專利名稱：用于監(jiān)測和/或培養(yǎng)顯微對(duì)象的設(shè)備、系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于執(zhí)行顯微對(duì)象的監(jiān)測和/或培養(yǎng)的設(shè)備、系統(tǒng)和方法。顯微 對(duì)象特別是諸如細(xì)菌這樣的顯微生物和細(xì)胞培養(yǎng)物，例如諸如組織樣本和胚胎這樣的培養(yǎng) 對(duì)象，在胚胎發(fā)育期間提供最佳和安全的培養(yǎng)條件和通過方便自動(dòng)數(shù)字成像和時(shí)滯顯微鏡 檢查的胚胎操作便于選擇最佳胚胎用于體外受精(IVF)。
背景技術(shù)：
為了顯微鏡檢查手動(dòng)定位小對(duì)象是耗時(shí)的。尋找對(duì)象、將它居中地放置在視野中 并且聚焦于關(guān)心特征占用了與臨床顯微鏡檢查有關(guān)的工作負(fù)荷的很大部分。一種特別關(guān)心 的情況是作為標(biāo)準(zhǔn)IVF處理的一部分的卵母細(xì)胞和胚胎的顯微鏡檢查，其中胚胎在帶有限 定溫度、大氣壓和PH的安全培育箱環(huán)境外部的操作是必須被最小化的重要因素。自動(dòng)系統(tǒng) 是已知的，其能夠通過找出認(rèn)為關(guān)心對(duì)象所處的預(yù)定X-Y-Z坐標(biāo)有效地重定位對(duì)象。然而， 獲得指定對(duì)象的正確坐標(biāo)的初始任務(wù)非常耗時(shí)。如果對(duì)象運(yùn)動(dòng)和圖像采集是自動(dòng)的，它通 常意味著網(wǎng)格圖案中采集連續(xù)圖像并且在拼圖中將這些拼合在一起以允許搜索算法或操 作者找到關(guān)心對(duì)象。備選地它涉及幫助操作者手動(dòng)地定位對(duì)象和記錄坐標(biāo)。盡管通常有可能將較大對(duì)象定位在它們保持不動(dòng)的預(yù)定點(diǎn)，對(duì)于液體介質(zhì)中顯微 尺寸的對(duì)象這變得愈加困難。一個(gè)特別關(guān)心的例子是早期人類胚胎，其直徑僅僅大約為 l/8mm(大約120 μ m)，密度略高于它們的生長介質(zhì)。將胚胎精確地定位在介質(zhì)小滴中是困 難的，并且操作容易擾亂它們的位置。顯微對(duì)象的準(zhǔn)確定位在許多應(yīng)用中通常是所關(guān)心的。然而，當(dāng)使用胚胎移植(ET) 技術(shù)例如IVF(體外受精)和相關(guān)技術(shù)時(shí)，這涉及在再植入選定胚胎之前將發(fā)育胚胎在體外 培養(yǎng)數(shù)天時(shí)間。即使在理想的生長條件下，也需要選擇標(biāo)準(zhǔn)作為工具來選擇活性最好的胚 胎用于再植入。為了確定胚胎的移植適合性，胚胎的活性是重要參數(shù)。在實(shí)踐方面，顯微鏡 檢查的精確定位是在操作之后評(píng)價(jià)胚胎的活性的先決條件。在實(shí)踐中，胚胎評(píng)估或多或少 地被局限為基于形態(tài)學(xué)標(biāo)準(zhǔn)的主觀分級(jí)。胚胎的呼吸率可以證明是客觀活性指標(biāo)的良好候 選。所以，需要一種允許形態(tài)學(xué)評(píng)估和/或可能以個(gè)體胚胎呼吸率的測量作為胚胎活性的 量度的快速、簡單和無擾方法、系統(tǒng)和設(shè)備。WO 01 02539描述了一種孔中孔(WOW)方法以在顯微鏡載玻片中提供個(gè)體細(xì)胞培 養(yǎng)物，其所聲稱的優(yōu)點(diǎn)是提供在較大體積孔中的小體積孔以允許每個(gè)個(gè)體胚胎的更好培養(yǎng) 環(huán)境。然而，包括所述WOW的顯微鏡載玻片的手動(dòng)和/或自動(dòng)操作已被證明是耗時(shí)和困 難的，原因是實(shí)踐證明難以將胚胎或其他細(xì)胞培養(yǎng)物插入較小體積孔中。此外如果想要在 載玻片上提供一個(gè)以上的W0W，則可能有一個(gè)WOW污染另一個(gè)WOW的風(fēng)險(xiǎn)，這對(duì)于細(xì)胞生長 是有害的。一個(gè)問題特別在于如果一個(gè)細(xì)胞培養(yǎng)物遭受溶解或其他發(fā)育問題，從一個(gè)孔到 另一個(gè)孔的細(xì)胞溶解液的污染或擴(kuò)散會(huì)傳播這樣的問題。例如包括用于培養(yǎng)目的的至少一個(gè)WOW的已知顯微鏡載玻片的另一個(gè)問題是如何保持用于發(fā)育所述活體細(xì)胞培養(yǎng)物的穩(wěn)定環(huán)境，即保持相對(duì)穩(wěn)定的預(yù)定溫度、穩(wěn)定的氣 體組成、足量的培養(yǎng)介質(zhì)、所需的濕度，并且減小受到周圍環(huán)境污染的風(fēng)險(xiǎn)并降低其他環(huán)境影響。
此外，盡管由于可以在所述載玻片內(nèi)實(shí)現(xiàn)沿χ，y和ζ方向設(shè)置的相對(duì)確定坐標(biāo)的 事實(shí)可以使用WOW設(shè)備提供個(gè)體對(duì)象的更精確定位；考慮到上述操作問題，WOW設(shè)備的使用 會(huì)減小操作時(shí)間，但不明顯，并且它不會(huì)防止相互和外部污染。當(dāng)應(yīng)用于胚胎活性評(píng)價(jià)時(shí)， 根據(jù)該系統(tǒng)的顯微鏡檢查方法、設(shè)備和系統(tǒng)應(yīng)提供如OverstrSm 1996所述的以下關(guān)鍵要素 (參見"In vitro assessment of embryoviability，，，Ther iogenology 45:3-161996) 1)同時(shí)進(jìn)行多個(gè)個(gè)體胚胎的客觀測量的能力，2)測量個(gè)體胚胎/卵母細(xì)胞的靈敏度和分辨 率，3)快速評(píng)估，即 30分鐘或以下，4)活性測試必須是無擾的并且理想地是無創(chuàng)的，5)技 術(shù)簡單和用戶友好，6)獲得和操作時(shí)的成本小。基于以上背景本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種在開頭所述類型的方法、設(shè)備和系 統(tǒng)，其減少已知方法、設(shè)備和系統(tǒng)的上述缺點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是培養(yǎng)顯微生物以在培育期間提供合適的、穩(wěn)定的生存條件并且附 帶地便于操作、觀察和維護(hù)。本發(fā)明大大便于將顯微對(duì)象放置在可以進(jìn)行常規(guī)檢查、操作和 /或自動(dòng)成像的預(yù)定點(diǎn)。根據(jù)如本文所述的本發(fā)明的各種方面的方法、設(shè)備和/或系統(tǒng)滿足了上述目的。在第一方面中本發(fā)明涉及一種用于監(jiān)測和/或培養(yǎng)至少兩個(gè)顯微對(duì)象和對(duì)象介 質(zhì)的設(shè)備，包括-載玻片，包括在其頂表面中的至少兩個(gè)凹陷；-其中每個(gè)凹陷包括橫截面比所述凹陷更小的凹穴以用于容納各個(gè)顯微對(duì)象和對(duì) 象介質(zhì)，-所述載玻片帶有儲(chǔ)室以用于以這樣的方式在所述凹陷之間提供公共覆蓋層(7) 使得所述介質(zhì)不相互流體連通，和/或-其中每個(gè)凹陷包括橫截面比所述凹陷更小的凹穴以用于容納各個(gè)顯微對(duì)象和對(duì) 象介質(zhì)，_其中至少所述凹陷和/或所述凹穴具有對(duì)應(yīng)于其在所述載玻片上的輪廓的底表 面型面；所述型面的形貌適于匹配載玻片座的相應(yīng)形貌，和/或-其中每個(gè)凹陷包括橫截面比所述凹陷更小的凹穴以用于容納各個(gè)顯微對(duì)象和對(duì) 象介質(zhì)，-其中所述設(shè)備的至少一部分帶有操作突出部，和/或-其中所述載玻片包括用于唯一地識(shí)別每個(gè)凹陷的裝置。在凹陷內(nèi)提供凹穴將通過使顯微對(duì)象沿斜坡下滑以安置在帶有適合于顯微鏡檢 查的例如具有平底的小凹穴中將顯微對(duì)象自動(dòng)定位在預(yù)定點(diǎn)。凹穴保證隨后的操作不會(huì)擾 亂對(duì)象在顯微鏡載玻片內(nèi)的位置。因此，顯微對(duì)象例如活體生物的自動(dòng)密度驅(qū)動(dòng)定位在凹 陷內(nèi)的中心凹穴中被提供。中心凹穴構(gòu)成儲(chǔ)室，其可以例如通過自動(dòng)圖像分析算法容易地 被檢測，使得可以執(zhí)行儲(chǔ)室內(nèi)的對(duì)象的無人照管自動(dòng)顯微鏡檢查。