CN112970738B - 一种利用水凝胶向生物材料进行溶液投送的方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于化学品投送技术领域。为了解决采用吸管进行卵子/胚胎与溶液的接触处理时，存在着操作不便以及将卵子/胚胎冲出载体或者是直接吸出的问题，本发明公开了一种利用水凝胶向生物材料进行溶液投送的方法。该方法具体包括以下步骤：步骤S1，将待投放的溶液制备成水凝胶的结构形式；步骤S2，将生物材料与所述步骤S1中制备获得的水凝胶进行接触，通过水凝胶内溶液向生物材料的扩散，完成投放操作。采用本发明的方法进行卵子/胚胎冷冻处理过程的溶液投放操作时，不仅可以完全避免使用吸管进行溶液投放和吸出时可能对胚胎造成的冲出或吸出风险，而且可以提高投放操作的可靠性和便捷性，保证后续冷冻处理的正常进行。

Description

一种利用水凝胶向生物材料进行溶液投送的方法

技术领域

本发明属于化学品投放技术领域，具体涉及一种利用水凝胶向生物材料进行溶液投送的方法。

背景技术

通过将不同溶液依次投送至生物材料中，使生物材料与不同溶液按特定顺序依次进行接触反应，这样的操作在很多应用和研究中都很重要。其中，在卵子/胚胎的冷冻处理过程中，就需要首先将卵子/胚胎依次与基本培养液(Basic solution,BS)、平衡液(Equilibrium solution,ES)以及玻璃化冷冻液(vitrification solution,VS)进行接触反应，之后再将卵子/胚胎置于液氮中进行冷冻保存。

目前，采用传统的技术进行卵子/胚胎与不同化学品的接触处理操作时，通常采用吸管的形式将卵子/胚胎投放至化学品溶液以及从化学品溶液中吸出，然而目前，在进行卵子/胚胎与上述不同溶液间的依次接触反应操作时，包括手动方式和自动方式。

采用手动方式时，利用手动控制吸管的方式，对卵子/胚胎进行不同溶液间的投放和吸出操作，从而完成卵子/胚胎与不同溶液之间的接触反应。但是，由于卵子/胚胎的尺寸大约只有0.1～0.2毫米，肉眼基本不可见，需要配合显微镜进行操作，这样就会导致操作极其不便，很难准确控制卵子/胚胎在不同溶液中的存留时间，导致对操作人员的要求极高且操作效果稳定性极差。在显微镜中实时观察卵子/胚胎位置的情况下，不仅要准确控制对卵子/胚胎吸入和吸出的操作时间，而且还要准确控制不要把过多的溶液吸进玻璃吸管中，因此采用传统的技术对操作人员的要求极高而且操作效果的稳定性极差，导致可靠性较低。

采用自动方式时，例如借助澳大利亚Genea Limited公开的自动化卵子/胚胎玻璃化冷冻操作平台(Gavi)进行卵子/胚胎与上述不同溶液间的依次接触反应操作时，利用机械臂控制吸管的方式，将不同溶液依次投放和吸出至卵子/胚胎所在的载体，从而完成卵子/胚胎与不同溶液之间的接触反应。但是，由于玻璃化冷冻液的密度比水高，卵子/胚胎浸在玻璃化冷冻液内时通常会处于悬浮状态并随着液体的流动而发生漂移，这样在机械臂进行不同溶液的投放和吸出时，存在着将卵子/胚胎意外冲出或吸走的风险。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出了一种利用水凝胶向生物材料进行溶液投送的方法，该方法具体包括以下步骤：步骤S1，将待投放的溶液制备成水凝胶的结构形式；步骤S2，将生物材料与所述步骤S1中制备获得的水凝胶进行接触，通过水凝胶内溶液向生物材料的扩散，完成投放操作。

