CN106170539A - 培育器装置及方法 - Google Patents

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Abstract

描述了用于在培育器中监视胚胎的装置和方法。装置包括由培育室壳体限定的培育室和滑动件托架，滑动件托架包括限定了舱的多个舱壁，所述舱用于将胚胎滑动件保持培育室内以进行培育。滑动件托架例如能够通过旋转相对于培育室壳体移动，以允许选择的舱移动到装入位置，装入位置至少部分地由与培育室壳体相关联的装入口壁限定。装入口壁布置成与处于装入位置中的舱的壁合作以限制处于装入位置中的舱的环境与培育室中其他舱的环境流体连通的程度。

Description

培育器装置及方法
技术领域
本发明涉及培育器装置及方法。
背景技术
不孕不育在世界范围内影响了8千万人以上。据估计，全部夫妇的10％出现原发性或继发性不孕。体外受精(IVF)是可选的医疗方式，其可以给一对本来不能怀孕的夫妇提供妊娠的机会。它是这样一种过程，其中从妇女的卵巢获取卵细胞(卵母细胞)，然后在实验室中用精子使其受精。然后将在此过程中产生的胚胎放入子宫中以便可能的植入。在受精(授精)和移植之间，通常将胚胎存放在培育器的培育室中2-6天，在该时间期间，它们可以例如通过成像而被定期监视，以对它们的发育进行评估。通常以模拟输卵管和子宫内的环境为目的，对培育器内的条件，如温度和大气成分，进行控制。因此，当培育胚胎时，例如在温度和/或大气方面设法维持培育室内的稳定的环境可能是重要的。
在通常的IVF周期中，使来自单个患者的若干卵细胞受精并培育所得到的胚胎。然而，通常不是所有被培育的胚胎都被移植到患者的子宫，这是为了减少潜在危险的多胞胎的风险。通常会在被培育的胚胎的发育潜力的评估结果的基础上选择用于移植的胚胎。确定有最大潜力发育成为活产的胚胎将优先于它们群体中的其他胚胎被选择。因此，IVF治疗的重要方面是评估包含一群体的胚胎的发育潜力，即确定胚胎质量，其中胚胎质量是代表胚胎成功植入、在移植后在子宫中的发育并导致健康宝宝出生的可能性的预测。
最近研究出的评估胚胎质量的有力工具是延时胚胎成像。延时胚胎成像涉及到在胚胎发育期间获取胚胎的图像。这可以允许确立各种发育事件(例如细胞分裂)的时机。这些时机有时可以被称为胚胎的形态学动态参数。研究显示了各种胚胎发育事件的时机和持续时间可以怎样与胚胎的发育潜力相关。例如，从一个细胞分裂成两个细胞的时间比较早被认为是优质胚胎的指标。其他形态学动态参数，例如在从两个细胞分裂成四个细胞时两个分裂的同步性程度也被认为是对胚胎质量敏感的。
随着延时胚胎成像(延时显微镜)成为监视胚胎以便评估胚胎质量的确定技术，已经可以得到专门研制出来用于执行延时胚胎成像的装置。
用于执行延时胚胎成像的一种公知装置是胚胎镜(RTM)设备和相关的胚胎发育观察者(RTM)软件，其由Unisense FertiliTech A/S(奥尔胡斯，丹麦)研制出来并可从它那儿得到。胚胎镜(RTM)装置具有在由滑动件托架支撑的六个可移除滑动件上培育胚胎的能力，每个滑动件包括3×4的接收器阵列，因此能保持至多12个胚胎，每个胚胎都处于单独的接收器中，位于其自己的介质液滴中，与其他胚胎分开。原则上，这提供了具有72个胚胎容量的装置。然而，在实际使用中，每个滑动件仅用于来自单个患者的胚胎，由于不是所有的治疗都正好涉及12个胚胎，所以通常不是每个滑动件的所有接收器都被使用。胚胎镜(RTM)装置具有用于给胚胎成像的内置显微镜，滑动件托架可在两个水平方向(X和Y方向)上相对于显微镜移动，以允许不同接收器中的胚胎被顺序地移动到视显微镜的视野中进行成像。胚胎被每次一个地成像并且接收器的壁被布置成减小在培育期间胚胎从一个接收器转移到另一个接收器的风险。显微镜进一步配置成在多个不同高度(Z方向)利用其焦平面给胚胎成像。已经提出了用于进行延时胚胎成像的许多其他设备，例如来自IMT国际有限公司的EmbryoGuard装置，来自Astec有限公司的IVF胚胎观察系统CCM-IVF，和来自Sanyo E&EEurope BV的活细胞成像培育系统。
当最初在研制延时胚胎成像时，常见的是将胚胎从培育器取出以在培育环境之外进行成像，然后将胚胎放回到培育器中进行进一步培育直到需要随后的图像为止。然而，已经认识到，从培育器频繁取出胚胎可能不利于它们的发育潜力，因此如胚胎镜(RTM)的设备被研制出来以允许胚胎在原位被成像，这样干扰较少。然而，仍然存在干扰培育器中的胚胎环境的可能性，例如当打开培育器以允许装入或取出其它胚胎时(即装入或取出保持一个或多个胚胎的盘/托盘/托架/器皿)。
因此，需要新设计的培育器，其可以帮助减少胚胎在其培育期间经历的环境干扰。
发明内容
根据本发明的第一方面，提供了一种用于支承在胚胎滑动件上的胚胎的培育器，培育器包括：由培育室壳体限定的培育室；和包括多个限定了舱的舱壁的滑动件托架，所述舱用于将胚胎滑动件保持在培育室内以进行培育，其中滑动件托架可相对于培育室壳体移动以允许选择的舱移动到装入位置，装入位置至少部分地由与培育室壳体相关联的装入口壁限定，并且其中装入口壁布置成与处于装入位置中的舱的壁合作，以限制处于装入位置中的舱的环境与培育室中其它舱的环境流体连通的程度。