優(yōu)選地，通向儲(chǔ)室的孔的面傾斜以便提高在尺寸大得多的凹陷內(nèi)的尺寸較小凹穴內(nèi)部找到對(duì)象的概率。在一個(gè)載玻片上提供一個(gè)以上的凹穴可以減小操作時(shí)間，原因是對(duì)于每個(gè)待觀察的新對(duì)象可以在不必去除載玻片和插入新的載玻片的情況下進(jìn)行觀察和成像。在第二方面中本發(fā)明涉及一種被布置用于執(zhí)行至少兩個(gè)顯微對(duì)象的監(jiān)測和/或 培養(yǎng)的系統(tǒng)，包括用于操作至少兩個(gè)顯微對(duì)象和對(duì)象介質(zhì)的設(shè)備，所述設(shè)備包括載玻片， 包括在其頂表面中的至少兩個(gè)凹陷；每個(gè)凹陷包括橫截面比所述凹陷更小的凹穴以用于容 納各個(gè)顯微對(duì)象和對(duì)象介質(zhì)，其中至少所述凹穴具有對(duì)應(yīng)于其在所述載玻片上的輪廓的底 表面型面；其中所述系統(tǒng)還帶有包括載玻片座的定位裝置，所述載玻片座適于匹配至少對(duì) 應(yīng)于至少所述至少兩個(gè)凹穴的輪廓的所述底表面型面。在第三方面中本發(fā)明涉及一種用于操作如上所述的設(shè)備的方法，包括通過使至少 對(duì)應(yīng)于至少所述至少兩個(gè)凹穴的輪廓的所述設(shè)備的所述底表面型面匹配包括所述系統(tǒng)的 載玻片座的相應(yīng)定位裝置將所述設(shè)備定位在如上所述的系統(tǒng)內(nèi)的步驟。所述的凹穴、設(shè)備、系統(tǒng)和方法特別適合于使用任何類型的可用玻璃毛細(xì)管設(shè)備、 系統(tǒng)和方法執(zhí)行胚胎氧呼吸率傳感器探查。


在附圖中，將參考在未按比例的示意圖中所示的一些實(shí)施例更詳細(xì)地描述本發(fā) 明，其中相似的數(shù)字表示相同的特征，其中圖1A，IB是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例用于培養(yǎng)和/或監(jiān)測胚胎的設(shè)備的包含凹穴 的凹陷的側(cè)視圖，和包括圖1的設(shè)備中的所述胚胎的凹穴的詳圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的適合于胚胎培育和檢查的設(shè)備的細(xì)節(jié)的側(cè)視 剖面圖；圖3A-3D是根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的適合于胚胎培育和檢查的設(shè)備的細(xì)節(jié)的 側(cè)視剖面圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例的設(shè)備的細(xì)節(jié)的側(cè)視剖面圖；圖5是圖4的設(shè)備的技術(shù)繪圖，還包括操作突出部；圖6是沿著圖5中所示的截面A-A的透視剖面圖；圖7是由透明聚合物材料制造的圖4，5和6中的設(shè)備的透視圖；圖8是圖4，5和6的設(shè)備的透視圖，還包括設(shè)在底表面型面(即，凹陷、凹穴和設(shè) 在其中的儲(chǔ)室的相反輪廓)的一部分的鋁制導(dǎo)熱層；圖9是適合于與相據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的系統(tǒng)配合的熱源的圖像；圖10是根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的系統(tǒng)的圖像；以及圖11A，IlB分別是根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的一個(gè)凹陷和六個(gè)凹陷的頂視圖像，還包括 凹陷和/或凹穴中的個(gè)體凹穴識(shí)別ID。圖12是在分析顯微鏡操作期間可以容易地被觀察的帶有微型數(shù)字的孔ID編號(hào)。 數(shù)字“5”大約為l.mm高和0.4mm寬。
具體實(shí)施例方式在圖IA中顯示了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的設(shè)備的包含凹穴的凹陷的載玻片或設(shè)備的側(cè)視剖面圖，并且在圖IB中顯示了保存顯微對(duì)象例如胚胎的圖IA的凹穴的詳圖。凹 陷和設(shè)備特別適合于胚胎的基于密度的定位以用于胚胎培養(yǎng)和/或顯微鏡載玻片中的監(jiān) 測和/或培養(yǎng)。所述顯微對(duì)象可以是顯微生物，例如生長細(xì)胞培養(yǎng)物，并且所述設(shè)備特別適合于 操作、顯微鏡檢查和/或培養(yǎng)發(fā)育胚胎。所述顯微對(duì)象可以是或大或小(例如小于或大于 凹穴的直徑)的對(duì)象的一部分。術(shù)語“顯微對(duì)象”被定義為其最大尺寸小于2mm，優(yōu)選小于 Imm,優(yōu)選小于500 μ m,最優(yōu)選小于200 μ m的對(duì)象。胚胎1大體為球形并且由膠狀殼體(一種被稱為透明帶的非細(xì)胞基質(zhì))所圍繞的 一個(gè)或多個(gè)細(xì)胞(分裂球)組成。透明帶執(zhí)行各種功能直到胚胎孵化，并且是胚胎評(píng)估的 好指標(biāo)。所述帶為球狀和半透明的，并且應(yīng)當(dāng)可清楚地與細(xì)胞殘骸區(qū)分。當(dāng)通過融合或注入精細(xì)胞或精子使卵母細(xì)胞受精時(shí)形成胚胎。該術(shù)語習(xí)慣上在孵 化之后被使用，所述孵化包括透明帶的破裂和隨后的植入。對(duì)于人類受精卵母細(xì)胞在前八 周習(xí)慣上被稱為胚胎。之后即八周后并且當(dāng)所有主要器官形成時(shí)它被稱為胎兒。然而胚胎 和胎兒之間的區(qū)別通常并不很明確。載玻片或設(shè)備表面在所述設(shè)備的上表面帶有至少一個(gè)充滿介質(zhì)的凹陷3，所述凹 陷優(yōu)選地為圓柱形，例如具有大約4. Omm的直徑的凹陷，取決于應(yīng)用所述直徑可以從1到 25mm變化。胚胎可以使用標(biāo)準(zhǔn)IVF移液管容易地沉淀到凹陷中，原因是凹陷的直徑遠(yuǎn)遠(yuǎn)大 于關(guān)心對(duì)象。選擇凹陷的其他尺寸例如高度和垂直和水平剖面形狀使得顯微對(duì)象可以容易 地插入凹陷中。通過保證周圍生長介質(zhì)密度略低于胚胎的密度和提供所述凹陷3的相對(duì)平 滑壁，胚胎緩慢地下降到凹陷的底部。凹陷的基本圓錐形平滑底部分或漏斗31被提供，備選她所述漏斗可以以角錐形、 縫形、楔形、梯形或任何其他合適形狀的垂直剖面被提供，如圖IA中所示相對(duì)于垂直線具 有大約5到60度，通常30度的角。因此，當(dāng)胚胎到達(dá)凹陷的底部分，即所述漏斗31上面或 內(nèi)部時(shí)，胚胎將通過重力和/或施加的離心力滾入在凹陷3和/或漏斗31的中心的凹穴4 中。當(dāng)介質(zhì)具有相對(duì)較高的粘度時(shí)無人照管裝載過程耗費(fèi)幾分鐘。小凹穴保證了盡管有操 作運(yùn)動(dòng)胚胎仍保持在它的位置。漏斗可以易于將關(guān)心對(duì)象從凹陷引導(dǎo)到凹穴。漏斗通常放置在凹陷的底部以俘獲和定位比周圍介質(zhì)密度更高的對(duì)象。優(yōu)選表面基本平滑的漏斗相對(duì)于水平線具有大約5到 60度，優(yōu)選10到45度之間，更優(yōu)選15到35度之間，最優(yōu)選25到30度之間的角。凹穴4的尺寸常常被選擇為與凹陷的直徑相比相對(duì)較小，并且與對(duì)象的尺寸相 比，大約為1. IX到IOX對(duì)象的直徑，優(yōu)選1. 5X到3X對(duì)象的直徑，使得對(duì)象位置相對(duì)于 載玻片自身很明確。因此，如果載玻片相對(duì)于所述顯微鏡的位置是已知的，可以容易地獲得 整個(gè)凹穴體積的高分辨率圖像和監(jiān)測。凹穴優(yōu)選地帶有基本平面的底表面40以便易于通 過顯微鏡檢查等監(jiān)測和/或培養(yǎng)所述胚胎。凹穴4的最佳高度由盡管有操作運(yùn)動(dòng)仍保持胚胎1固定的需要確定。帶有更高壁 的更深凹穴將保護(hù)胚胎免于上覆生長介質(zhì)的整體運(yùn)動(dòng)。然而，在觀察期結(jié)束之后胚胎可以 被轉(zhuǎn)移到受體患者。因此，更淺的凹穴將有助于容易的胚胎轉(zhuǎn)移。合理的可行折衷似乎是 凹穴的深度基本類似于它的寬度，即0. 5X到IOX胚胎的直徑。如圖IB中所示可以選擇 0. 