CN108085253A - 胚胎培养和操作一体化装置及其工作方法 - Google Patents

胚胎培养和操作一体化装置及其工作方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种胚胎培养和操作一体化装置及其工作方法，一体化装置包括胚胎培养区和胚胎操作区，胚胎培养区内具有培养皿；培养皿具有身份标志；传送区与外界保持隔离，内部与胚胎培养区连通；传送区的内部具有第一传送机构；身份识别模块设置在传送区和缓冲区之间，用于识别身份标志；缓冲区与外界保持隔离，内部根据需要地与胚胎操作区连通；缓冲区设置在传送区和胚胎操作区之间，内部具有第二传送机构；温度和气体控制模块分别连接所述胚胎培养区、传送区、缓冲区和胚胎操作区，分别控制温度以及气体浓度；移取模块根据需要地获得指定位置的培养皿，并放置在第一传送机构上。本发明具有移动过程中对胚胎无不利影响等优点。

Description

胚胎培养和操作一体化装置及其工作方法
技术领域
本发明涉及胚胎培养，特别涉及胚胎培养和操作一体化装置及其工作方法。
背景技术
在辅助生殖实验室中，科研人员将胚胎放置在培养皿内置于培养箱中进行培养，在需要对胚胎进行操作时，将其移出培养箱置于工作站内进行操作，从培养箱移出胚胎时，可能会发生拿错的情况，尤其是实验室业务繁忙时，出错的几率更大，另外胚胎在培养箱内时，温度、气体浓度等设定为适合胚胎发育的特定值，离开培养箱时其所处的环境会发生突变，对胚胎发育十分不利。
当前主流的降低环境突变对胚胎发育影响的解决方案主要有两个：
1.在建立实验室时将培养箱和工作站都安装于培养室内，培养箱围绕工作站放置，使两者在地理位置上尽量靠近，尽可能降低胚胎从移出培养箱到放置于工作站的过程中环境突变对胚胎造成的影响。该方案的不足在于：
只要培养皿离开培养箱，胚胎所需的温度、气体浓度、PH值都会发生突变，对胚胎的伤害不可避免，只能减少影响时间，另外该方案须人工进行身份确认，可能会出现人为错误。
2.对培养皿的结构进行改进，使其进气快，泄气慢，在胚胎从培养箱取出到放置于工作站的过程中尽量维持气体浓度，减缓环境突变的速度。该方案的主要不足在于：
对培养皿结构进行改进能减缓气体浓度的变化速度，但无法避免温度的突变，对胚胎的伤害也无法避免，另外取出胚胎和放置胚胎都须人工进行身份确认，可能会出现人为错误。
降低拿取培养皿出错概率的主要方案如下：
采用双人校核制度，降低单人校验产生错误的概率。双人复核可以在一定程度上降低单人校验犯错的概率，但无法杜绝犯错。
发明内容
为解决上述现有技术方案中的不足，本发明提供了一种对胚胎无不利影响、替代人工校验的胚胎培养和操作一体化装置。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种胚胎培养和操作一体化装置，所述一体化装置包括胚胎培养区和胚胎操作区，所述胚胎培养区内具有培养皿；所述培养皿具有身份标志；
所述一体化培养装置进一步包括：
传送区，所述传送区与外界保持隔离，内部与所述胚胎培养区连通；所述传送区的内部具有第一传送机构；
身份识别模块，所述身份识别模块设置在传送区和缓冲区之间，用于识别所述身份标志；
缓冲区，所述缓冲区与外界保持隔离，内部根据需要地与所述胚胎操作区连通；所述缓冲区设置在所述传送区和胚胎操作区之间，内部具有第二传送机构；
温度和气体控制模块，所述温度和气体控制模块分别连接所述胚胎培养区、传送区、缓冲区和胚胎操作区，分别控制所述胚胎培养区、传送区、缓冲区和胚胎操作区内的温度以及气体浓度；
移取模块，所述移取模块根据需要地获得指定位置的培养皿，并放置在所述第一传送机构上。
根据上述的胚胎培养和操作一体化装置，可选地，所述缓冲区包括：
预备缓冲区，
实时缓冲区，所述预备缓冲区和实时缓冲区呈并列设置。
根据上述的胚胎培养和操作一体化装置，优选地，所述移取模块采用三维移动机械臂。
根据上述的胚胎培养和操作一体化装置，可选地，所述一体化装置进一步包括：
移出区，所述移出区的一端连通所述胚胎培养区，另一端连通传送区，且处于身份识别模块的下游；所述移出区与外界隔离，内部具有第三传送机构；
所述移取模块将移出区中的培养皿放置在胚胎培养区内的指定位置。
根据上述的胚胎培养和操作一体化装置，可选地，所述一体化装置进一步包括：
分选机构，所述分选机构根据所述身份识别模块的识别结果而选择性地将培养皿送入缓冲区或移出区。
根据上述的胚胎培养和操作一体化装置，优选地，分选机构采用推送机构。
根据上述的胚胎培养和操作一体化装置，可选地，所述推送机构包括：
第一推送机构；
第二推送机构，所述第一推送机构和第二推送机构依次设置在传送区的一侧，且均处于身份识别模块的下游；缓冲区和移出区分别设置在传送区的另一侧，分别承接推送机构推送的培养皿。
本发明的目的还在于提供了上述的细胞操作台的工作方法，该发明目的是通过以下技术方案得以实现的：
根据上述的胚胎培养和操作一体化装置的工作方法，所述工作方法包括以下步骤：
(A1)选择胚胎；
(A2)移取模块移取胚胎培养区内的与选择的胚胎对应的培养皿，并放置在传送区内；
(A3)身份识别模块识别传送来的培养皿：若符合，培养皿被送入缓冲区；