根据一些实施方式，装入口壁定位成与处于装入位置中的舱的舱壁对齐以限制处于装入位置中的舱的环境与培育室中其它舱的环境流体连通的程度。
根据一些实施方式，未处于装入位置中的舱的环境是流体连通的以使得这些舱有共同的培育气氛。
根据一些实施方式，滑动件托架可通过绕旋转轴旋转而相对于培育室壳体移动。
根据一些实施方式，相邻的舱之间的舱壁在径向方向上远离旋转轴延伸。
根据一些实施方式，装入口壁的至少一部分在径向方向上远离旋转轴延伸。
根据一些实施方式，用于接收胚胎滑动件的舱包括围绕以旋转轴为中心的圆的弧段布置的扇形部分。
根据一些实施方式，滑动件托架可通过沿着平移轴平移而相对于培育室壳体移动。
根据一些实施方式，培育器还包括用于驱动滑动件托架相对于培育室壳体运动的马达。
根据一些实施方式，培育器还包括控制器，其适合于控制马达将选择的舱移动到装入位置。
根据一些实施方式，控制器还适合于根据预定装入程序选择待移动到装入位置的舱。
根据一些实施方式，装入口壁与培育室壳体整体地形成。
根据一些实施方式，装入口壁由耦接到培育室壳体的装入口插入件提供。
根据一些实施方式，培育器还包括可移除托盘，其布置在处于装入位置的区域中的滑动件托架下面，以收集通过该区域中的滑动件托架中的任何孔的流体。
根据一些实施方式，培育器还包括用于调节装入口壁和处于装入位置中的舱的壁之间的间隔的机构，以调节对处于装入位置中的舱的环境与培育室中其他舱的环境流体连通的程度的限制。
根据一些实施方式，用于调节装入口壁和处于装入位置中的舱的壁之间的间隔的机构包括用于改变装入口壁和处于装入位置中的舱的壁的相对位置的驱动机构。
根据一些实施方式，用于调节装入口壁和处于装入位置中的舱的壁之间的间隔的机构包括可膨胀的密封元件。
根据一些实施方式，培育器还包括用于指示处于装入位置中的舱的身份的显示器。
根据一些实施方式，培育器还包括布置成控制滑动件托架的温度的温度控制系统。
根据一些实施方式，培育器还包括布置成控制培育室内的环境条件的环境控制系统。
根据一些实施方式，培育器还包括可从关闭位置移动到打开位置的装入口盖，在关闭位置中，装入口盖覆盖装入位置，在打开位置中，装入口盖不覆盖装入位置。
根据一些实施方式，培育器还包括密封元件，其与装入口盖结合布置，以在装入口盖处于关闭位置中时在装入位置和包围培育器的环境之间提供密封。
根据本发明进一步的方面，提供了一种将支承在胚胎滑动件上的胚胎装入培育器中的方法，该方法包括：提供由培育室壳体限定的培育室；提供包括多个限定了舱的舱壁的滑动件托架，所述舱用于将胚胎滑动件保持在培育室内以进行培育；使滑动件托架相对于培育室壳体移动以使选择的舱移动到装入位置，装入位置至少部分地由与培育室壳体相关联的装入口壁限定，其中装入口壁布置成与处于装入位置中的选择的舱的壁合作以限制处于装入位置中的选择的舱的环境与培育室中其它舱的环境流体连通的程度；和将胚胎滑动件装入处于装入位置中的选择的舱中。
根据本发明进一步的方面，提供了一种用于支承在胚胎滑动件上的胚胎的培育器，所述培育器包括：由培育室壳体限定的培育室；和用于将胚胎滑动件保持在培育室内以进行培育的滑动件托架，其中滑动件托架可相对于培育室壳体移动以允许选择的胚胎滑动件移动到装入位置，装入位置至少部分地由与培育室壳体相关联的装入口壁限定，并且其中装入口壁可从关闭配置变成打开配置，其中在关闭配置中，装入口壁与处于装入位置中的胚胎滑动件周围的滑动件托架合作以限制处于装入位置中的胚胎滑动件的环境与培育室中其它胚胎滑动件的环境流体连通的程度，并且在打开配置中，装入口壁与滑动件托架间隔开以允许胚胎滑动件移入或移出装入位置。
应该理解，上面关于本发明的第一和其他方面描述的本发明的特征和方面可酌情等同地适用于根据本发明其他方面的本发明的实施方式并且可以与其结合，而不局限于上面描述的特定组合。
附图说明
现在仅通过举例的方式参考以下附图描述本发明，其中：
图1示意性地表示根据本发明一实施方式的培育器装置；
图2示意性地表示图1的培育器装置，其中外壳被移除；
图3示意性地表示图1和2的培育器装置的培育室壳体和关联的装入口插入件和滑动件托架；
图4示意性地表示图3的培育室壳体，其中盖被移除以显示滑动件托架的更多细节；
图5示意性地表示根据本发明一实施方式的样品滑动件，其包含用于保持胚胎的接收器；
图6示意性地表示图1的培育器装置的正面，其中装入口盖处于打开位置中；
图7示意性地表示图1的培育器装置的装入口的特写图，其中装入口盖处于打开位置中；和
图8示意性地表示图1的培育器装置的装入口的特写图，其中装入口盖处于打开位置中并且装入口插入件是分离的。
具体实施方式
图1示意性地表示根据本发明一实施方式的培育器装置2的透视图。应当懂得，本文中没有详细描述的装置2的所有特征和操作的方面可以根据已知技术来实现，例如，根据以前的延时胚胎成像装置(如上面所讨论的那些)和其他培育器中使用的原理。
本实例中的装置2具有大约60厘米×50厘米的典型占地面积和大约50厘米的高度。装置2包括容纳两个触敏显示器的外壳4，触敏显示器提供用户界面6，用户可以通过用户界面6与装置2进行交互，例如提供控制指令和读取状态信息。外壳4包括可枢转的装入口盖8，其在下文进一步讨论。