3mm的深度和0. 2mm的直徑。胚胎凹穴的壁是基本垂直的，但是可以略微傾斜以便加寬凹穴的開口和便于胚胎轉(zhuǎn)移，例如如圖IB中所示從5到20度。凹穴可以備選地形成圓柱形、 盒形、圓錐形、截頭或圓錐形等任何合適的形狀以容納顯微對(duì)象，防止通過操作和環(huán)境影響 以及誘發(fā)的介質(zhì)整體流動(dòng)而意外移位。凹穴的尺寸越小顯微對(duì)象的位置限定越佳。然而， 如果凹穴很小在觀察期結(jié)束時(shí)可能很難將顯微對(duì)象從凹穴轉(zhuǎn)移。在一個(gè)實(shí)施例中凹穴的尺寸具有基本相等的直徑和深度。此外，所述凹穴優(yōu)選地基本居中地設(shè)在它們各自的凹陷內(nèi)。載玻片的尺寸優(yōu)選地例如適配在標(biāo)準(zhǔn)和/或?qū)Ｓ蔑@微鏡系統(tǒng)和/或培養(yǎng)系統(tǒng)中， 例如為25 X 76mm。凹陷和/或凹穴的垂直剖面可以具有包括下列的組中的任何一個(gè)的形狀圓柱 形、錐形、圓錐形、縫形、角錐形、梯形、部分圓形或基本圓形。凹陷和/或凹穴的水平剖面可 以具有包括下列的組中的任何一個(gè)的形狀圓形、橢圓形、矩形、菱形或六角形。在圖2中顯示了根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的設(shè)備。所述設(shè)備包括顯微鏡載玻片2， 其包括在載玻片材料的頂表面2A中的一系列，即至少兩個(gè)所述凹陷3a，3b。每個(gè)凹陷3a， 3b包括橫截面比凹陷更小的用于接收和容納各自顯微對(duì)象la，lb和對(duì)象介質(zhì)5a，5b的凹 穴4a，4b，每個(gè)凹穴和/或凹陷例如具有根據(jù)上文的尺寸和/或形狀。兩個(gè)顯微對(duì)象(即胚 胎la，lb)被插入顯微鏡載玻片2中，即分別插入每個(gè)凹穴4a和4b中。所述對(duì)象介質(zhì)5a， 5b可以是用于圍繞、容納和保護(hù)所述顯微對(duì)象的任何合適的介質(zhì)，例如用于這樣的胚胎的 細(xì)胞生長介質(zhì)。取決于設(shè)備的應(yīng)用，所述介質(zhì)5a可以與所述其他介質(zhì)5b不同或相同。如圖2和3中所示，所述凹陷3a，3b帶有儲(chǔ)室6A，6B以用于以這樣的方式在所述 凹陷3a，3b之間提供公共覆蓋層7使得當(dāng)在所述凹陷和/或凹穴內(nèi)部提供對(duì)象介質(zhì)5a，5b 時(shí)介質(zhì)5a不與介質(zhì)5b相互流體連通。因此減小了在所述設(shè)備的操作期間在不同凹陷和/ 或凹穴之間溢出對(duì)象介質(zhì)5a，5b的風(fēng)險(xiǎn)，這再次減小了所述顯微對(duì)象la，Ib之間不利影響 的引入，例如當(dāng)對(duì)象是胚胎并且設(shè)備是培養(yǎng)皿并且所述胚胎中的一個(gè)溶解時(shí)。此外，設(shè)備的 運(yùn)動(dòng)可以誘發(fā)覆蓋層的微小整體運(yùn)動(dòng)，但是在所述對(duì)象介質(zhì)內(nèi)顯著減小的運(yùn)動(dòng)減小了胚胎 隨著時(shí)間的運(yùn)動(dòng)，這在所述對(duì)象的顯微鏡檢查和/或培養(yǎng)期間是特別有利的。此外，通過在 所述對(duì)象介質(zhì)上提供覆蓋層，所述對(duì)象介質(zhì)更好地被保護(hù)免于有害環(huán)境影響，例如溫度、濕 度和/或壓力變化，并且進(jìn)一步減小了污染對(duì)象和對(duì)象個(gè)質(zhì)的風(fēng)險(xiǎn)。如圖2中所示所述儲(chǔ)室作為所述頂表面2A內(nèi)的公共凹槽6B被提供，其允許形成 覆蓋層或頂層例如浸油的公共儲(chǔ)室。作為替換或作為補(bǔ)充，如圖3中所示，顯示了所述設(shè)備 的第二實(shí)施例，所述儲(chǔ)室是流體連接6B，例如在所述至少兩個(gè)凹陷3a，3b之間分別連通或 不連通外表面的通道或管。因此，用于允許容納凹陷和凹穴的載玻片的總高度可以減小。所述載玻片2帶有儲(chǔ)室6以用于以這樣的方式在所述凹陷3a，3b之間提供公共覆 蓋層7使得所述介質(zhì)5a，5b不相互流體連通。此外，共用浸漬流體儲(chǔ)室(S卩，公共儲(chǔ)室)因此提供容易的操作和培育而不需要生 長介質(zhì)的輔助濕度控制。而且，尺寸相對(duì)較大或較深浸漬流體儲(chǔ)室分離個(gè)體凹穴和/或凹 陷中的介質(zhì)并且減小來自周圍空氣中的微粒、氣體的污染等的風(fēng)險(xiǎn)。每個(gè)顯微鏡載玻片包含一系列凹穴，每個(gè)凹穴容納單一顯微對(duì)象，例如每個(gè)凹穴 包含來自相同患者或不同患者的胚胎。通過以這樣的方式提供用于分離介質(zhì)的裝置使得在 不相互連通的情況下保持每個(gè)凹陷中的介質(zhì)，這減小了介質(zhì)從一個(gè)凹陷和/或凹穴溢出到另一個(gè)的風(fēng)險(xiǎn)。此外，特別地，通過為每個(gè)對(duì)象例如胚胎提供單個(gè)介質(zhì)隔室，這可以防止污 染或不利影響，例如如果在附近凹穴中的一個(gè)胚胎或細(xì)胞培養(yǎng)物將溶解的話。由于每個(gè)生 物被放置在包含例如由浸油的覆蓋層分離的介質(zhì)的不同凹穴中，有害化合物將很難能夠通 過疏水油擴(kuò)散到相鄰凹穴。對(duì)象介質(zhì)優(yōu)選地以這樣的方式被填充到每個(gè)所述凹陷和/或凹穴中，使得在所述 介質(zhì)5a，5b的頂表面的水平不在從所述凹陷到所述儲(chǔ)室6的過渡區(qū)的水平之上，參見圖2 和3。所述介質(zhì)可以是任何合適的材料，例如胚胎生長介質(zhì)，其他細(xì)胞培養(yǎng)介質(zhì)等液態(tài)、柔 性、半硬性或硬性介質(zhì)。培養(yǎng)細(xì)胞群的不同介質(zhì)在本領(lǐng)域中是已知的。培養(yǎng)胚胎的一個(gè)例 子在PCT申請No. W02004/056265中被描述。此外，浸漬介質(zhì)例如具有不同粘度的合適的油(例如液態(tài)、柔性、半硬性或硬性) 的覆蓋層可以被提供以至少覆蓋容納待培養(yǎng)和/或顯微鏡檢查的顯微對(duì)象的每個(gè)凹穴或 凹陷的上部直徑。所述對(duì)象介質(zhì)和/或覆蓋層可以在這樣一種材料中被提供，所述材料的粘度和/ 或透明度和/或密度是溫度可變的，例如當(dāng)被加熱到培養(yǎng)溫度時(shí)，所述介質(zhì)和/或?qū)邮峭该?的和/或至少所述層具有比所述介質(zhì)更高的粘度，和/或所述介質(zhì)具有比所述層更高的密度。如圖4中所示，所示凹穴4a，4b和/或所述凹陷la，Ib的提供和提供相對(duì)均勻的 載玻片材料總厚度(參見圖4和6)導(dǎo)致的事實(shí)在于載玻片的底表面2B具有的底表面型面 20對(duì)應(yīng)于至少所述凹穴和/或所述凹陷在所述載玻片2上的輪廓。當(dāng)該設(shè)備被插入具有對(duì) 應(yīng)于所述底表面型面20的上表面的載玻片座中時(shí)這是有利的，所述載玻片座例如可以設(shè) 在例如培養(yǎng)和/或顯微鏡檢查系統(tǒng)內(nèi)，這將在下面結(jié)合圖10進(jìn)一步進(jìn)行論述。根據(jù)本發(fā)明 的一個(gè)或多個(gè)設(shè)備可以帶有相同的獨(dú)特底部形貌以用于與包括一個(gè)以上設(shè)備和/或適于 隨著時(shí)間互換一個(gè)或多個(gè)所述設(shè)備的大型系統(tǒng)配合。因此，在一個(gè)實(shí)施例中培養(yǎng)載玻片的非平面底表面型面匹配固定載玻片的可選加 熱鋁座的輪廓使得凹穴被插入鋁座中的凹陷中。如圖4中所示，在設(shè)備的一個(gè)實(shí)施例中所述型面20的至少一部分帶有導(dǎo)熱層23a， 23b，優(yōu)選地至少形成所述凹穴的底表面的一部分。因此，當(dāng)布置所述設(shè)備用于連接到熱源 時(shí)，胚胎的受控恒溫環(huán)境可以長時(shí)期被提供和保持，這減小了執(zhí)行所述胚胎的快速分析的 必要性并易于對(duì)其進(jìn)行操作。所述導(dǎo)熱層可以是金屬例如鋁或鋼。優(yōu)選地，所述導(dǎo)熱層23適于連接到熱源，例如所述熱源可以設(shè)在培養(yǎng)箱和/或顯 微鏡檢查器械中。在圖4中，所述導(dǎo)熱層23a和23b沿著凹穴的基本平面底部設(shè)在底表面型面上，并 且保證胚胎由供熱環(huán)境包圍。