[发明专利]基于靶向区域辅助支撑的卵母细胞显微操作系统及方法

说明书

本发明公开了一种基于靶向区域辅助支撑的卵母细胞显微操作系统及方法，所述显微操作系统包括：真空吸附式悬浮细胞夹持装置，包括旋转平台、设于旋转平台上的螺旋电极、以及设于旋转平台上的真空泵，所述螺旋电极中心设有用于对卵母细胞进行真空吸附的操作区域，所述真空泵控制所述操作区域对卵母细胞进行真空吸附；卵母细胞靶向区域辅助支撑装置，用于对卵母细胞靶向区域透明带进行辅助支撑；压电超声卵母细胞显微操作装置，用于对卵母细胞进行辅助支撑后对卵母细胞的具体显微操作。本发明由于卵母细胞透明带靶向区域有了辅助支撑，透明带穿刺时可以精确定位，结合显微视觉技术，可以真正实现细胞内定点化操作。

技术领域

本发明涉及生物显微操作技术领域，特别是涉及一种基于靶向区域辅助支撑的卵母细胞显微操作系统及方法。

背景技术

卵母细胞包含重要的生物遗传信息，是生命孕育过程中最重要的细胞，因此，对卵母细胞的显微操作技术在生命科学研究与相关医学技术中一直占据着最重要的位置。针对卵母细胞不同发育阶段的不同靶向部位显微操作技术如转基因注射技术、卵胞浆内单精子显微注射(ICSI)技术、移植前基因诊断(PGD)技术、体细胞核移植技术等层出不穷。

现有的卵母细胞生物显微操作基本上是“一眼加双臂(一吸持臂一操作臂)”模式。这种双臂操作模式基本是一端利用吸持针或者细胞吸持平台进行细胞定位，另一端用高速运动或高速振动的毛细玻璃尖针对卵母细胞无约束的另一端进行穿刺卵母细胞透明带，然后抵达卵母细胞内特定部位如细胞核细胞质等进行特定操作如抽取或注射物质。

现有的卵母细胞生物显微操作模式的主要缺陷在于：

(1)定位精度差，虽然有大量的图像识别技术可以实现细胞内部结构分析得到最佳操作目标点，但前提是到达目标点前必须保证注射针穿越透明带这个障碍，而由于不同卵母细胞个体性差异，传统操作模式细胞破膜时刻和位置基本上是无法精确判定的。为了保证注射针穿越透明带障碍，针尖运动范围通常要超过目标点，这样对细胞内部结构肯定有损伤。而且，由于细胞大形变造成的图像畸变，在穿刺过程中，注射针位置也无法实时通过图像处理技术获取，只能按照预定位置走。

(2)细胞损伤大，传统细胞透明带穿刺过程中，由于细胞为超弹性体，因此要达到穿刺强度，细胞会有非常大的变形。传统卵母细胞显微操作模式大都把焦点汇聚到穿刺过程中对细胞透明带的损伤上，而忽略了对细胞高强度的挤压会对细胞内部结构如细胞骨架造成不可逆的伤害。无靶向区域透明带约束的压电显微注射技术确实可以实现传统显微操作模式下卵母细胞微形变穿刺，然而那是建立在加大超声能量的基础上，对细胞伤害又陷入了另一个误区。

因此，针对上述技术问题，有必要提供一种基于靶向区域辅助支撑的卵母细胞显微操作系统及方法。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种基于靶向区域辅助支撑的卵母细胞显微操作系统及方法。

为了实现上述目的，本发明一实施例提供的技术方案如下：

一种基于靶向区域辅助支撑的卵母细胞显微操作系统，所述显微操作系统包括：

真空吸附式悬浮细胞夹持装置，包括旋转平台、设于旋转平台上的螺旋电极、以及设于旋转平台上的真空泵，所述螺旋电极中心设有用于对卵母细胞进行真空吸附的操作区域，所述真空泵控制所述操作区域对卵母细胞进行真空吸附；

卵母细胞靶向区域辅助支撑装置，用于对卵母细胞靶向区域透明带进行辅助支撑；

压电超声卵母细胞显微操作装置，用于对卵母细胞进行辅助支撑后对卵母细胞的具体显微操作。

作为本发明的进一步改进，所述旋转平台包括基板及位于基板下方的细胞位姿调节芯片，所述基板和细胞位姿调节芯片之间形成有一真空腔，所述真空泵通过所述真空腔与操作区域相连通。

作为本发明的进一步改进，所述螺旋电极在旋转平台阵列分布。