图2示意性地表示从不同观察点观察的图1的培育器装置2，其中外壳4被移除以显示装置2的各种内部组件。装置2包括基板10，各种其它组件安装到基板10上。培育器2在其中心包括由培育室壳体12限定的培育室和滑动件托架14。滑动件托架包括多个舱以保持各自的胚胎滑动件，胚胎滑动件具有用于接收将在培育室内培育的胚胎的接收器(图2中仅一小部分滑动件托架是可见的)。装置2的各个方面可以由任何合适的材料制造。例如，在一个实施方式中，培育室壳体12可以由钢板形成，滑动件托架14可以由铝形成，而胚胎滑动件(图1和2中未示出)可以由模制塑料形成。
装置2还包括成像设备20，在这种情况下是数字显微镜。显微镜20安装在培育室外面，对齐培育室壳体12上的观察口，以允许显微镜记录培育室中的胚胎的图像。成像设备20包括具有聚光器光学器件的照明组件以及成像光学器件和传感器组件，聚光器光学器件位于培育室的一侧上(在培育室下面并且在图2所示的图中不可见)，成像光学器件和传感器组件位于培育室的相对侧上(相对于图2中所示的取向位于培育室上方)。成像设备的这两个组件通过安装臂26连接以帮助确保它们之间的正确对齐。应当懂得，根据其它实施方式可以采用成像设备的替代配置。例如，成像光学器件和传感器可以布置在培育室(胚胎室)下面，照明组件在上面，或在另一个实例中，成像和照明组件可以在培育室的同一侧上(上面或下面)，例如使用放置在物镜周围用于暗场照明、背向散射光或荧光成像的环形照明装置。成像设备20及其获得延时胚胎成像数据的操作可以广泛遵循常规技术。例如，成像设备20可以类似于在上面讨论的已知的胚胎镜(RTM)装置中使用的成像设备。例如，成像设备20可以采用20×N.A.0.40LWD(长工作距离)的霍夫曼调制对比度物镜，其耦接到2048×1088像素(每微米3像素)的单色12位传感器，利用来自1W红色LED的照明(峰值发射大约635纳米)。同样地，有关图象数据采集和存储的装置操作方面可以总体上遵循常规技术。
培育室壳体12和滑动件托架14都是大致圆形的且相对薄的(即盘状)——例如滑动件托架的厚度(高度)小于选自5厘米、4厘米、3厘米、2厘米和1厘米的一个量，培育室壳体的厚度(高度)小于选自10厘米、9厘米、8厘米、7厘米、6厘米、5厘米、4厘米、3厘米、2厘米和1厘米的一个量。培育室壳体的典型宽度(直径)例如可以在大于15厘米且小于60厘米；大于25厘米且小于50cm；大于30厘米且小于40厘米的范围内。因此，培育室在第一方向(直径/宽度)上的典型长度可以比培育室在第二方向(高度/厚度)上的典型长度大2倍以上，例如大3倍以上，例如大5倍以上，例如大10倍以上。
培育室壳体12相对于基板10固定在合适位置中，滑动件托架14可在由培育室壳体12限定的培育室内绕旋转轴16旋转。在本实例中，滑动件托架14直接安装到马达18的轴上，马达18安装在培育室下面并且位于外部。因此，马达18的轴穿过培育室下侧中的开口并耦接到滑动件托架，以使得马达可以驱动滑动件托架在培育室内旋转。可以根据任何已建立的马达驱动技术采用其他马达配置驱动滑动件托架在培育室内旋转，例如可以采用没有中心轴且使用耦接到中空管周围的直线马达的马达配置，其中滑动件托架安装到所述中空管。因而，培育室内的不同胚胎可以旋转成与成像设备对齐以便监视(图像采集)。在一些实例中，滑动件托架14可以由马达通过齿轮/皮带系统间接驱动。然而，在这些情况下，采取措施以确保驱动系统中的松弛不影响胚胎可以可靠且重复地与成像设备20的成像轴对齐的程度可能是合适的。
装置2的其他组件包括电源、用于例如在大气温度和成分方面控制培育室内的条件的气体控制系统。在一些实施方式中还可以包括接口，通过接口可以输出延时胚胎成像数据和/或可以输入控制指令和配置信息。装置还包括中央控制单元28，其例如基于运行适当的控制程序的可编程计算机，以控制装置的操作。例如在控制成像设备20以获取胚胎图像数据和提供图像数据的存储方面，中央控制单元可以提供各种控制功能，以控制滑动件托架14的旋转，控制气体控制系统、用户界面6，等等。在一些实例中，控制单元28还可以支持分析功能以确定胚胎质量并向用户提供其指标。在一些实例中，单个控制单元可以提供这些功能，而在其他实例中，可以为一些功能提供单独的控制单元。例如，可以为气体控制系统提供单独的控制单元以在控制系统的别的方面出现故障的情况下帮助确保气体控制系统连续运行以维持胚胎所需的培育条件。由于培育器装置的这些其他组件可以基于常规技术，所以为简洁起见在这里不对其进行详细描述。也就是说，除非本文另有所述，装置2的所有其它设计和操作方面可以基于现有的技术。例如，装置2可以采用类似于在上面讨论的已知胚胎镜(RTM)装置中使用的气体控制系统。例如，气体控制系统可以是三气体系统，其提供30℃至45℃范围内的在±0.2℃内的气体温度稳定性，和5％至20％范围内的在±0.2％内的氧浓度稳定性，和2％至10％范围内的在±0.2％内的二氧化碳浓度稳定性。气体控制系统还可以提供培育室内的气体体积的定期净化/再生。再循环路径可以包括过滤器，如用于挥发性有机化合物的活性炭过滤器和用于颗粒的HEPA过滤器。