其中，在所述步骤S2中，预先对生物材料进行固定，再对所述步骤S1中制备获得的水凝胶进行移动操作，完成生物材料与所述步骤S1中制备获得水凝胶的接触。

其中，在所述步骤S2中，将生物材料预先置于设有凹槽的载体上，并且在容纳生物材料的凹槽内充满基础溶液。

其中，在所述步骤S1中，利用支撑架对制备获得的水凝胶进行固定；其中，所述支撑架为板状结构，并且设有固定孔，用于固定水凝胶。

其中，所述固定孔的孔口面积大于所述载体中凹槽的槽口面积。

其中，在所述步骤S1中，将所述水凝胶与所述支撑架进行连接时，所述水凝胶的端面位于与所述固定孔的孔口保持齐平或伸出所述固定孔的孔口的位置关系。

其中，在所述步骤S2中，所述支撑架沿垂直于所述载体表面的方向进行移动，使所述水凝胶与所述凹槽内的基础溶液形成沿竖直方向的直接接触。

其中，在所述步骤S2中，所述支撑架沿所述载体的表面进行水平移动，使所述水凝胶与所述凹槽内的基础溶液形成沿水平方向的逐渐接触。

其中，沿所述支撑架相对于所述载体表面移动的方向，所述固定孔的两端为开放式结构。

其中，在所述支撑架上设有多个固定孔，并且在所述步骤S1中，同时对多个水凝胶进行固定。

其中，多个所述固定孔沿直线方向分布在所述支撑架上，并且在所述步骤S2中，依次划过所述载体的凹槽。

其中，多个所述固定孔的尺寸相等，并且在所述步骤S2中，通过调整所述支撑架相对于所述载体进行水平移动的速度变化，控制各个固定孔中水凝胶与所述凹槽内基础溶液的接触时间。

其中，多个所述固定孔的尺寸不等，并且通过调整各个固定孔的尺寸，使所述步骤S2中，通过控制所述支撑架相对于所述载体进行匀速水平移动，控制各个固定孔中水凝胶与所述凹槽内基础溶液的接触时间。

其中，在所述步骤S2中，对所述步骤S1中制备获得的水凝胶进行固定，将生物材料转移至所述步骤S1中制备获得的水凝胶上，完成生物材料与所述步骤S1中制备获得的水凝胶的接触。

其中，在所述步骤S1中，将待投放的溶液制成板型结构的水凝胶，并且设有放置生物材料的容纳孔。

其中，在所述步骤S1中，将待投放的溶液制成独立的凹槽形结构水凝胶，并且根据需要将水凝胶进行安装固定。

其中，在所述步骤S1中，将待投放的溶液制备成物理性水凝胶或化学性水凝胶中的任意一种。

其中，在所述步骤S1中，制备玻璃化冷冻液的琼脂糖凝胶时，具体步骤如下：步骤T1，将渗透性冷冻保护剂添加至基础培养基中，制备获得两倍冷冻保护剂溶液；步骤T2，将非渗透性冷冻保护剂添加并溶解至基础培养基中，制备获得两倍非渗透性冷冻保护剂溶液；步骤T3，将琼脂糖溶解在80～90℃的两倍非渗透性冷冻保护剂溶液中，制备获得0.1～6％的琼脂糖溶液；步骤T4，将两倍冷冻保护剂溶液按1:1的容量添加至80～90℃的琼脂糖溶液里，经过搅拌、冷却、凝固，获得玻璃化冷冻液的琼脂糖凝胶。

采用本发明进行卵子/胚胎冷冻处理过程的溶液投放操作时，不仅可以完全避免使用吸管进行溶液投放和吸出时可能对胚胎造成的冲出或吸出风险，而且可以提高投放操作的可靠性和便捷性，保证后续冷冻处理的正常进行。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为实施例1中胚胎依次与基本培养液、平衡液以及玻璃化冷冻液进行接触反应的流程示意图；

图2为实施例1中将玻璃化冷冻液制备成物理性水凝胶中的琼脂糖凝胶的流程示意图；

图3为实施例1中载体的外形结构示意图；

图4为实施例1中支撑板与水凝胶连接后的结构示意图；

图5为实施例1中支撑板沿载体表面水平移动过程的示意图；

图6为实施例2中胚胎依次与基本培养液、平衡液以及玻璃化冷冻液进行接触反应的流程示意图；

图7为实施例2中水凝胶的外形结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图，以胚胎冷冻处理过程中，胚胎依次与基本培养液、平衡液以及玻璃化冷冻液进行接触反应的过程为例，对本发明的技术方案进行详细介绍说明。同样，本发明的技术方案也适用于向其他生物材料进行其他溶液化学品的投放操作。