(A4)缓冲区内的培养皿被送入胚胎操作区内；
在上述过程中，所述胚胎培养区、传送区、缓冲区和胚胎操作区内维持符合要求的温度、气体浓度。
根据上述的工作方法，在步骤(A4)中，缓冲区内的培养皿依照顺序进入胚胎操作区内。
根据上述的工作方法，可选地，在步骤(A3)中，若不符合，培养皿被通过移出区送回到原胚胎培养区。
与现有技术相比，本发明具有的有益效果为：
1.从胚胎培养区到胚胎操作区，全程进行温度、气体浓度的控制，从而避免胚胎在移动过程中可能产生的所有环境突变；
2.采用自动化身份识别模块，取代双人校核制度，避免出现人为错误。
附图说明
参照附图，本发明的公开内容将变得更易理解。本领域技术人员容易理解的是：这些附图仅仅用于举例说明本发明的技术方案，而并非意在对本发明的保护范围构成限制。图中：
图1是根据本发明实施例的胚胎培养和操作一体化装置的结构简图。
具体实施方式
图1和以下说明描述了本发明的可选实施方式以教导本领域技术人员如何实施和再现本发明。为了教导本发明技术方案，已简化或省略了一些常规方面。本领域技术人员应该理解源自这些实施方式的变型或替换将在本发明的范围内。本领域技术人员应该理解下述特征能够以各种方式组合以形成本发明的多个变型。由此，本发明并不局限于下述可选实施方式，而仅由权利要求和它们的等同物限定。
实施例1：
图1示意性地给出了本发明实施例1的胚胎培养和操作一体化装置的结构简图，如图1所示，所述胚胎培养和操作一体化装置包括：
胚胎培养区1，所述胚胎培养区内具有多个培养皿，所述培养皿具有身份标志，如二维码，该标志与培养皿一一对应；
胚胎操作区，所述胚胎操作区是本领域现有技术，在此不再赘述；
传送区2，所述传送区与外界保持隔离，内部与所述胚胎培养区连通；所述传送区的内部具有第一传送机构，如传送带；
身份识别模块3，如二维码识别模块，所述身份识别模块设置在传送区和缓冲区之间，用于识别所述身份标志；
缓冲区4-5，所述缓冲区与外界保持隔离，内部根据需要地与所述胚胎操作区连通；所述缓冲区设置在所述传送区和胚胎操作区之间，内部具有第二传送机构，如传送带；
温度和气体控制模块，所述温度和气体控制模块分别连接所述胚胎培养区、传送区、缓冲区和胚胎操作区，分别控制所述胚胎培养区、传送区、缓冲区和胚胎操作区内的温度以及气体浓度，使得符合各种相同或不同的要求；
移取模块，如三维移动机械臂，所述移取模块根据需要地获得指定位置的培养皿，并放置在所述第一传送机构上。
根据上述的胚胎培养和操作一体化装置的工作方法，所述工作方法包括以下步骤：
(A1)选择胚胎；
(A2)移取模块移取胚胎培养区内的与选择的胚胎对应的培养皿，如第个胚胎培养区的第12个培养皿，并放置在传送区内；
(A3)身份识别模块识别传送来的培养皿：若符合，培养皿被送入缓冲区；若不符合，则传送区内的第一传送机构反向移动，从而将培养皿送回到原胚胎培养区内，再通过移取模块放回到原始位置；
不符合身份验证的培养皿在传送区内移动的同时，其它选择的培养皿无法在传送区内正向移动；只有待不符合身份验证的培养皿回到原位置后，其它选择的培养皿才能在传送区内正向地移动到身份识别模块；
(A4)缓冲区内的培养皿依照顺序被送入胚胎操作区内；
在上述过程中，所述胚胎培养区、传送区、缓冲区和胚胎操作区内维持符合要求的温度、气体浓度。
实施例2：
本发明实施例的胚胎培养和操作一体化装置，与实施例1不同的是：
1.所述胚胎培养和操作一体化装置进一步包括：
移出区，所述移出区的一端连通所述胚胎培养区，另一端连通传送区，且处于身份识别模块的下游；所述移出区与外界隔离，内部具有第三传送机构；所述移取模块将移出区中的培养皿放置在胚胎培养区内的指定位置；
分选机构，所述分选机构根据所述身份识别模块的识别结果而选择性地将培养皿送入缓冲区或移出区；本实施例中的分选机构采用推送机构，包括：
第一推送机构；
第二推送机构，所述第一推送机构和第二推送机构依次设置在传送区的一侧，且均处于身份识别模块的下游；缓冲区和移出区分别设置在传送区的另一侧，分别承接推送机构推送的培养皿。
2.如图1所示，所述缓冲区包括：
预备缓冲区4，预备缓冲区用于暂存系统自动推送的待操作的培养皿，
实时缓冲区5，实时缓冲区用于暂存用户实时获取的培养皿；所述预备缓冲区和实时缓冲区呈并列设置。
根据本实施例的胚胎培养和操作一体化装置的工作方法，所述工作方法包括以下步骤：
(A1)选择胚胎；
(A2)移取模块移取胚胎培养区内的与选择的胚胎对应的培养皿，并放置在传送区内；
(A3)身份识别模块识别传送来的培养皿：若符合，培养皿被推送机构送入预备缓冲区或实时缓冲区；若不符合，培养皿被推送机构送入移出区，并传送到培养皿的原培养区，并由移取模块送回原始位置；
不符合身份验证的培养皿在移出区内移动的同时，其它选择的培养皿在传送区内移动；
(A4)预备缓冲区内的培养皿依照顺序被送入胚胎操作区内，如遇到实时缓冲区内有培养皿，则实时缓冲区内的培养皿优先进入操作区内；
在上述过程中，所述胚胎培养区、传送区、缓冲区和胚胎操作区内维持符合要求的温度、气体浓度。
实施例2：
本发明实施例的胚胎培养和操作一体化装置，与实施例2不同的是：
推送机构被三维移动机械臂取代，三维移动机械臂抓取培养皿，并放置到缓冲区或移出区内。