图3和4是透视图(从不同的观察点)，其更详细地以示意性的方式示出了图1和2中所示的装置2的培育室的培育室壳体12和滑动件托架14。图4与图3的不同之处在于：在示出培育室时，培育室壳体12的盖部分被移除以暴露滑动件托架14的更多细节。
如上所述，培育室是大致盘状的，尽管在本特定实例的实施方式中，培育室壳体12的一个四分之一圆周延伸到角部中，而滑动件托架14保持更圆的形状。这导致培育室内的气体交换区域32，其与滑动件托架14上的胚胎间隔开以提供一区域，可以在该区域中通过外部气体控制系统将气体引入到培育室和从培育室排出以降低气流对培育室内的胚胎的影响。这个区域也可以被用于与培育室的气氛控制相关联的传感器和气体取样口，例如除了在其他地方提供的传感器和气体取样口之外的冗余传感器和气体取样口。更一般地，气体交换区域可以通过提供培育室壳体12的一区域来提供，该区域延伸远离滑动件托架以限定气体交换区域，并且这不必遵循图3和4中所示的具体角状设计。
上面讨论的观察口34在图3中很明显，但在图2中不明显，因为它在该图中被成像设备20遮住了。观察口34包括培育室壳体12中的透明区域，通过该透明区域，成像设备20可以给培育室内的胚胎成像。观察口34可以包括简单的开口或者可以包括窗，窗可以是普通的，或包括成像设备20的光学系统的一部分。在观察口包括简单开口的场合，成像设备20可以紧密耦接到培育室壳体12以限制培育室在该区域中不密封的程度。在成像设备20包括培育室下方的照明组件24的该特定实例的实施方式中，在培育室壳体的下侧有对应的开口，照明光可以通过该开口。如上所述，在一些其它实例中，成像光学器件/传感器可以在培育器的底侧，并且在这种情况下，观察口(可以通过其给胚胎成像)将对应地位于培育器壳体的底侧上。在这种情况下，可以从培育器上方提供照明(通过培育室壳体的上侧上的对应开口/窗)。在任一种情况下，如上所述，在一些配置中，照明光源以及成像光学器件和传感器可以在培育室的同一侧上，例如用于背向散射光、暗场或荧光成像。
如在图4中可以看到的，滑动件托架14包括多个舱36，它们大致布置为围绕以旋转轴16为中心的圆的多个扇形部分。在该特定实例中，有十五个包括滑动件托架的舱。滑动件托架14还包括在其中两个舱36之间的传感器区域30，其提供了可以安装监视设备例如温度传感器和/或pH传感器的位置。一种可以方便使用的特定类型的pH传感器是光学pH传感器，例如可从美国Blood Cell Storage股份有限公司获得的SAFE Sens IVM型传感器，其用于基于pH指标提供荧光信号。与培育器控制有关的其他参数的传感器也可以酌情安装在样品托架上。在一些实例中，可以在样品托架上的不同位置提供多个传感器区域，例如在不同的其他成对的舱36之间或在其它位置以为这种感测(例如，为了提供冗余度)提供更多的位置。
各个舱由舱壁38限定。将相邻的舱36隔开的舱壁38包括从旋转轴16径向向外延伸到滑动件托架14的外周的径向部分。在该实例中，每个舱36的舱壁38还包括内部方位角部分，其连接在最接近径向轴16的舱壁的径向部分的端部之间。因此，各个舱36在三侧上被它们各自的舱壁38包围。原则上，带有其舱壁38的滑动件托架14可以由单块材料机械加工，但在本实例中，滑动件托架包括基本上平的基部，舱壁38以模块化的方式附连到其上，如图中示意性示出的。
虽然在图中不可见，但根据本发明实施方式的滑动件托架14设有加热元件作为装置的温度控制系统的一部分，其配置为根据所需的培育条件控制滑动件托架的温度，并因此控制安放在其上的胚胎的温度。加热元件例如可以包括加热箔和位于传感器区域30(或任何其他合适的位置)中的附连到样品托架14并且例如基于常规的温度伺服控制技术连接到温度控制电路的温度传感器。
每个舱36配置成接收并保持可移除的胚胎滑动件，胚胎滑动件具有接收器用于接收在其上培育的胚胎。采用可移除的胚胎滑动件使得能在培育之前和之后容易地将胚胎运送到装置或从装置运送出来，进而有助于避免交叉污染。典型地，胚胎滑动件将是用后即可抛弃的(“一次性使用”)，单独的滑动件用于来自单个患者的胚胎。滑动件托架与安装在其上的胚胎滑动件的组合可以方便地称为样品平台。
图5是用于培育器装置2中的胚胎滑动件40的示意性透视图。本实例中的胚胎滑动件40是塑料的并且通过注塑形成。胚胎滑动件40的尺寸和其下表面的任何造型布置成与滑动件托架14的舱的尺寸和形状合作，因而胚胎滑动件40可以被装入滑动件托架14的舱36之一中以在培育期间保持它。胚胎滑动件40包括多个接收器42以保持待培育的胚胎。图5中所示的滑动件40被表示为具有六个接收器，但通常可以有更多的接收器。例如，在滑动件上可以有16个接收器，每个接收器42的尺寸和形状可以对应于任何已知的用于培育的胚胎的接收器的设计。接收器42的位置布置为使得当胚胎滑动件被装入滑动件托架的舱中时，沿曲线保持胚胎，该曲线对应于以滑动件托架的旋转轴16为中心的圆的弧段。此外，接收器的位置布置成使得当胚胎滑动件被装入滑动件托架时，接收器将胚胎保持在距旋转轴16一距离处，该距离对应于培育室壳体12上的观察口34的旋转轴16和成像设备20的成像轴距旋转轴16的之间的距离。这意味着仅仅通过使滑动件托架相对于培育室壳体旋转到合适的位置，就可以使不同胚胎滑动件的各个接收器与成像设备20的成像轴对齐，所述合适的位置可以被称为选择的胚胎的监视位置。使滑动件托架14旋转以将待成像胚胎置于监视位置中可以通过按照常规的马达控制技术驱动马达18来进行控制，例如在滑动件托架14旋转时用编码器来跟踪滑动件托架14相对于培育室壳体12的位置。当包含被选择进行监视的胚胎的接收器旋转到监视位置时，可以用成像设备进行成像，并且对应的图像数据被存储起来以便以后按照常规的延时胚胎成像技术进行分析。
