[发明专利]用于卵细胞体外受精和卵裂培养的自动化装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种细胞培养的装置，尤其涉及一种用于卵细胞体外受精和卵裂培养的自动化装置及方法。 

背景技术

人工辅助生殖技术在20世纪末期开发并应用于临床，21世纪初期在全球范围推广普及，技术开发人获得了全人类的褒扬。这一技术已经在世界范围推广普及，将继续为全体人类造福。 

人工辅助生殖，是工程技术和临床医学技术的结合。临床医学的发展解决了生殖细胞的来源(主要是特定发育阶段的人类卵母细胞来源、确认精子体外授精能力)问题，明确了妊娠的生理要素；工程技术解决了体外受精问题和受精卵体外培养过程模拟体内环境的问题。这一技术系列存在体外培养环境对体内环境模拟不完备的技术现实，以及在受精和培养过程中依赖人工操作和体外操作缓冲液体系统的问题，现在通用的IVF操作方法主要是培养箱外开放环境的手工操作，箱外操作脱离了培养环境，依赖缓冲液系统，依赖培养环境外的温度控制装置，而且高度依赖操作人的操作技术和责任心，必须人工操作，操作环境的保持依赖特定的操作规则和设备，工作过程不可追溯，无法标准化。 

IVF实验室序列培养操作流程简述如下(以第3日移植方式为例)：依据手术计划提前准备培养液；手术抽吸卵泡液，手术助手指示术者卵泡液容器(试管)是否需要更换，术者根据提示持续抽吸或者停止抽吸；卵泡液装入试管后，手术助手放入恒温试管架，更换新的试管容器，重复前述过程，直到术者结束抽吸，完成手术；实验室操作人将包含卵丘复合物的卵泡液取出，完整转移入捡卵容器，在低倍体视显微镜协助下快速识别卵丘细胞复合物，手工转移入缓 冲液体(缓冲液容器置放在恒温平台之上)，手工冲洗后移入授精培养液(授精培养液容器放置在恒温平台之上)，转移到培养箱环境，在规定的时间加入精子液滴(培养箱外)，培养箱内完成授精后在规定的时间手工脱除颗粒细胞(培养箱外)，在培养箱外快速转移受精卵到卵裂培养液，在规定的时间完成移植或冻融保存，也可以继续培养到囊胚状态后移植或冻融；如果操作人决定进行卵胞浆内单精子显微注射授精，实验室操作人须制作缓冲液液滴系统，准备授精培养皿，在具有恒温平台装置的倒置显微镜下完成显微注射授精，然后将授精后的细胞手工转移入培养皿(授精培养液滴)，置入培养箱内，继续培养。 

这一工作体系中，培养液滴在开放环境和培养箱内人工环境多次转移，目标细胞也在不同的液体环境中多次转移，细胞转移依赖操作人手工完成(使用手持吸管工具手工操作单细胞，需严格避免气泡产生等操作失误)，培养环境不连续，也容易出现细胞丢失和损伤；这一工作体系中，细胞培养环境无法标准化，任意两组细胞操作过程不能严格比较，任意两组培养过程不能严格比较，操作过程无法监控，只能从移植结果上判断操作是否成功。 

目前的工作规则下，临床生殖实验室胚胎培养和临床移植的成功率与胚胎操作人的熟练程度和责任心直接相关，和实验室的管理行为直接相关，这是各临床生殖医学单位和操作员的最终种植成功率表现出显著差异的重要原因。合格的实验室操作人，需要严格的操作培训和长期、大量的练习，这一要求制约了IVF技术的进一步普及，并造成了社会资源的大量浪费。 

发明内容

本发明的目的是提供一种用于卵细胞体外受精和卵裂培养的自动化装置，模拟人类卵细胞授精和受精卵早期发育过程的环境，可以实现从卵丘复合物自动获取、培养液滴加入精子悬液、卵丘复合物脱颗粒、培养液滴成分自动控制、囊胚的全程受控培养、包含胚胎的培养液滴无残留完整转移。 

本发明实施例提供了一种用于卵细胞体外受精和卵裂培养的自动化装置， 

包括自动联通式分区组合培养箱、置于培养箱外的中央控制器和卵细胞自动识别分选装置； 

所述自动联通式分区组合培养箱在不同的分区中设有对卵细胞液滴进行受精及卵裂培养过程中的不同阶段的操作模式装置，且每个分区通过自动气密门来实现连通/隔开；所述自动联通式分区组合培养箱内设有用于承载卵细胞液滴的培养载体以及带动所述培养载体往返于各个分区的培养载体驱动装置； 

所述卵细胞自动识别分选装置、不同阶段的操作模式装置、自动气密门以及培养载体驱动装置均与所述中央控制器连接，以接收对应的控制指令； 

所述卵细胞自动识别分选装置根据接收的控制指令，对带有卵细胞的卵泡原液进行识别和分选后，输出卵细胞液滴至所述自动联通式分区组合培养箱内的培养载体上；在所述自动气密门根据控制指令打开时，所述培养载体驱动装置根据控制指令带动所述培养载体往返于所述自动联通式分区组合培养的各个分区之间，从而使所述培养载体上的卵细胞液滴进入各个分区以进行对应的操作模式。