備選地或作為補(bǔ)充，所述層23圍繞所述凹穴的壁的底表面型 面被提供，所述設(shè)備包括帶有凹陷的一次性培養(yǎng)載玻片，所述凹陷容納處在合適介質(zhì)中的 生物。備選地或作為補(bǔ)充，所述導(dǎo)熱層23提供載玻片2的上表面2A的至少一部分，優(yōu)選 凹穴4a，4b和/或凹陷3a，3b的內(nèi)表面的至少一部分。凹穴和/或所述導(dǎo)熱層的底部分優(yōu)選地是平面的和透明的，例如通過使所述導(dǎo)熱 層23a，23b帶有合適布置的通孔以保證從下面或上面例如使用標(biāo)準(zhǔn)或反向顯微鏡檢查和/或圖形采集和/或分析無阻礙地監(jiān)測胚胎。如圖5中所示所述設(shè)備的一部分帶有操作突出部(70)，所述部分是所述頂表面2A內(nèi)的合適位置和范圍；備選地或作為補(bǔ)充所述部分是所述底部分2B。在所述載玻片的側(cè)部 分上提供所述操作突出部是可能的。在設(shè)備中所述操作突出部70的至少一部分垂直向上 和/或向下從所述載玻片延伸。所述操作突出部70優(yōu)選地可以包括翼片，例如帶有除了載 玻片的側(cè)面之外的另外一個(gè)延伸部或多個(gè)延伸部，其中所述操作突出部70設(shè)在導(dǎo)熱材料 和/或聚合物材料中。優(yōu)選地，所述操作突出部70被布置用于在其上提供識(shí)別標(biāo)簽(未顯示)。通過布置操作突出部本發(fā)明提供了易于操作和插入載玻片而沒有任何污染風(fēng)險(xiǎn) 的裝置。當(dāng)載玻片被放置在載玻片座中時(shí)操作突出部是尤其重要的。在一個(gè)實(shí)施例中，由 于載玻片座和載玻片底部的匹配輪廓，載玻片必須垂直地被插入載玻片座中。在載玻片上 沒有好的把手的情況下這是困難的。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中操作突出部并不干擾蓋，并且接 觸操作突出部不會(huì)象通常通過接觸側(cè)面操作載玻片那樣構(gòu)成污染風(fēng)險(xiǎn)。如圖6中所示，在設(shè)備中設(shè)有一系列凹陷3a，3b，其中所述凹陷(3a，3b)沿至少一 個(gè)方向相互等距地被定位，易于定位在其上執(zhí)行的測量和在監(jiān)測/培養(yǎng)期間的操作。如圖7中所示，所述凹穴4a，4b和/或所述凹陷(3a，3b)的內(nèi)表面的至少一部分 由聚合物制造，優(yōu)選地基本整個(gè)顯微鏡載玻片2由聚合物制造，其中所述聚合物可以是具 有低胚胎毒性的聚酯，例如PEN、PETg和/或PET，該低胚胎毒性可以歸因于聚合物內(nèi)的細(xì) 胞毒性化合物的高度內(nèi)部固定性。如圖7中所示，在凹穴的所述基本平面底表面之中和/或之上和/或在所述底表 面型面之中和/或之上和/或在所述凹穴的所述透明底部分內(nèi)還設(shè)有個(gè)體凹穴標(biāo)識(shí)41，其 優(yōu)選地在更高分辨率下例如在顯微鏡檢查特別是反向顯微鏡檢查期間可見。圖8是帶有高導(dǎo)電材料例如鋁的載玻片或設(shè)備。圖9是適于固定四個(gè)獨(dú)立載玻片或設(shè)備的鋁制載玻片座臂的實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)設(shè)備。設(shè)備載玻片優(yōu)選地適于放置在這樣一種系統(tǒng)中，所述系統(tǒng)提供生物的溫度環(huán)境 (溫度、氣體組成、濕度等)并且允許通過攝像術(shù)進(jìn)行生物的無人照管監(jiān)測、代謝的測量等。1)所述系統(tǒng)優(yōu)選地提供a.通過器械中的鋁座和插入載玻片的匹配輪廓的溫度控制。位于每個(gè)孔中的生物 因此由導(dǎo)熱金屬圍繞并且因此在受控環(huán)境中。b.載玻片和載玻片座的匹配輪廓之間的緊密配合保證了當(dāng)載玻片居于座中時(shí)容 易以μm精度定位載玻片。所以即使在去除和再插入載玻片之后也可能進(jìn)行無人照管顯微
鏡檢查。c.胚胎和載玻片的自動(dòng)定位是時(shí)滯圖像的自動(dòng)采集的先決條件。如圖10中所示，本發(fā)明還涉及一種被布置用于執(zhí)行至少兩個(gè)顯微對(duì)象la，Ib的顯 微鏡檢查和/或培養(yǎng)的系統(tǒng)，包括如上所述根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備以及用于固定所述設(shè)備的定 位裝置。優(yōu)選地顯微鏡和所述定位裝置被布置用于將所述設(shè)備定位在顯微鏡之下或相對(duì)于 其被定位。所述系統(tǒng)還可以包括適合于提供培養(yǎng)所述至少兩個(gè)顯微對(duì)象(la，lb)溫度的熱 源，和被布置用于相對(duì)于所述熱源定位設(shè)備所述定位裝置。所述定位裝置包括載玻片座，所 述載玻片座優(yōu)選地適于匹配至少對(duì)應(yīng)于至少所述至少兩個(gè)凹穴的輪廓的所述底表面型面，并且可以作為用于手動(dòng)和/或自動(dòng)監(jiān)測和分析的培養(yǎng)和/或監(jiān)測系統(tǒng)中的載玻片座被提{共。該系統(tǒng)還可以帶有適于將指定穩(wěn)定溫度提供給至少所述凹穴的導(dǎo)熱層，所述溫度適合于培養(yǎng)，尤其是培育所述至少兩個(gè)顯微對(duì)象。所述熱源可以作為載玻片座被提供，其適于匹配至少對(duì)應(yīng)于至少所述至少兩個(gè)凹 穴的輪廓的所述底表面型面。優(yōu)選地所述載玻片座作為導(dǎo)熱臂被提供，優(yōu)選地由金屬例如 鋁、鋼等制造。在另一個(gè)系統(tǒng)中所述設(shè)備的底表面型面(23)帶有適于連接到所述熱源的導(dǎo)熱層。所述顯微鏡還可以包括成像裝置，例如照相機(jī)或視頻設(shè)備。定位裝置還可以包括-延伸通過載玻片座的至少一個(gè)垂直孔；-提供垂直光的光發(fā)射器，例如激光器；-相對(duì)于光發(fā)射器在顯微鏡載玻片(2)的相對(duì)側(cè)的光傳感器，當(dāng)載玻片座處于用 于顯微鏡檢查的正確位置時(shí)用于感測發(fā)射的光。定位裝置還包括用于相對(duì)于所述顯微鏡和/或所述熱源定位所述設(shè)備的控制單兀?？刂茊卧€可以適于為穩(wěn)定的培育箱環(huán)境控制所述熱源的溫度，和/或適于使用 所述成像裝置監(jiān)測和/或采集所述顯微對(duì)象的圖像，和/或?yàn)榱怂鰧?duì)象的質(zhì)量評(píng)價(jià)分析 所述圖像，和/或記錄更換載玻片。在另一個(gè)實(shí)施例中系統(tǒng)還包括用于執(zhí)行代謝活動(dòng)的無創(chuàng)測量的裝置，所述裝置包 括用于測量例如PH、氧含量等的微傳感器。系統(tǒng)優(yōu)選地包括用于固定如上所述的一個(gè)以上設(shè)備的裝置，例如能夠固定幾個(gè)設(shè) 備例如4或6個(gè)設(shè)備的載玻片座。系統(tǒng)優(yōu)選地是氣體培育箱的組合，例如三元?dú)怏w培育箱和用于無人照管圖像采集 的數(shù)字顯微鏡。系統(tǒng)可以被看作帶有內(nèi)裝顯微鏡的培育箱或帶有內(nèi)裝培育箱的顯微鏡。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中系統(tǒng)包括1)恒溫鋁臂，其被設(shè)計(jì)為適合聚合物載玻片特有的底部形貌以保證胚胎由導(dǎo)熱鋁 圍繞。2)能夠通過使用微傳感器執(zhí)行代謝活動(dòng)的無創(chuàng)測量的裝置。一個(gè)例子是使用氧微 電極測量氧呼吸或使用PH微傳感器測量C02濃度。傳感器的精確定位由載玻片座中的微 孔和照射傳感器尖端的垂直激光器保證。載玻片座垂直地移動(dòng)直到傳感器尖端由穿過孔的 激光照射，然后測量載玻片座的X-Y坐標(biāo)。然后載玻片座移動(dòng)直到微孔居中于照相機(jī)系統(tǒng) 的視野中并且測量新的X-Y坐標(biāo)。兩次觀察之間的坐標(biāo)差是照相機(jī)與傳感器尖端之間的偏 移的量度。偏移然后可以用于將居中于照相機(jī)視野中的可見對(duì)象移動(dòng)到傳感器尖端，即通 過使用偏移有可能將關(guān)心對(duì)象從圖像采集位置無人照管移動(dòng)到微傳感器定型位置。3)能夠操作一個(gè)以上設(shè)備(即同時(shí)來自一個(gè)以上患者的生物/細(xì)胞/胚胎)的裝 置。本發(fā)明將容易地操作總共帶有48到60個(gè)生物的四個(gè)或五個(gè)不同載玻片。4)無人照管監(jiān)測生物的控制軟件采集和分析圖像并且提供內(nèi)部生物的質(zhì)量分析。 軟件接受新皿的加入和其他的終止而不影響正在進(jìn)行的測量。