因此，培育室中的胚胎可以顺序地与成像设备对齐以便通过简单地将滑动件托架14旋转到合适的位置来进行监视(图像捕获)。各个胚胎成像的频率和定时可以根据所需的监视程序来进行。具体地，配置为管理装置2的操作的控制单元28可以适合于根据所需的监视程序控制滑动件托架14的旋转和成像设备20的操作以获取图像。用在给定植入中的特定监视程序对于作为本文中描述的本发明实施方式的基础的原理而言并不重要。
如可在图3中看到的，培育室壳体12大体上包括被侧壁分开的平的下表面和平的上表面。在使用中，包括滑动件托架14的舱36中的多数位于由培育室壳体12限定的培育室内，因此不容易接近进行胚胎滑动件的装入和/或取出。因此，与培育室壳体12关联地提供装入口44以允许胚胎滑动件被单独装入处于装入位置中(即与装入口44对齐)的任一个舱中。因此，不同的舱可被移动到装入位置以便装入/取出将被置于培育室中或将从培育室移除的胚胎滑动件。通过利用马达18相对于培育室壳体适当地转动滑动件托架，可以将选择的舱移动到装入位置。因而，在滑动件装入操作中，控制单元28可以配置为使将要装入滑动件的舱移动到与装入口44对齐的装入位置。类似地，在滑动取出操作中，控制单元28可以配置为使将从中取出滑动件的特定舱移动为与装入位置对齐(就这一点而言，装入位置也可以被称为取出位置)。特定胚胎滑动件被装入舱和从舱取出的具体时间可以根据当前应用来选择，例如在培育的时间和持续时间方面根据所需的培育程序。可以在用户界面6上提供目前处于装入位置中的舱的身份指示，用户可以利用用户界面6选择将被带到装入位置的舱。
装入口44由装入口开口46(基于培育室壳体12中的切口)和装入口壁48限定。在一些实例中，装入口壁可与培育室壳体12整体地形成，但在本实例中，装入口壁48由单独的装入口插入件50提供。在图3和4中为便于示出，装入口插入件50被表示为与培育室壳体12分离。然而，在使用中，装入口插入件50被置于培育室壳体12中的相关切口内的合适位置中，在那里它例如被夹子或其他固定装置保持。
在本实例中的装入口插入件50包括大体上布置在由装入口壁48限定的开口下方的防溢托盘56。装入口插入件50布置成使得当耦接到培育室壳体12时，防溢托盘56位于样品托架下方，特别是在处于装入位置中的舱的下方。滑动件托架14的舱36一般具有与胚胎的位置对齐的开口(孔)以允许成像。例如，在胚胎被从下面照亮的场合，孔允许照明光穿过样品托架，在胚胎被从下面成像的场合，孔允许通过样品托架观察胚胎(如果胚胎被从上面照亮并成像，可以没有孔)。如果在舱的底部有孔，则在装入或取出过程中从滑动件意外溢出的流体(例如生长培养基或油)或在清洗过程中被引入的流体(例如清洗液)可能可以穿过样品托架并进入培育室的内部。如果发生这种情况，则可以预期溢出的液体落入布置在处于装入位置中的舱下方的防溢托盘中。然后可以容易地移除装入口插入件50以便清洗或更换。这可能比本来在溢出后需要做的拆卸培育室进行内部清洗简单得多。
装入口开口46的尺寸允许胚胎滑动件通过开口46以便放置在已经移动到与装入口44对齐的装入位置中的样品托架14的舱36中(或从其中取出)。一旦滑动件(托盘)被装入处于装入位置中的选择的舱或被从其中取出，培育器装置就可以开始移动另一个舱使其与装入口对齐，以允许另一个滑动件被装入/取出。可替代地，通过将相关的接收器转到与观察口34/成像设备20相关联的监视位置，培育器装置可以继续监视培育室中的胚胎。在这方面的具体操作将取决于所采取的培育程序。
在图1中，用于将胚胎滑动件40装入滑动件托架14的舱36中(或从其取出)的装入口44被表示为由装入口盖8覆盖。装入口盖8是可移动的以使得它可以从关闭位置移动到打开位置，在关闭位置中，装入口盖防止从装置外部接近装入口44，如图1所示，在打开位置中，装入口44被暴露以便接近，如图6中示意性地示出的。因此，图6示意性地表示图1中所示的装置的正面的透视图，但其中装入口盖8处于打开位置中以允许胚胎滑入件装入与装入口44对齐的任一个舱36/从其取出。图7和8类似于图6，但从不同角度表示装入口44区域的更近的图，在图8的情况中，装入口插入件50被表示为与培育室壳体12分离。装入口盖8设置有密封环52，其例如包括弹性材料，如橡胶或泡沫，其布置成当装入口盖8处于关闭位置中时，帮助密封装入口44使其与周围大气隔离。