实施例1

在本实施例中，采用以胚胎位置固定，将不同溶液依次投放至胚胎所在区域的方式，来完成胚胎依次与基本培养液、平衡液以及玻璃化冷冻液的接触反应。

结合图1所示，采用本实施例的方法进行胚胎冷冻处理过程中，胚胎依次与基本培养液、平衡液以及玻璃化冷冻液进行接触反应的具体步骤如下：

步骤S11，将平衡液和玻璃化冷冻液分别制备成水凝胶的结构形式。

在本实施例中，采用将胚胎预先置于基础培养液中，然后再分别将平衡液和玻璃化冷冻液依次投放至基础培养液中，通过溶液之间的置换实现胚胎依次与基础培养液、平衡液和玻璃化冷冻液的接触反应。因此，只需要将平衡液和玻璃化冷冻液制备成水凝胶的结构形式，之后通过平衡液水凝胶和玻璃化冷冻液水凝胶依次与基础培养液的接触，完成胚胎依次与基础培养液、平衡液和玻璃化冷冻液的接触反应。同样，在其他实施例中，也可以将基础培养液制备成水凝胶形式，通过胚胎依次与基础培养液水凝胶、平衡液水凝胶和玻璃化冷冻液水凝胶的接触，完成与基础培养液、平衡液和玻璃化冷冻液的接触反应。

结合图2所示，冷冻保护剂的配方主要有三个成分：渗透性冷冻保护剂、非渗透性冷冻保护剂和基础培养基。因此，在将玻璃化冷冻液制备成物理性水凝胶中的琼脂糖凝胶时，具体制备步骤如下：

步骤T1，将渗透性冷冻保护剂添加至基础培养基中，制备获得两倍冷冻保护剂溶液。

步骤T2，将非渗透性冷冻保护剂添加并溶解至基础培养基中，制备获得两倍非渗透性冷冻保护剂溶液。

步骤T3，将琼脂糖溶解在80～90℃的两倍非渗透性冷冻保护剂溶液中，制备获得0.1～6％的琼脂糖溶液。

步骤T4，将两倍冷冻保护剂溶液按1:1的容量添加至80～90℃的琼脂糖溶液里，经过搅拌、混合、冷却、凝固，获得玻璃化冷冻液的琼脂糖凝胶。

同样，在其他实施例中，根据不同工况的具体要求，平衡液和玻璃化冷冻液也可以制备成其他形式的物理性水凝胶，例如海藻酸钠水凝胶或明胶水凝胶，甚至也可以制备成化学性水凝胶，例如GelMA水凝胶。

此外，虽然在本实施例中是直接将玻璃化冷冻液制备成一份水凝胶，从而一次性完成向胚胎投放玻璃化冷冻液的操作。但是，在其他实施例中，完全可以根据具体情况，例如所使用玻璃化冷冻液的浓度情况，也可以将玻璃化冷冻液制成多份具有不同浓度玻璃化冷冻液的水凝胶，然后通过分别对多份不同浓度的水凝胶进行投放，从而完成整个玻璃化冷冻液的投放操作。

步骤S12，将胚胎置于载体上盛有基础培养液的凹槽中。

结合图3所示，在本实施例中，借助载体1对胚胎2进行盛放固定。其中，载体1为条状结构，包括手柄11、薄片12以及凹槽13。其中，凹槽13位于薄片12处，用于盛放待处理的胚胎2和基础培养液，并且凹槽13的尺寸大小可以根据待处理胚胎的数量、尺寸以及用于盛放的溶液量进行调整设置。其中，在本实施例中，凹槽的尺寸大小直接根据后续冷冻处理时对溶液残留量的要求进行设计，从而精准控制最终凹槽内的溶液残留量。

此外，在本实施例中，整个载体采用条状结构，以便于配合现有冷冻系统进行胚胎的冷冻处理操作，提高该载体与现有设备配合使用的兼容性。与此同时，将载体的手柄部分优先设计为具有足够宽度的结构，以便于设置标签对待处理胚胎进行相关信息的标注，而薄片则采用厚度均匀、材质透明、生物兼容且拥有良好传热性的塑料材料制成，保证对盛放胚胎的适用性以及后续冷冻时的热传递速度。同样，在其他实施例中，根据使用工况和要求的不同，载体也可以设计为其他具备凹槽的结构形式，例如平板型结构等等。

步骤S13，将步骤S11中制备获得的平衡液水凝胶和玻璃化冷冻液水凝胶分别置于载体上，并依次与凹槽中容纳胚胎的基础培养溶液进行接触，从而完成向胚胎依次投放平衡液和玻璃化冷冻液的操作。

