[发明专利]用于培养样品发育监测的装置，方法和系统

说明书

相关申请

本申请要求于2013年3月1日提交的，格尼亚有限公司的，题为“用于培养样品发育监测的方法和系统”的澳大利亚临时专利申请第2013900700号和于2013年10月11日提交的，格尼亚有限公司的，也题为“用于培养样品发育监测的方法和系统”的澳大利亚临时专利申请第2013903928号的优先权，而且其说明书通过引用整体并入本文并且用于所有目的。

发明领域

本发明涉及测试和评价生物样品的领域。下文关于生物样品的成像和评价描述本发明将是方便的，尤其是关于成像和评价位于培养空间中的接合子(zygote)、胚胎、卵母细胞和干细胞，然而应当理解本发明不只限于该用途。例如，本发明还用于在胚胎发育过程中为孵育提供最佳和安全的培养条件。

背景技术

在本说明书中使用的单数形式的词“发明人”可以用于指本发明的一个(单数)发明人或多于一个的(多个)发明人。

应当理解的是，本说明书中的文件、设备、行为或知识的任何讨论都被包括以解释本发明的上下文。另外，整个说明书的讨论都是由于发明人的实施和/或发明人对某些相关技术问题的识别而产生。此外，本说明书中的诸如文件，设备，行为或知识的材料的任何讨论都被包括以依照发明人的知识和经验来解释本发明的上下文，因此，任何这种讨论都不应该认为是承认任何这种材料形成在本文的公开内容和权利要求的优先权日当天或者之前的现有技术基础或者澳大利亚或其他地方的相关领域中的公知常识的一部分。

辅助生殖技术(ART)作为辅助生殖的手段在发达国家变得越来越重要。背景是在1981年引入到美国之后，2010年美国进行了大约150,000个ART周期，导致47,090例婴儿安全出生和产生61,564名婴儿。虽然与潜在需求相比，ART的使用仍然比较少见，然而在过去的十年中使用大大增加，从而设想如今在美国每年出生的所有婴儿中的1％利用体外受精(IVF)，而在其他国家是2-4％。在这方面，还引用了美国政府的疾病控制和预防中心的最近的网络文章(http://www.cdc.gov/art)。

IVF涉及妇女的卵巢的激素刺激以便成熟多个卵子，将所述卵子移除，在实验室中受精，培养2至6天，然后转移回她的子宫妊娠。受精的第一天，已复制其染色体和发生细胞裂解两次并在早期的第二天达到4-细胞期，以及在早期的第3天达到8-细胞期的卵子与复制其染色体并只发生细胞裂解一次以及在第2天达到2-细胞期和在第3天达到4-细胞期的卵子相比，更有可能产生后代。表现出广泛接受的胚胎生存能力和带来后续的成功妊娠结果(尽管有患者特殊因素)的胚胎发育模式是适当和及时的，即，细胞分裂以正常的方式并在合适的时间发生。

对于早期人类胚胎发育的基本途径和事件了解很少，包括可能有助于预测发育的成功或失败的因素。因此，为了增加通过IVF怀孕的几率，往往将多个胚胎转移到子宫，尽管可能导致证据充分的不良结果(例如，参见Pinborg2005¹)。

作为对这个问题的响应，许多IVF方案延伸胚胎培养至第5或6天以转移单个囊胚。这种做法对于36岁以下的女性而言，成功地减少了多胎妊娠的风险，同时产生每个转移胚胎的更高的着床/妊娠率。但是许多患者的受精卵不在培养基中形成囊胚。此外，充分研究的小鼠胚胎模型表明，在4-细胞期和16-细胞期之间在体内发生的快速卵裂率在现有的培养条件下在体外不能重现。由于囊胚形成在受精后以限定间隔开始，独立于细胞分裂的数量，在体内发育的小鼠胚胎与在培养基中发育的胚胎相比，在囊胚阶段具有多于两倍的细胞。如果这种情况与人类胚胎相同，那么延长培养可能导致囊胚具有较少的细胞可以用于形成胎儿-对于一些IVF婴儿据报告具有低出生体重的可能解释(Kiessling等人，1991)。

IVF程序所需的卵母细胞经阴道超声引导针吸取出。可以取出1至超过40个卵母细胞，但是通常是10至20个。然后将卵母细胞放置在基于人输卵管液的培养基中并且在37℃下培养。然后，通常将10万至约20万个精子加入到小滴介质中的卵母细胞中，或者使用胞质内注射(ICSI)将单个精子直接注射到卵母细胞。12至20个小时之后，可以通过指示受精已经发生的得自父亲(来自精子)和得自母亲(来自卵子)的原核的存在记录受精。受精率可在0至100％之间变化，但平均约为6-70％受精是正常的。随后选择具有“最好的”形态学级别的胚胎用于转移。