在一些示例性实施方式中，装入口盖8的操作由锁定系统(未示出)控制，锁定系统可以布置成防止装入口盖8的意外开启。因而，在正常操作过程中，例如在正常培育过程中，当马达18运转使滑动件托架14旋转以定位胚胎从而通过成像系统20进行图像采集时，装入口盖8可以被锁定在关闭位置中(图1中示意性示出的位置)。因此锁定系统可以配置成仅仅在如下情况下打开装入口盖8：培育程序或通过用户界面6的用户干预已经选择了用于装入或取出的特定滑动件，保持选择的滑动件的相关舱已经旋转成与装入口44对齐并且马达18已被关闭。一旦锁定系统释放装入口盖8，装入口盖8就可以打开，因此相关的滑动件可以被装入或取出。当装入口盖8重新关闭时，它可以自动重新锁定。
培育器的潜在问题是在装入和取出过程中在培育室内的气氛的扰乱。如上所述，当培育胚胎时，例如在温度和/或气氛方面设法保持培育室内的稳定环境可能是重要的。然而，将胚胎装入培育室或从其中取出是扰乱的一个潜在来源。为了帮助减小培育室内的环境被装置中的装入/取出过程扰乱的程度，根据本发明的一些实施方式，装入口的装入口壁48和处于装入位置中的舱的舱壁38布置为合作(彼此对齐)，以便限制处于装入位置中的舱的大气环境(即该舱中的空气量)与留在培育室内的其他舱的大气环境流体连通的程度。显然，未处于装入位置中的舱(即，培育室中的其他舱)的大气环境是流体连通的，因此分享共同的气氛。这种情况是因为装入口壁48和舱壁38是对齐的，其实际上将处于装入位置中的舱的环境与培育室内的其相邻的舱分隔，但培育室中其他舱的大气环境是流体连通的(或具体地在本文中，是气体连通的)，因为培育室内的大气可以越过舱壁38在它们之间移动。因此，处于装入位置中的舱与培育室内的其它舱被分隔壁分隔，该分隔壁由装入口壁48和处于装入位置中的舱的舱壁38组合提供。相应的壁的尺寸和位置使得它们的相应边缘(即，对于图中所示的取向，装入口壁48的底边缘和舱壁38的上边缘)在选择的舱移动到装入位置时接近，如图7中示意性所示的。
在装入口壁和处于装入位置中的舱的舱壁的边缘之间留下的间隙54的尺寸将确定处于装入位置中的舱和其它舱之间的气体交换被限制的程度。一方面，间隙54应制造得小以增大组合的壁的阻塞效果，以将处于装入位置中的舱与其他舱分隔开。另一方面，如果壁38、48布置成使得间隙54非常小，则可能会增大相应的壁彼此卡住的风险。因而，间隙的尺寸可以考虑与培育器装置的元件相关联的加工公差来进行选择。
在一些实施方式中，额外的密封件，例如弹性条(例如由橡胶或尼龙硬毛形成，或气动管，其可以在选择的用于装入或取出的舱移动到装入位置之后在装入门打开之前膨胀)，可以附连到装入口壁48的底边缘以邻接处于装入位置中的舱壁的上边缘。实际上，在另一个实例中，装入口壁48本身可以包括弹性材料，例如橡胶，以在减小卡住的风险的情况下允许在装入口壁48和处于装入位置中的舱的舱壁38之间的小间隙，或甚至根本没有间隙。可替代地，或另外，在一些实施方式中，舱壁38的上边缘(或整个舱壁38)可以类似地包括弹性/柔性材料。在一些实例中，通过做出安排以在滑动件托架旋转到合适的装入位置且马达停止之后，但在装入门打开之前，降低装入口壁48和/或升高舱壁，任何间隙的尺寸都可以被减小，并且在一些情况下被消除。在特定的实施方式中，装入口壁48可以降低或舱壁可以升高，因此它们接触以完全消除间隙。例如通过升高样品托架(例如，通过使滑动件托架附连到其上的马达沿着其旋转轴移动)，可以提供使装入口壁和舱壁合起来的相对运动。
如上所述，携带胚胎的滑动件在培育期间被置于由舱壁限定的舱36中。通常期望在滑动件托架中有某一水平的凹陷/造型以帮助接收和定位滑动件。在这方面，可以预期一般在相邻的滑动件之间将至少有某一形式的舱壁。然而，原则上，在一些实例中，滑动件托架可以是完全平的，滑动件简单地被置于平的表面上的所需位置中并以某种其他方式被保持在适当位置中，例如通过依靠摩擦、粘着垫或磁力。在这种情况下，装入口壁可以是可调节的以允许它从关闭配置变成打开配置。在关闭配置中，装入口壁非常接近(或接触)在装入位置周围的滑动件托架，以限制装入位置和培育器内的气氛之间的气体交换。在打开配置中，装入口壁与滑动件托架间隔开以便在滑动件旋转进入和离开装入位置中时不干涉滑动件的运动。装入口壁例如可以配置为在提供装入位置的通路的装入口盖可以打开之前采用关闭配置。在一些实例中，允许从关闭配置移动到打开配置的调节装置可以由装入口壁提供，该装入口壁具有可用闸门的方式来回移动的组件。在其它实例中，可以通过装入口壁提供关闭配置和打开配置之间的调节，该装入口壁实际上包括可膨胀元件，例如可膨胀腔/可膨胀管，其可以根据需要扩展(例如膨胀)以采用关闭配置和不扩展(例如收缩)以采用打开配置。在这方面，根据某些示例实施方式，可以提供支承在胚胎滑动件上的胚胎的培育器，该培育器包括：由培育室壳体限定的培育室；和用于将胚胎滑动件保持在培育室内以进行培育的滑动件托架，其中滑动件托架可相对于培育室壳体移动以允许选择的胚胎滑动件移动到装入位置，装入位置至少部分地由与培育室壳体相关联的装入口壁限定，并且其中装入口壁可从关闭配置变成打开配置，其中在关闭配置中，装入口壁与处于装入位置中的胚胎滑动件周围的滑动件托架合作，以限制处于装入位置中的胚胎滑动件的环境与培育室中的其它胚胎滑动件的环境流体连通的程度，并且在打开配置中，装入口壁与滑动件托架间隔开以允许胚胎滑动件移入或移出装入位置。