在本实施例中，通过将平衡液水凝胶和玻璃化冷冻液水凝胶依次沿载体的表面划过凹槽，使水凝胶与胚胎所在凹槽内的基础培养液发生接触，从而在水凝胶内溶液与凹槽内基础培养液之间形成自由扩散，进而通过溶液间的置换完成向凹槽内进行溶液的投放和排出操作。这样，在胚胎与不同溶液的依次接触反应过程中，甚至是后续的冷冻过程中，胚胎都可以始终位于凹槽内而不再被进行任何单独的转移，从而避免了对胚胎反复转移操作时，给操作人员带来的操作不便问题。

优选的，借助一个支撑架对制备获得的水凝胶进行辅助支撑固定。这样，在步骤S13中通过支撑架控制水凝胶，不仅便于对水凝胶进行准确的移动和操作，而且可以减少对水凝胶的直接接触，避免对水凝胶造成污染和破坏，提高对水凝胶的保护。

结合图4所示，在本实施例中，支撑架3采用板状框架结构，并且设有固定孔31，用于固定水凝胶4a。其中，在本实施例中，预先将基础培养液与胚胎一起放入凹槽的情况下，在支撑架3上设有两个固定孔31，用于分别固定平衡液水凝胶和玻璃化冷冻液水凝胶。此时，借助支撑架就可以对平衡液水凝胶和玻璃化冷冻液水凝胶进行沿载体表面的平移滑动操作，而避免了对水凝胶的直接接触操作。

优选的，在本实施例中，进行水凝胶与支撑架的连接时，将水凝胶的端面位于与固定孔的孔口保持齐平或伸出所述固定孔的孔口的关系。这样，可以保证水凝胶沿载体表面划过凹槽时，在水凝胶与凹槽内溶液之间形成有效的接触，进而保证水凝胶内溶液与凹槽内溶液的有效置换。

进一步优选的，在本实施例中，将固定孔的孔口面积设置为大于载体中凹槽的槽口面积。此时，在水凝胶划过凹槽的过程中，就可以使水凝胶对凹槽形成全覆盖，进而在水凝胶对凹槽的覆盖情况下，完成水凝胶内溶液与凹槽内溶液的置换。这样，不仅可以避免溶液置换过程中，由于凹槽内溶液的流动而导致胚胎的溢出，从而提高对胚胎的保护，而且还可以达到水凝胶与凹槽内溶液之间的最大接触面积，从而获得最大的溶液置换效率。

此外，在本实施例中，虽然是通过沿载体表面移动支撑架，从而使支撑架上的水凝胶依次划过凹槽位置，完成水凝胶与凹槽内溶液的置换操作。但是，在其他实施例中，也可以沿垂直于载体表面的方向控制支撑架的往复移动，使水凝胶沿竖直方向直接对凹槽形成覆盖接触，从而完成水凝胶与凹槽内溶液的置换操作。

结合图4和图5所示，在本实施例中，沿支撑架3相对于载体12的表面进行水平方向移动，支撑架3的两端为开口结构，即两个固定孔31为开放式结构，并且减小两个固定孔31之间的支撑架尺寸。这样，支撑架3沿载体12的表面进行移动时，就可以首先由水凝胶4a而非支撑架3与凹槽13内的溶液发生接触，并且移动过程中可以快速通过两个固定孔之间的支撑架部分，从而缩短支撑架与凹槽内溶液的接触时间和接触面积。

结合图5所示，在支撑架沿载体表面移动的过程中，利用水凝胶表面所具有的一层薄薄的溶液，就可以形成水凝胶与载体表面的贴合接触，消除支撑架与载体之间由于不可能完全贴平而实际上存在的细缝。这样，可以防止由于支撑架与载体之间存在的缝隙，而对凹槽内溶液形成毛细管作用，从而避免凹槽内溶液在毛细管作用下携带胚胎流至支撑架与载体之间的细缝并由此对胚胎造成的损伤风险，使水凝胶与凹槽内溶液进行扩散交换过程中，胚胎可以安稳的留在凹槽内，提高对凹槽内胚胎的保护。