使用的軟件例如可以包括如W02007/042044和W02007/144001中所述的方法。在用于監(jiān)測定位在設(shè)備的凹陷中的對(duì)象的自動(dòng)系統(tǒng)中重要的是能夠定位顯微鏡 和采集對(duì)象的圖像幾次而不失去每個(gè)對(duì)象的追蹤，即重要的是每個(gè)對(duì)象可以在監(jiān)測和采集 圖像的每個(gè)間期唯一地被識(shí)別，以便提供對(duì)象的任何變化的信息。所以，在又一個(gè)實(shí)施例中 本發(fā)明涉及一種用于監(jiān)測和/或培養(yǎng)至少兩個(gè)顯微對(duì)象(la，lb)和對(duì)象介質(zhì)(5a，5b)的設(shè) 備，包括載玻片(2)，包括在其頂表面(2A)中的至少兩個(gè)凹陷(3a，3b)；其中所述載玻片 包括用于唯一地識(shí)別每個(gè)凹陷的裝置。優(yōu)選的是唯一標(biāo)識(shí)是機(jī)器可讀的，并且此外優(yōu)選的 是唯一標(biāo)識(shí)可以自動(dòng)被記錄。由于顯微鏡用于成像對(duì)象，于是優(yōu)選的是唯一標(biāo)識(shí)在用于成像對(duì)象的放大率下可 讀。因此，優(yōu)選的是每個(gè)凹陷的唯一標(biāo)識(shí)小于1.5mm，例如Imm或以下。更優(yōu)選的是唯一標(biāo) 識(shí)被布置為使得它可以在與它涉及的顯微對(duì)象相同的圖像視野中被成像。用于唯一識(shí)別每個(gè)凹陷的裝置可以以幾種方式實(shí)現(xiàn)-通過使設(shè)備帶有定位裝置使得它可以相對(duì)于顯微鏡和照相機(jī)被定位在僅僅一個(gè) 唯一位置，例如能夠嚙合載玻片座的相應(yīng)部分的凹槽或突出部分，或者定位裝置包括載玻 片上的標(biāo)記，由此確定每個(gè)凹陷相對(duì)于所述標(biāo)記的位置。-通過提供關(guān)于載玻片的X-Y位置信息，例如在所述載玻片用于識(shí)別凹陷行的至 少一個(gè)標(biāo)記和用于識(shí)別凹陷列的至少一個(gè)標(biāo)記。-通過提供關(guān)于每個(gè)凹陷的個(gè)體識(shí)別標(biāo)記，例如在凹穴的所述基本平面底表面之 中和/或之上和/或在所述底表面型面之中和/或之上和/或在所述凹穴的所述透明底部 分內(nèi)的個(gè)體凹穴標(biāo)識(shí)(41)。如顯示根據(jù)本發(fā)明的載玻片或設(shè)備的部分的頂側(cè)圖像的IlA和IlB中所示，還可 以以印刷、模塑或雕刻字母、符號(hào)或數(shù)字的形式在凹穴的所述基本平面底表面之中和/或 之上和/或在所述底表面型面之中和/或之上和/或在所述凹穴和/或所示凹陷的所述透 明底部分內(nèi)設(shè)有個(gè)體凹穴標(biāo)識(shí)41。胚胎的選擇或識(shí)別。本發(fā)明還允許選擇胚胎進(jìn)行移植的應(yīng)用。該方法意味著胚胎 用如上所述用于確定胚胎的變化的方法進(jìn)行監(jiān)視以便確定何時(shí)發(fā)生了細(xì)胞分裂和可選地 是否發(fā)生了細(xì)胞死亡以及細(xì)胞分裂的質(zhì)量和胚胎的總體質(zhì)量。優(yōu)選的是選擇具有導(dǎo)致差異 圖像中的尖銳極值的基本同步細(xì)胞分裂的胚胎，更優(yōu)選的是選擇沒有細(xì)胞死亡的胚胎。選擇或識(shí)別方法可以與如上所述的其他測量組合以便評(píng)估胚胎的質(zhì)量。胚胎的形 態(tài)學(xué)評(píng)估的重要標(biāo)準(zhǔn)是(1)胚胎的形狀，包括卵裂球的數(shù)量和斷裂的程度；(2)透明帶的 存在和質(zhì)量；(3)大??；(4)顏色和質(zhì)地；(5)胚胎關(guān)于其發(fā)育階段的的年齡的知識(shí)，和(6) 卵裂球膜完整性。每個(gè)凹陷(3a，3b)和/或凹穴(4a，4b)的尺寸可以適于選擇的應(yīng)用。在一個(gè)實(shí)施例中布置用于執(zhí)行至少兩個(gè)顯微對(duì)象的顯微鏡檢查和/或培養(yǎng)的系統(tǒng)，包括用于操作至少兩個(gè)顯微對(duì)象和對(duì)象介質(zhì)的設(shè)備，所述設(shè)備包括顯微鏡載玻片，所述 顯微鏡載玻片包括在其頂表面上的至少兩個(gè)凹陷；每個(gè)凹陷包括橫截面比所述凹陷更小的 凹穴以用于容納各個(gè)顯微對(duì)象和對(duì)象介質(zhì)，其中至少所述凹穴具有對(duì)應(yīng)于其在所述載玻片 上的輪廓的底表面型面；其中所述系統(tǒng)還帶有包括載玻片座的定位裝置，所述載玻片座適 于匹配至少對(duì)應(yīng)于至少所述至少兩個(gè)凹穴的輪廓的所述底表面型面。
載玻片和載玻片座的匹配輪廓之間的緊密配合保證了當(dāng)載玻片居于座中時(shí)容易以μm精度定位載玻片。所以即使在去除和再插入載玻片之后也可能進(jìn)行無人照管顯微鏡 檢查。因此，在這樣的載玻片中將顯微對(duì)象定位在可以進(jìn)行例行檢查、操作和/或自動(dòng)攝像 的限定點(diǎn)。在另一方面中本發(fā)明涉及一種用于操作如上所述的設(shè)備的方法，包括通過使至少 對(duì)應(yīng)于至少所述至少兩個(gè)凹穴的輪廓的所述設(shè)備的所述底表面型面(20)匹配包括所述系 統(tǒng)的載玻片座的相應(yīng)定位裝置將所述設(shè)備定位在根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)內(nèi)的步驟。此外，本發(fā)明涉及一種用于在系統(tǒng)中顯微鏡檢查和/或培養(yǎng)如上所述的設(shè)備中的 對(duì)象的方法，包括將設(shè)備相對(duì)于其定位在顯微鏡和/或熱源之下的步驟，所述熱源適合于 為培養(yǎng)所述至少兩個(gè)顯微對(duì)象(la，lb)提供溫度。在一個(gè)實(shí)施例中所述方法還包括使至少對(duì)應(yīng)于至少所述至少兩個(gè)凹穴的輪廓的 所述設(shè)備的所述底表面型面(20)匹配包括所述系統(tǒng)的載玻片座的相應(yīng)定位裝置的步驟。 可以通過基本水平地保持顯微鏡載玻片的頂表面和將載玻片移動(dòng)到載玻片座之上的位置 并且將載玻片垂直向下下降到所述載玻片座上執(zhí)行匹配的步驟。執(zhí)行所述至少兩個(gè)顯微對(duì)象(la，lb)的顯微鏡檢查的步驟可以手動(dòng)地或自動(dòng)地， 并且相繼地或基本同時(shí)地執(zhí)行。提供培養(yǎng)溫度的步驟優(yōu)選地通過將所述導(dǎo)熱層連接到所述熱源將指定穩(wěn)定溫度 提供給至少所述凹穴，所述溫度適合于培養(yǎng)，尤其是培育所述至少兩個(gè)顯微對(duì)象。所述熱源 可以連接到所述載玻片、所述載玻片座和/或所述突出部。所述方法還可以包括在某個(gè)時(shí)期為導(dǎo)熱層提供適合于培養(yǎng)的預(yù)定溫度的步驟。所述方法還包括以下步驟以這樣的方式在至少每個(gè)所述凹穴(4a，4b)中提供對(duì) 象介質(zhì)(5a，5b)使得所述介質(zhì)(5a，5b)不相互流體連通；-在所述至少兩個(gè)凹穴(4a，4b)的每一個(gè)中提供顯微對(duì)象(la，lb)；-以這樣的方式在所述至少一個(gè)儲(chǔ)室(6)內(nèi)提供公共覆蓋層(7)使得所述介質(zhì) (5a, 5b)不相互流體連通；和-執(zhí)行所述至少兩個(gè)顯微對(duì)象的顯微鏡檢查和/或培養(yǎng)。公共覆蓋層可以是流體、半固體和/或固體，并且優(yōu)選地在培養(yǎng)溫度期間是流體。 此外，對(duì)象介質(zhì)可以是流體、半固體和/或固體，并且優(yōu)選地在培養(yǎng)溫度期間是流體。顯微對(duì)象(la，lb)例如是顯微生物，例如生長細(xì)胞培養(yǎng)物，尤其是發(fā)育胚胎。在一 個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中顯微生物選自包含下列的組體外細(xì)胞培養(yǎng)物，例如單細(xì)胞培養(yǎng)物，胚胎， 例如卵母細(xì)胞、胚胎、胚細(xì)胞、細(xì)胞核等，和/或細(xì)菌，生物樣本和它們的任何組合。優(yōu)選地通過沿X，Y和/或Z方向操作所述操作突出部(70)和/或所述載玻片座 進(jìn)行手動(dòng)和/或自動(dòng)定位來執(zhí)行定位所述設(shè)備的步驟。因此，在一個(gè)實(shí)施例中定位步驟還 包括相對(duì)于所述顯微鏡和/或所述熱源使用所述控制單元自動(dòng)定位所述設(shè)備，例如其中定 位步驟還包括-發(fā)射光，例如激光以用于提供至少一個(gè)垂直光束，-相對(duì)于所述顯微鏡和/或所述熱源定位所述載玻片直到所述至少一個(gè)光束穿過 延伸通過載玻片座的所述至少一個(gè)垂直孔并且由在顯微鏡載玻片的相對(duì)側(cè)的所述傳感器 感測。