有与根据本文中描述的发明的不同方面的培育器装置相关联的各种优点。
例如根据本发明的一个方面，在一些实施方式中，培育室是大致盘状的，滑动件托架14可在培育室中旋转以允许包含选择的胚胎的接收器与成像设备20对齐以便进行监视/图像采集。与基于可线性平移的滑动件托架的方法相比，这种方法可以提供更紧凑的设计(例如，对于给定的装置占地面积具有更大的容量)。这是因为给定尺寸的可线性平移的滑动件托架实际上需要其尺寸两倍左右的工作空间以将滑动件托架的两个末端带到公共监视位置。另外，胚胎在以样品托架的旋转轴为中心的圆的弧段上的布置可以允许利用仅仅一个自由度上的运动(旋转)观察较大量的胚胎。与依赖可XY平移的工作台的设备相比，这可以简化设备的构造。此外，与可旋转的滑动件托架相关联的大致圆形的对称性可以使得比可线性平移的滑动件托架更容易在不同的舱中保持更均匀的环境。例如，对于可线性平移的滑动件托架，滑动件托架端部的区域可能需要特别的考虑，例如在温度控制方面，因为它们的周围环境不同于朝向滑动件托架中间的区域。此外，在培育过程中，与右侧的滑动件相比，朝向线性滑动件托架的左侧放置的滑动件将被移动到仪器内的不同位置。对于上面所描述的类型的圆形滑动件托架，不同舱的周围环境大体相似，并且如果滑动件托架实际上持续旋转(即当不同的胚胎顺序与成像设备对齐时)，所有被装入的滑动件的位置都将大致经历相同的平均环境并且类似地暴露于培育室内的任意位置，这些位置可能潜在地遭受不同的条件(例如在温度和/或气体成分方面)。
根据本发明的另一个方面，在一些实施方式中，装入口的壁和滑动件托架的舱的壁合作以在装入口盖8打开时限制培育室和外部环境之间的大气交换，以帮助维持培育室内稳定的培育条件。此外，由于未处于装入位置中的舱的环境在培育室内流体连通，所以提供了共同的培育气氛。这可以帮助降低对于胚胎的环境干扰的程度。例如，移离装入位置进入培育室中的新装入的胚胎滑动件暴露于被维持在所需培育条件下的较大的气体体积。与每个胚胎滑动件在培育过程中留在单独控制的舱中的情况相比，这可以允许新装入的胚胎的环境更快地与所需的培育条件一致。
应当理解，本发明的不同实施方式可以结合这两个方面的任一个，或者结合这两个方面。例如，根据一些实施方式，如上所述的合作的壁的布置可以提供给可线性平移而不是可旋转的微小托架。根据一些其它实施方式，在不使用合作的壁的布置的情况下可以提供可旋转的滑动件托架的布置。
应当进一步理解，本发明的上述示例性实施方式可以以各种方式根据本发明的其它示例性实施方式进行修改。
例如，尽管在图5中所示的胚胎滑动件40包括布置在单个圆弧上的接收器，但在另一个实施方式中，当胚胎滑动件被装入样品托架14的舱中时，胚胎滑动件可以包括成群布置在距旋转轴16不同半径处的若干不同圆弧上的接收器。例如，除了图5中所示的接收器42之外，根据一些实施方式，接收器还可以沿着弧段提供，所述弧段较接近于或较远离旋转轴16，以便实际上提供两(或更多)排接收器。在这样的情况下，成像设备20可以布置成具有足够大的视野以同时对不同排中的胚胎进行成像，或者可以提供驱动机构以选择性地将成像设备20移动到距旋转轴16不同的距离，以使得它可以与不同的弧段上的接收器对齐。该后一种方法给装置引入额外的驱动机构来移动成像设备，但仍然能够用来增大容量，或相对于例如图5中所示的使用单个弧段上的用于保持胚胎的接收器的方法，对于相同的容量提供接收器之间的更大间隔。在又一个实例中，可以提供多个成像设备(具有对应的观察口)，其各自的成像轴位于距旋转轴不同的距离处。因此，不同的成像设备可以给距旋转轴不同距离的弧段上的胚胎成像。
此外，尽管上述培育器装置包括单个监视位置用于图像采集，但根据本发明的其他实施方式，监视站还可以设置在培育室周围的其他位置。例如，可以提供额外的成像设备以实际上加倍可以获得图像的速度。可替代地，可以提供用于监视所培育的胚胎的一个或多个不同方面的一个或多个额外的监视站。例如可以在培育室周围的不同位置提供用于监视气体呼吸或任何其他感兴趣的参数的站，所述不同位置距旋转轴的距离对应于胚胎在处于培育器内时的位置。
因而，描述了用于监视培育器中的胚胎的装置和方法。该装置包括由培育室壳体限定的培育室和滑动件托架，滑动件托架包括多个舱壁，所述舱壁限定了用于将胚胎滑动件保持在培育室内以进行培育的舱。滑动件托架例如能够通过旋转相对于培育室壳体移动的，以允许选择的舱移动到装入位置，装入位置至少部分地由与培育室壳体相关联的装入口壁限定。装入口壁布置成与处于装入位置中的舱的壁合作以限制处于装入位置中的舱的环境与培育室中其他舱的环境流体连通的程度。
本发明的其他特定和优选的方面在所附的独立和从属权利要求中阐明。应当理解，从属权利要求的特征可以以不同于权利要求中明确阐明的组合方式与独立权利要求的特征结合。

Claims (26)

1.一种用于支承在胚胎滑动件上的胚胎的培育器，所述培育器包括：
由培育室壳体限定的培育室；和