Claims (10)

1.一种胚胎培养和操作一体化装置，所述一体化装置包括胚胎培养区和胚胎操作区，所述胚胎培养区内具有培养皿；其特征在于：所述培养皿具有身份标志；
所述一体化培养装置进一步包括：
传送区，所述传送区与外界保持隔离，内部与所述胚胎培养区连通；所述传送区的内部具有第一传送机构；
身份识别模块，所述身份识别模块设置在传送区和缓冲区之间，用于识别所述身份标志；
缓冲区，所述缓冲区与外界保持隔离，内部根据需要地与所述胚胎操作区连通；所述缓冲区设置在所述传送区和胚胎操作区之间，内部具有第二传送机构；
温度和气体控制模块，所述温度和气体控制模块分别连接所述胚胎培养区、传送区、缓冲区和胚胎操作区，分别控制所述胚胎培养区、传送区、缓冲区和胚胎操作区内的温度以及气体浓度；
移取模块，所述移取模块根据需要地获得指定位置的培养皿，并放置在所述第一传送机构上。
2.根据权利要求1所述的胚胎培养和操作一体化装置，其特征在于：所述缓冲区包括：
预备缓冲区，
实时缓冲区，所述预备缓冲区和实时缓冲区呈并列设置。
3.根据权利要求1所述的胚胎培养和操作一体化装置，其特征在于：所述移取模块采用三维移动机械臂。
4.根据权利要求1所述的胚胎培养和操作一体化装置，其特征在于：所述一体化装置进一步包括：
移出区，所述移出区的一端连通所述胚胎培养区，另一端连通传送区，且处于身份识别模块的下游；所述移出区与外界隔离，内部具有第三传送机构；
所述移取模块将移出区中的培养皿放置在胚胎培养区内的指定位置。
5.根据权利要求4所述的胚胎培养和操作一体化装置，其特征在于：所述一体化装置进一步包括：
分选机构，所述分选机构根据所述身份识别模块的识别结果而选择性地将培养皿送入缓冲区或移出区。
6.根据权利要求5所述的胚胎培养和操作一体化装置，其特征在于：分选机构采用推送机构。
7.根据权利要求6所述的胚胎培养和操作一体化装置，其特征在于：所述推送机构包括：
第一推送机构；
第二推送机构，所述第一推送机构和第二推送机构依次设置在传送区的一侧，且均处于身份识别模块的下游；缓冲区和移出区分别设置在传送区的另一侧，分别承接推送机构推送的培养皿。
8.根据权利要求1-7任一所述的胚胎培养和操作一体化装置的工作方法，所述工作方法包括以下步骤：
(A1)选择胚胎；
(A2)移取模块移取胚胎培养区内的与选择的胚胎对应的培养皿，并放置在传送区内；
(A3)身份识别模块识别传送来的培养皿：若符合，培养皿被送入缓冲区；
(A4)缓冲区内的培养皿被送入胚胎操作区内；
在上述过程中，所述胚胎培养区、传送区、缓冲区和胚胎操作区内维持符合要求的温度、气体浓度。
9.根据权利要求8所述的工作方法，其特征在于：在步骤(A4)中，缓冲区内的培养皿依照顺序进入胚胎操作区内。
10.根据权利要求8所述的工作方法，其特征在于：在步骤(A3)中，若不符合，培养皿被通过移出区送回到原胚胎培养区。
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