另外，在本实施例中，支撑架中两个固定孔为尺寸相同的长方形孔，并且在步骤S13中，通过控制支撑架沿载体表面移动速度的变化，达到对平衡液水凝胶和玻璃化冷冻液水凝胶分别与凹槽内溶液进行接触时间的准确控制，从而保证水凝胶内溶液与凹槽内溶液的有效置换。同样，也可以将两个固定孔设置为其他形状以及不等的尺寸，尤其是沿载体表面移动方向的不等尺寸，这样就可以将支撑架沿载体表面的移动速度调整为匀速移动，从而同样达到对平衡液水凝胶和玻璃化冷冻液水凝胶分别与凹槽内溶液进行接触时间的准确控制。

实施例2

在本实施例中，采用移动胚胎的方式，将其依次置于具有不同溶液的水凝胶上，从而完成胚胎依次与基本培养液、平衡液以及玻璃化冷冻液进行接触反应。

结合图6所示，采用本实施例的方法进行胚胎冷冻处理过程中，胚胎依次与基本培养液、平衡液以及玻璃化冷冻液进行接触反应的具体步骤如下：

步骤S21，将平衡液和玻璃化冷冻液分别制备成水凝胶的结构形式。

在本实施例中，采用与实施例1中相同的方式，将胚胎预先置于基础培养液中，然后再分别与平衡液和玻璃化冷冻液进行接触，这样直接制备平衡液水凝胶和玻璃化冷冻液水凝胶即可。此时，在本实施例中，采用与实施例1中相同的方法进行平衡液水凝胶和玻璃化冷冻液水凝胶的制备即可。

步骤S22，将胚胎从基础培养液中取出，并依次置于平衡液水凝胶和玻璃化冷冻液水凝胶上，使水凝胶内的溶液扩散到胚胎中，完成胚胎与平衡液和玻璃化冷冻液的接触反应。

结合图7所示，在步骤S21中，将平衡液和玻璃化冷冻液分别制备成平板形结构的水凝胶4b，并且在水凝胶4b的表面设有多个容纳孔41，用于胚胎的放置。此时，将胚胎置于容纳孔后，水凝胶内的溶液就会先扩散到胚胎周围的溶液里，然后再扩散至胚胎的内部，在此过程中，由于水凝胶没有流动性，胚胎就不会跑到水凝胶的内部而长时间保持在容纳孔内，进而就不会发生现有技术中将胚胎置于溶液内时出现的胚胎漂浮而离开显微镜焦平面的问题。这样，操作人员就可以借助显微镜对胚胎进行快速准确的转移操作，从而快速准确的完成胚胎与不同溶液之间的接触反应。

同样，在其他实施中，也可以直接将平衡液和玻璃化冷冻液制备成一个个独立的凹槽形结构水凝胶，再根据操作过程中的需要，将水凝胶安装摆放至设有多个安装孔的平板上，从而满足后续对胚胎在不同水凝胶之间的转移操作。

采用本发明的方法进行胚胎冷冻处理过程中溶液的投放操作时，至少具有以下效果之一：

1、在本发明中，通过将待投放的溶液制备成水凝胶的结构形式，利用水凝胶的不流动性以及水凝胶与胚胎接触时产生的溶液自由扩散，从而完成向胚胎进行溶液的投放操作。这样，既可以避免现有技术中使用吸管进行溶液投放和吸出时会造成对胚胎冲出或直接吸出的风险，实现溶液投放操作中对胚胎的保护，提高溶液投放过程的可靠性，也可以避免在直接进行溶液投放时胚胎随流动溶液出现的自由漂浮移动，从而保证操作人员可以对溶液投放过程中的胚胎进行快速准确的操作控制，提高操作的便捷性和有效性。

2、在本发明中，通过将溶液制备成水凝胶的结构形式而胚胎保持正常状态，此时，无论是预先将胚胎置于凹槽内进行位置固定，再由移动水凝胶的方式完成对胚胎投放溶液的操作，还是预先将水凝胶进行位置固定，再将胚胎转移至水凝胶表面的方式完成对胚胎投放溶液的操作，其最终经过溶液投放并完成与溶液接触反应的胚胎都是保持在正常状态下直接进行后续的冷冻保存处理。这样，不仅可以最大限度减少对冷冻前胚胎的多余处理操作，避免多余处理操作可能对冷冻前胚胎造成的破坏和影响，提高对胚胎的保护，而且也可以使后续冷冻中的胚胎经过常规解冻处理后即可直接重新获得胚胎，而不需要额外的获取操作，从而最大限度的减少后续解冻重新获取胚胎的操作，提高对胚胎解冻处理过程中的保护，提升整个胚胎冷冻处理的质量和效果。