包括多个限定了舱的舱壁的滑动件托架，所述舱用于将胚胎滑动件保持在所述培育室内以进行培育，其中所述滑动件托架可相对于所述培育室壳体移动以允许选择的舱移动到装入位置，所述装入位置至少部分地由与所述培育室壳体相关联的装入口壁限定，并且其中所述装入口壁布置成与处于所述装入位置中的舱的壁合作，以限制处于所述装入位置中的舱的环境与所述培育室中其它舱的环境流体连通的程度。
2.根据权利要求1所述的培育器，其中所述装入口壁定位成与处于所述装入位置中的舱的舱壁对齐以限制处于所述装入位置中的舱的环境与所述培育室中其它舱的环境流体连通的程度。
3.根据任一项前述权利要求所述的培育器，其中未处于所述装入位置中的舱的环境是流体连通的以使得这些舱有共同的培育气氛。
4.根据任一项前述权利要求所述的培育器，其中所述滑动件托架能够通过绕旋转轴旋转而相对于所述培育室壳体移动。
5.根据权利要求4所述的培育器，其中相邻的舱之间的舱壁在径向方向上远离所述旋转轴延伸。
6.根据权利要求4或5所述的培育器，其中所述装入口壁的至少一部分在径向方向上远离所述旋转轴延伸。
7.根据权利要求4或5所述的培育器，其中用于接收胚胎滑动件的舱包括围绕以所述旋转轴为中心的圆的弧段布置的扇形部分。
8.根据任一项前述权利要求所述的培育器，其中所述滑动件托架能够通过沿着平移轴平移而相对于所述培育室壳体移动。
9.根据任一项前述权利要求所述的培育器，还包括用于驱动所述滑动件托架相对于所述培育室壳体运动的马达。
10.根据权利要求9所述的培育器，还包括控制器，其适合于控制所述马达将选择的舱移动到所述装入位置。
11.根据权利要求10所述的培育器，其中所述控制器还适合于根据预定装入程序选择待移动到所述装入位置的舱。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的培育器，其中所述装入口壁与所述培育室壳体整体地形成。
13.根据权利要求1至11中任一项所述的培育器，其中所述装入口壁由耦接到所述培育室壳体的装入口插入件提供。
14.根据任一项前述权利要求所述的培育器，还包括可移除托盘，其布置在处于所述装入位置的区域中的滑动件托架下面，以收集通过该区域中的滑动件托架中的任何孔的流体。
15.根据任一项前述权利要求所述的培育器，还包括用于调节所述装入口壁和处于所述装入位置中的舱的壁之间的间隔的机构，以调节对处于所述装入位置中的舱的环境与所述培育室中其他舱的环境流体连通的程度的限制。
16.根据权利要求15所述的培育器，其中用于调节所述装入口壁和处于所述装入位置中的舱的壁之间的间隔的所述机构包括用于改变所述装入口壁和处于所述装入位置中的舱的壁的相对位置的驱动机构。
17.根据权利要求15或16所述的培育器，其中用于调节所述装入口壁和处于所述装入位置中的舱的壁之间的间隔的所述机构包括可膨胀的密封元件。
18.根据任一项前述权利要求所述的培育器，还包括用于指示处于所述装入位置中的舱的身份的显示器。
19.根据任一项前述权利要求所述的培育器，还包括布置成控制所述滑动件托架的温度的温度控制系统。
20.根据任一项前述权利要求所述的培育器，还包括布置成控制所述培育室内的环境条件的环境控制系统。
21.根据任一项前述权利要求所述的培育器，还包括能够从关闭位置移动到打开位置的装入口盖，在所述关闭位置中，所述装入口盖覆盖所述装入位置，在所述打开位置中，所述装入口盖不覆盖所述装入位置。
22.根据权利要求21所述的培育器，还包括密封元件，其与所述装入口盖结合布置，以在所述装入口盖处于所述关闭位置中时在所述装入位置和包围所述培育器的环境之间提供密封。
23.一种将支承在胚胎滑动件上的胚胎装入培育器中的方法，该方法包括：
提供由培育室壳体限定的培育室；
提供包括多个限定了舱的舱壁的滑动件托架，所述舱用于将胚胎滑动件保持在所述培育室内以进行培育；
使所述滑动件托架相对于所述培育室壳体移动以使选择的舱移动到装入位置，所述装入位置至少部分地由与所述培育室壳体相关联的装入口壁限定，其中装入口壁布置成与处于所述装入位置中的选择的舱的壁合作，以限制处于所述装入位置中的选择的舱的环境与所述培育室中其它舱的环境流体连通的程度；和
将胚胎滑动件装入处于所述装入位置中的选择的舱中。
24.一种用于支承在胚胎滑动件上的胚胎的培育器，所述培育器包括：
由培育室壳体限定的培育室；和
用于将胚胎滑动件保持在所述培育室内以进行培育的滑动件托架，其中所述滑动件托架可相对于所述培育室壳体移动以允许选择的胚胎滑动件移动到装入位置，所述装入位置至少部分地由与所述培育室壳体相关联的装入口壁限定，并且其中所述装入口壁能够从关闭配置变成打开配置，其中在所述关闭配置中，所述装入口壁与处于所述装入位置中的胚胎滑动件周围的滑动件托架合作以限制处于所述装入位置中的胚胎滑动件的环境与所述培育室中其它胚胎滑动件的环境流体连通的程度，并且在所述打开配置中，所述装入口壁与所述滑动件托架间隔开以允许胚胎滑动件移入或移出所述装入位置。
25.一种基本上如在上文中参照附图的图1至8所描述的装置。
26.一种基本上如在上文中参照附图的图1至8所描述的将胚胎装入培育器中的方法。
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