环境污染的风险并降低其他环境影响。

此外，尽管由于可以在所述载玻片内实现沿x，y和z方向设置的相对确定坐标的事实可以使用WOW设备提供个体对象的更精确定位；考虑到上述操作问题，WOW设备的使用会减小操作时间，但不明显，并且它不会防止相互和外部污染。

当应用于胚胎活性评价时，根据该系统的显微镜检查方法、设备和系统应提供如所述的以下关键要素（参见“In vitro assessment of embryo viability”，Theriogenology 45:3-16 1996）：1）同时进行多个个体胚胎的客观测量的能力，2）测量个体胚胎/卵母细胞的灵敏度和分辨率，3）快速评估，即-30分钟或以下，4）活性测试必须是无扰的并且理想地是无创的，5）技术简单和用户友好，6）获得和操作时的成本小。

基于以上背景本发明的一个目的是提供一种在开头所述类型的方法、设备和系统，其减少已知方法、设备和系统的上述缺点。

发明内容

本发明的目的是培养显微生物以在培育期间提供合适的、稳定的生存条件并且附带地便于操作、观察和维护。本发明大大便于将显微对象放置在可以进行常规检查、操作和/或自动成像的预定点。

根据如本文所述的本发明的各种方面的方法、设备和/或系统满足了上述目的。