根據(jù)本發(fā)明的方法還可以包括使用例如上述和在W02007/042044和 W02007/144001中所述的所述照相機(jī)和/或視頻設(shè)備監(jiān)測和/或提供所述載玻片的圖像的
步驟。此外，根據(jù)本發(fā)明的方法可以包括測量照相機(jī)與傳感器尖端之間的偏移的步驟。在另一個(gè)實(shí)施例中根據(jù)本發(fā)明的方法還可以包括為穩(wěn)定的培育箱環(huán)境控制所述 熱源的溫度的步驟，和/或使用所述成像裝置監(jiān)測和/或采集所述顯微對(duì)象的圖像的步驟， 和/或?yàn)榱怂鰧?duì)象的質(zhì)量評(píng)價(jià)分析所述圖像，和/或記錄更換載玻片。參考文獻(xiàn)論文Holm P, Shukri NN, Vajta G, Booth P, Bendixen C and Callesen H(1998)Developmental kinetics of the first cell cycles of bovine in vitroproduced embryos in relation to their in vitro viability and sex. Theriogenology 50 1285-1299Lundin K,Bergh C and Harderson T(2001)Early embryo cleavage is astrong indicator of embryo quality in human IVF. Hum Reprod 16,2652-265權(quán)利要求
一種用于監(jiān)測和/或培養(yǎng)至少兩個(gè)顯微對(duì)象(1a，1b)和對(duì)象介質(zhì)(5a，5b)的設(shè)備，包括-載玻片(2)，包括在其頂表面(2A)中的至少兩個(gè)凹陷(3a，3b)；-其中每個(gè)凹陷(3a，3b)包括橫截面比所述凹陷更小的凹穴(4a，4b)以用于容納各個(gè)顯微對(duì)象(1a，1b)和對(duì)象介質(zhì)(5a，5b)，-所述載玻片(3a，3b)帶有儲(chǔ)室(6a，6b)以用于以這樣的方式在所述凹陷(3a，3b)之間提供公共覆蓋層(7)使得所述介質(zhì)(5a，5b)不相互流體連通，和/或-其中每個(gè)凹陷(3a，3b)包括橫截面比所述凹陷更小的凹穴(4a，4b)以用于容納各個(gè)顯微對(duì)象(1a，1b)和對(duì)象介質(zhì)(5a，5b)，-其中至少所述凹陷(3a，3b)和/或所述凹穴(4a，4b)具有對(duì)應(yīng)于其在所述載玻片(2)上的輪廓的底表面型面(20)；所述型面(20)的形貌適于匹配載玻片座的相應(yīng)形貌，和/或-其中每個(gè)凹陷(3a，3b)包括橫截面比所述凹陷更小的凹穴(4a，4b)以用于容納各個(gè)顯微對(duì)象(1a，1b)和對(duì)象介質(zhì)(5a，5b)，-其中所述設(shè)備的至少一部分帶有操作突出部(70)，和/或-其中所述載玻片包括用于唯一地識(shí)別每個(gè)凹陷的裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述載玻片(2)還帶有儲(chǔ)室(6)以用于以這樣的 方式在所述凹陷(3a，3b)之間提供公共覆蓋層(7)使得所述介質(zhì)(5a，5b)不相互流體連通
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的設(shè)備，其中至少所述凹陷(3a，3b)和/或所述凹穴(4a， 4b)具有對(duì)應(yīng)于其在所述載玻片(2)上的輪廓的底表面型面(20)；所述型面(20)的形貌適 于匹配載玻片座的相應(yīng)形貌。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中所述底表面型面(20)的至少一部分 帶有導(dǎo)熱層(23a，23b)。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中所述設(shè)備的至少一部分帶有操作突出 部(70)。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中所述儲(chǔ)室(6)是所述頂表面(2A)內(nèi)的 公共凹槽(6B)。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中所述儲(chǔ)室(6)是所述至少兩個(gè)凹陷 (3a, 3b)之間的流體連接(6B)。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中所述底表面型面(20)適于匹配相應(yīng) 載玻片座。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中所述凹陷具有對(duì)應(yīng)于其在所述載玻片 (2)上的輪廓的底表面型面(20)；所述型面(20)帶有導(dǎo)熱層(23)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1、4-9中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中所述導(dǎo)熱層(23)是金屬，例如鋁、 鋼等。
11.根據(jù)權(quán)利要求1、4-10中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中所述導(dǎo)熱層(23)適于連接到熱源。
12.根據(jù)權(quán)利要求1、4-11中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中所述導(dǎo)熱層(23)提供載玻片(2) 的上表面(2A)的至少一部分，優(yōu)選凹穴(4a，4b)和/或凹陷(3a，3b)的內(nèi)表面的至少一部分。
13.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中所述頂表面(2A)和/或所述底部分 (2B)的至少一部分帶有所述操作突出部(70)。
14.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中所述操作突出部(70)的至少一部分 從所述載玻片垂直向上和/或向下延伸。
15.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中所述操作突出部(70)包括翼片。
16.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中所述操作突出部(70)在導(dǎo)熱材料和 /或聚合物材料中被提供。
17.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中所述操作突出部(70)被布置用于在 其上提供載玻片識(shí)別標(biāo)簽。
18.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中所述凹穴(4a，4b)和/或所述凹陷 (3a, 3b)的內(nèi)表面的至少一部分由聚合物制造。
19.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中基本整個(gè)載玻片(2)由聚合物制造。
20.根據(jù)權(quán)利要求16-19中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中所述聚合物是聚酯，例如PEN、PETg 和/或PET。
21.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中顯微對(duì)象(la，lb)是顯微生物，例如 生長細(xì)胞培養(yǎng)物，尤其是發(fā)育胚胎。