3、在本发明中，借助支撑架对水凝胶进行支撑固定，通过对支撑架的直接操作控制，实现对水凝胶的固定和精准转移控制。这样，不仅可以提高对水凝胶的准确移动和操作，保证对胚胎进行溶液投放的准确操作，而且可以减少对水凝胶的直接接触，避免对水凝胶造成污染和破坏，提高对水凝胶的保护。

以上所述仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。

Claims (16)

1.一种利用水凝胶向生物材料进行溶液投送的方法，其特征在于，包括：

步骤S1，将待投放的溶液制备成水凝胶的结构形式，所述水凝胶包括平衡液水凝胶和玻璃化冷冻液水凝胶；

步骤S2，将生物材料与所述步骤S1中制备获得的水凝胶进行接触，通过水凝胶内溶液向生物材料的扩散，完成投放操作，其中所述生物材料包括卵子/胚胎；

所述将生物材料与所述步骤S1中制备获得的水凝胶进行接触，包括：

预先对生物材料进行固定，再对所述步骤S1中制备获得的水凝胶进行移动操作；或者

对所述步骤S1中制备获得的水凝胶进行固定，将生物材料转移至所述步骤S1中制备获得的水凝胶上。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述步骤S2中，将生物材料预先置于设有凹槽的载体上，并且在容纳生物材料的凹槽内充满基础溶液。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述步骤S1中，利用支撑架对制备获得的水凝胶进行固定；其中，所述支撑架为板状结构，并且所述支撑架设有用于固定水凝胶的固定孔。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述固定孔的孔口面积大于所述载体中凹槽的槽口面积。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在所述步骤S1中，将所述水凝胶与所述支撑架进行连接时，所述水凝胶的端面位于与所述固定孔的孔口保持齐平或伸出所述固定孔的孔口的位置。

6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在所述步骤S2中，所述支撑架沿垂直于所述载体表面的方向进行移动，使所述水凝胶与所述凹槽内的基础溶液形成沿竖直方向的直接接触。

7.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在所述步骤S2中，所述支撑架沿所述载体的表面进行水平移动，使所述水凝胶与所述凹槽内的基础溶液形成沿水平方向的逐渐接触。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，沿所述支撑架相对于所述载体表面移动的方向，所述固定孔的两端为开放式结构。

9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，在所述支撑架上设有多个固定孔，并且在所述步骤S1中，同时对多个水凝胶进行固定。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，多个所述固定孔沿直线方向分布在所述支撑架上，并且在所述步骤S2中，依次划过所述载体的凹槽。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，多个所述固定孔的尺寸相等，并且在所述步骤S2中，通过调整所述支撑架相对于所述载体进行水平移动的速度变化，控制各个固定孔中水凝胶与所述凹槽内基础溶液的接触时间。

12.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，多个所述固定孔的尺寸不等，并且通过调整各个固定孔的尺寸，使所述步骤S2中，通过控制所述支撑架相对于所述载体进行匀速水平移动，控制各个固定孔中水凝胶与所述凹槽内基础溶液的接触时间。

13.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述步骤S1中，将待投放的溶液制成板型结构的水凝胶，并且设有放置生物材料的容纳孔。

14.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述步骤S1中，将待投放的溶液制成独立的凹槽形结构水凝胶，并且根据需要将水凝胶进行安装固定。

15.根据权利要求1-14中任意一项所述的方法，其特征在于，在所述步骤S1中，将待投放的溶液制备成物理性水凝胶或化学性水凝胶中的任意一种。

16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，在所述步骤S1中，制备玻璃化冷冻液的琼脂糖凝胶时，具体步骤如下：

步骤T1，将渗透性冷冻保护剂添加至基础培养基中，制备获得两倍冷冻保护剂溶液；

步骤T2，将非渗透性冷冻保护剂添加并溶解至基础培养基中，制备获得两倍非渗透性冷冻保护剂溶液；

步骤T3，将琼脂糖溶解在80～90℃的两倍非渗透性冷冻保护剂溶液中，制备获得0.1～6％的琼脂糖溶液；

步骤T4，将两倍冷冻保护剂溶液按1:1的容量添加至80～90℃的琼脂糖溶液里，经过搅拌、冷却、凝固，获得玻璃化冷冻液的琼脂糖凝胶。