[发明专利]用于生物材料的联合式培育和玻璃化的设备

说明书

本发明涉及用于有活力生物材料的联合式培育和玻璃化的设备，该设备包括外壳、一个或多个图像捕捉仪器、冷冻装置、一个或多个操控单元、移动装置和控制系统，其中，外壳包括一个或多个培养皿室，每个室适于容纳包含生物材料的培养皿，每个培养皿包括用于容纳生物材料的培养孔，图像捕捉仪器适于捕捉容纳于培养皿中的生物材料的图像，冷冻装置用于冷却生物材料且设置于冷冻区中，培养皿室和冷冻区共同界定操作区，每个操控单元包括配置为抓取和移动操作区中的元件和/或化学/生物材料的一个或多个机器人臂，移动装置配置为相对于培养皿移动图像捕捉仪器，控制系统配置为允许使用者输入待由设备执行的预定操作方案以及依照方案控制设备。

技术领域

本发明涉及体外受精领域。更具体而言，在第一方面，本发明涉及用于有活力生物材料的联合式培育和玻璃化的设备。第二方面，本发明涉及用于有活力生物材料的联合式培育和玻璃化的系统。第三方面，本发明涉及与按照本发明第一方面所述设备共同使用的培养皿。第四方面，本发明涉及分别按照第一、第二、第三方面所述的设备或系统或培养皿在有活力生物材料的培育和玻璃化中的用途。

发明背景

在最近的几十年中，体外受精(IVF)的发展已经获得了显著改进的方法和技术，从而实现出生率提高方面的成功率提高，这与源自这些技术的成功出生有关。

体外受精涉及从女性卵巢获取成熟卵子，用精子使卵子受精，在受控环境中培育受精卵，并随后将受精的并经过培育的卵子植入女性子宫。

众所周知，由于体外受精最常用于在自然方式受孕中遇到问题的女性或夫妇，从而指示夫妇中男方或女方或双方的生育能力有一定程度降低，并且由于体外受精技术涉及费用非常昂贵的操作，这些体外受精技术常常以寻求最佳效率的方式实施，特别是考虑到通常需要多次将受精卵植入女性子宫从而实现成功受孕。

因此，为了使体外受精技术有效，在从卵巢获得卵子之前，女性通常接受激素治疗。

这样的激素治疗会使女性卵巢不仅排出一个卵子，而是一次排出多个卵子。

然后，使这些卵子立即受孕和培育，或者将卵子在冷冻条件下保存，目的是在未来进行体外受精。然而，由于进行了激素治疗，必须经过一段时间后女性身体才能准备好接受受精卵。

已经开发出涉及卵子自身以及受精卵的冷冻保存的技术。

在生物样品(例如卵子或受精卵)的冷冻保存中，所遇到的挑战是避免由于生物样品中晶体形成而对生物样品产生机械损伤，晶体形成可能在物理上破坏生物样品中负责代谢的细胞器。

为了避免生物样品中的晶体形成，已发明出称为玻璃化的技术。因此，玻璃化涉及以一定方式制备有活力生物材料，使得生物材料的冷冻可以在冷冻时晶体形成不会发生或至少在有限的范围内发生。

玻璃化可以涉及用一种或多种“玻璃化液体”(也称为“冷冻保护剂”)来处理生物样品。可以涉及渗透作用，使得在冷冻步骤之前使水从生物样品排出。

用于受精和未受精的卵子的玻璃化的设备已被开发出来。WO 2014/106286 A1公开了用于诸如卵母细胞或胚胎的生物样品的玻璃化的设备和方法。其设备包括用于容纳托盘的室，托盘包括一个或多个分开的生物样品。托盘包括多个槽，每个夹子包括生物样品。托盘还包括多个小瓶，每个小瓶包括玻璃化液体。自动化装置提供移液管的自动化移动，目的在于通过向含有玻璃化液体的槽和从容纳玻璃化液体的槽添加和移出玻璃化液体来制备用于冷冻保存的生物样品。

向生物样品和从生物样品添加和移出玻璃化液体是依照预定流程和方案实施的。

将生物样品置于不同玻璃化液体后，通过自动地将盖设置于槽上而将容纳生物样品的槽自动密封，从而将生物样品与周围环境密封。随后，容纳一个或多个分别的生物样品的槽被手动浸没于容纳于容器的液态氮气中，该容器是设备的一部分，但是是设备可拆分的部件。