22.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中設(shè)有一系列凹陷(3a，3b)。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的設(shè)備，其中所述凹陷(3a，3b)沿至少一個(gè)方向相互等距地 被定位。
24.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中每個(gè)凹陷(3a，3b)和/或凹穴(4a， 4b)的尺寸適于選擇的應(yīng)用。
25.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中凹陷和/或凹穴的垂直剖面具有包 含下列的組中的任何一個(gè)的形狀圓柱形、錐形、圓錐形、縫形、角錐形、梯形、部分圓形或基 本圓形或它們的任何組合。
26.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中凹陷和/或凹穴的水平剖面具有包 含下列的組中的任何一個(gè)的形狀圓形、橢圓形、矩形、菱形或六角形或它們的任何組合。
27.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中所述凹陷還包括漏斗形狀的基本平 滑底部分以用于將所述顯微對(duì)象引導(dǎo)到所述凹穴中，所述漏斗的形狀選自水平剖面組成的 組。
28.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中凹穴和/或凹陷的尺寸具有基本相 等的直徑和深度。
29.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中凹穴(4;4a，4b)的尺寸被選擇為與 凹陷(3 ；3a，3b)的尺寸相比相對(duì)較小，并且與待監(jiān)測/培養(yǎng)的對(duì)象的尺寸相比，大約為1. 1 倍到10倍對(duì)象的直徑，優(yōu)選1. 5倍到3倍待監(jiān)測/培養(yǎng)的對(duì)象的直徑。
30.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中取決于應(yīng)用，所述至少兩個(gè)凹陷的直 徑在1到25mm之間，優(yōu)選從2到5mm，最優(yōu)選約為4. 0mm。
31.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中每個(gè)所述凹穴基本居中地設(shè)在它們 各自的凹陷內(nèi)。
32.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中每個(gè)凹穴的底部分是基本平面的。
33.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中每個(gè)凹穴的至少底部分是透明的。
34.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中載玻片的尺寸使得適配在標(biāo)準(zhǔn)和/ 或?qū)Ｓ蔑@微鏡系統(tǒng)和/或培養(yǎng)系統(tǒng)中，例如為25 X 76mm。
35.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中所述至少一個(gè)凹陷的底部分帶有表 面基本平滑漏斗，相對(duì)于水平線具有大約5到60度，優(yōu)選10到45度之間，更優(yōu)選15到35 度，最優(yōu)選25到30度的角。
36.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中所述用于唯一地識(shí)別每個(gè)凹陷的裝 置包括在所述載玻片的至少一個(gè)定位標(biāo)記。
37.根據(jù)權(quán)利要求36所述的設(shè)備，其中所述至少一個(gè)定位標(biāo)記是能夠嚙合載玻片座上 的相應(yīng)部分的凹槽或突出部分。
38.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中所述用于唯一地識(shí)別每個(gè)凹陷的裝 置包括在所述載玻片用于識(shí)別凹陷行的至少一個(gè)標(biāo)記和用于識(shí)別凹陷列的至少一個(gè)標(biāo)記。
39.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中所述用于唯一地識(shí)別每個(gè)凹陷的裝 置在凹穴的所述基本平面底表面之中和/或之上和/或在所述底表面型面之中和/或之上 和/或在所述凹穴的所述透明底部分內(nèi)提供個(gè)體凹穴標(biāo)識(shí)(41)。
40.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中所述用于唯一地識(shí)別每個(gè)凹陷的裝 置由靠近凹穴(4a，4b)放置的顯微數(shù)字(高度約為Imm)組成使得在分析顯微鏡中操作期 間可以看到它們(圖12)，這些數(shù)字通常是裸眼不可見的。
41.一種被布置用于執(zhí)行至少兩個(gè)顯微對(duì)象的監(jiān)測和/或培養(yǎng)的系統(tǒng)，包括用于操作 至少兩個(gè)顯微對(duì)象和對(duì)象介質(zhì)的設(shè)備，所述設(shè)備包括載玻片，包括在其頂表面中的至少兩 個(gè)凹陷；每個(gè)凹陷包括橫截面比所述凹陷更小的凹穴以用于容納各個(gè)顯微對(duì)象和對(duì)象介 質(zhì)，其中至少所述凹穴具有對(duì)應(yīng)于其在所述載玻片上的輪廓的底表面型面；其中所述系統(tǒng) 還帶有包括載玻片座的定位裝置，所述載玻片座適于匹配至少對(duì)應(yīng)于至少所述至少兩個(gè)凹 穴的輪廓的所述底表面型面。
42.一種被布置用于執(zhí)行至少兩個(gè)顯微對(duì)象(la，lb)的監(jiān)測和/或培養(yǎng)的系統(tǒng)，包括根 據(jù)權(quán)利要求1-39中任一項(xiàng)所述的設(shè)備和用于固定所述設(shè)備的定位裝置。
43.根據(jù)權(quán)利要求41或42所述的系統(tǒng)，還包括顯微鏡并且所述定位裝置被布置用于將 所述設(shè)備相對(duì)于其定位在顯微鏡之下。
44.根據(jù)權(quán)利要求41-43中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，還包括適合于為培養(yǎng)所述至少兩個(gè)顯 微對(duì)象(la，lb)提供溫度的熱源并且所述定位裝置用于保證與熱源的熱接觸。
45.根據(jù)權(quán)利要求41-44中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中所述定位裝置包括載玻片座，所述 載玻片座適于匹配至少對(duì)應(yīng)于至少所述至少兩個(gè)凹穴的輪廓的所述底表面型面。
46.根據(jù)權(quán)利要求41-45中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，還帶有適于將指定穩(wěn)定溫度提供給至 少所述凹穴的導(dǎo)熱層，所述溫度適合于培養(yǎng)，尤其是培育所述至少兩個(gè)顯微對(duì)象。
47.根據(jù)權(quán)利要求41-46中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中所述熱源作為載玻片座被提供，所 述載玻片座適于匹配至少對(duì)應(yīng)于至少所述至少兩個(gè)凹穴的輪廓的所述底表面型面。
48.根據(jù)權(quán)利要求41-47中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中所述載玻片座作為導(dǎo)熱臂被提供， 優(yōu)選地由金屬例如鋁、鋼等制造。
49.根據(jù)權(quán)利要求41-48中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，在引用根據(jù)權(quán)利要求1-39中任一項(xiàng)所 述的設(shè)備的情況下，其中所述設(shè)備的底表面型面(23)帶有適于連接到所述熱源的導(dǎo)熱層。
50.根據(jù)權(quán)利要求41-49中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中所述顯微鏡還包括成像裝置，例如 照相機(jī)或視頻設(shè)備。
51.根據(jù)權(quán)利要求41-50中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中定位裝置還包括-延伸通過載玻片座的至少一個(gè)垂直孔；-提供垂直光的光發(fā)射器，例如激光器；-相對(duì)于光發(fā)射器在顯微鏡載玻片(2)的相對(duì)側(cè)的光傳感器，當(dāng)載玻片座處于用于顯 微鏡檢查和/或培養(yǎng)的正確位置時(shí)用于感測發(fā)射的光。
52.根據(jù)權(quán)利要求41-51中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中定位裝置還包括用于相對(duì)于所述 顯微鏡和/或所述熱源定位所述設(shè)備的控制單元。
53.根據(jù)權(quán)利要求51或52所述的系統(tǒng)，其中所述控制單元適于為穩(wěn)定的培育箱環(huán)境控 制所述熱源的溫度，和/或適于使用所述成像裝置監(jiān)測和/或采集所述顯微對(duì)象的圖像，和 /或?yàn)榱怂鰧?duì)象的質(zhì)量評(píng)價(jià)分析所述圖像，和/或記錄更換載玻片。
54.根據(jù)權(quán)利要求41-53中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，還包括用于執(zhí)行代謝活動(dòng)的無創(chuàng)測量 的裝置，所述裝置包括用于測量例如PH、氧含量等的微傳感器。
55.根據(jù)權(quán)利要求41-54中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，包括一個(gè)以上的設(shè)備。
56.一種用于操作根據(jù)權(quán)利要求1-39中任一項(xiàng)所述的設(shè)備的方法，包括通過使至少對(duì) 應(yīng)于至少所述至少兩個(gè)凹穴的輪廓的所述設(shè)備的所述底表面型面(20)匹配包括所述系統(tǒng) 的載玻片座的相應(yīng)定位裝置將所述設(shè)備定位在根據(jù)權(quán)利要求41-55中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng) 內(nèi)的步驟。
57.一種用于在根據(jù)權(quán)利要求41-55中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)中監(jiān)視和/或培養(yǎng)設(shè)備的方 法，包括將設(shè)備相對(duì)于其定位在顯微鏡和/或熱源之下的步驟，所述熱源適合于為培養(yǎng)所 述至少兩個(gè)顯微對(duì)象(la，lb)提供溫度。
58.根據(jù)權(quán)利要求57所述的方法，還包括使至少對(duì)應(yīng)于至少所述至少兩個(gè)凹穴的輪 廓的所述設(shè)備的所述底表面型面(20)匹配包括所述系統(tǒng)的載玻片座的相應(yīng)定位裝置的步 馬聚ο
59.根據(jù)權(quán)利要求58所述的方法，其中通過基本水平地保持載玻片的頂表面和將載玻 片移動(dòng)到載玻片座之上的位置并且將載玻片垂直向下下降到所述載玻片座上執(zhí)行匹配的步驟。
60.根據(jù)權(quán)利要求58或59所述的方法，執(zhí)行所述至少兩個(gè)顯微對(duì)象(la，lb)的顯微鏡 檢查的步驟手動(dòng)地或自動(dòng)地，并且相繼地或基本同時(shí)地執(zhí)行。
61.根據(jù)權(quán)利要求56-60中任一項(xiàng)所述的方法，還包括通過將所述導(dǎo)熱層連接到所述 熱源將指定穩(wěn)定溫度提供給至少所述凹穴的步驟，所述溫度適合于培養(yǎng)，尤其培育所述至 少兩個(gè)顯微對(duì)象。
62.根據(jù)權(quán)利要求56-61中任一項(xiàng)所述的方法，在根據(jù)權(quán)利要求34-55中任一項(xiàng)所述的 系統(tǒng)中，還包括在某個(gè)時(shí)期為導(dǎo)熱層提供適合于培養(yǎng)的預(yù)定溫度的步驟。
63.根據(jù)權(quán)利要求56-62中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述熱源連接到所述載玻片、所述 載玻片座和/或所述突出部。
64.根據(jù)權(quán)利要求56-63中任一項(xiàng)所述的方法，還包括以下步驟-以這樣的方式在至少每個(gè)所述凹穴(4a，4b)中提供對(duì)象介質(zhì)(5a，5b)使得所述介質(zhì) (5a, 5b)不相互流體連通；-在所述至少兩個(gè)凹穴(4a，4b)的每一個(gè)中提供顯微對(duì)象(la，lb)；-以這樣的方式在所述至少一個(gè)儲(chǔ)室(6)內(nèi)提供公共覆蓋層(7)使得所述介質(zhì)(5a， 5b)不相互流體連通；和-執(zhí)行所述至少兩個(gè)顯微對(duì)象的顯微鏡檢查和/或培養(yǎng)。
65.根據(jù)權(quán)利要求56-64中任一項(xiàng)所述的方法，其中顯微對(duì)象(la，lb)是顯微生物，例 如生長細(xì)胞培養(yǎng)物，尤其是發(fā)育胚胎。
66.根據(jù)權(quán)利要求65所述的方法，其中顯微生物選自包含下列的組體外細(xì)胞培養(yǎng)物， 例如單細(xì)胞培養(yǎng)物，胚胎，例如卵母細(xì)胞、胚胎、胚細(xì)胞、細(xì)胞核等，和/或細(xì)菌，生物樣本和 它們的任何組合。
67.根據(jù)權(quán)利要求56-66中任一項(xiàng)所述的方法，其中公共覆蓋層是流體、半固體和/或 固體，優(yōu)選地在培養(yǎng)溫度期間是流體。
68.根據(jù)權(quán)利要求56-67中任一項(xiàng)所述的方法，其中對(duì)象介質(zhì)是流體、半固體和/或固 體，優(yōu)選地在培養(yǎng)溫度期間是流體。
69.根據(jù)權(quán)利要求56-68中任一項(xiàng)所述的方法，其中通過沿X，Y和/或Z方向操作所 述操作突出部(70)和/或所述載玻片座進(jìn)行手動(dòng)和/或自動(dòng)定位來執(zhí)行定位所述設(shè)備的 步驟。
70.根據(jù)權(quán)利要求56-69中任一項(xiàng)所述的方法，其中定位步驟還包括相對(duì)于所述顯微 鏡和/或所述熱源使用所述控制單元自動(dòng)定位所述設(shè)備。
71.根據(jù)權(quán)利要求56-70中任一項(xiàng)所述的方法，其中定位步驟還包括-發(fā)射光，例如激光以用于提供至少一個(gè)垂直光束，-相對(duì)于所述顯微鏡和/或所述熱源定位所述載玻片直到所述至少一個(gè)光束穿過延伸 通過載玻片座的所述至少一個(gè)垂直孔并且由在載玻片的相對(duì)側(cè)的所述傳感器感測。
72.根據(jù)權(quán)利要求56-71中任一項(xiàng)所述的方法，還包括使用所述照相機(jī)和/或視頻設(shè)備 監(jiān)測和/或提供所述載玻片的圖像的步驟。
73.根據(jù)權(quán)利要求56-72中任一項(xiàng)所述的方法，還包括為穩(wěn)定的培育箱環(huán)境控制所述 熱源的溫度的步驟，和/或使用所述成像裝置監(jiān)測和/或采集所述顯微對(duì)象的圖像的步驟， 和/或?yàn)榱怂鰧?duì)象的質(zhì)量評(píng)價(jià)分析所述圖像，和/或記錄更換載玻片。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于執(zhí)行顯微對(duì)象的監(jiān)測和/或培養(yǎng)的設(shè)備、系統(tǒng)和方法。顯微對(duì)象特別是諸如細(xì)菌這樣的顯微生物和細(xì)胞培養(yǎng)物，例如諸如組織樣本和胚胎這樣的培養(yǎng)對(duì)象，在胚胎發(fā)育期間提供最佳和安全的培養(yǎng)條件和通過方便自動(dòng)數(shù)字成像和時(shí)滯顯微鏡檢查的胚胎操作便于選擇最佳胚胎用于體外受精(IVF)。
文檔編號(hào)C12M3/00GK101802166SQ200880104570
公開日2010年8月11日 申請日期2008年6月27日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月29日
發(fā)明者于爾根·伯恩特森, 尼爾斯·B·拉姆辛, 延斯·K·岡德森, 霍爾格·索·普羅格斯伽德 申請人:尤尼森斯繁殖技術(shù)公司