CN115777682A - 用于生物组织冷冻保存或解冻复苏的装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种用于生物组织冷冻保存或解冻复苏的装置，根据本发明一个实施例的装置包括：载体，所述载体上设置有凹槽或通孔，所述凹槽的开口处设置有栅状结构或所述通孔的上下两端分别设置有栅状结构，所述栅状结构将生物组织限制在所述凹槽或所述通孔中。通过本发明能够有序进行冷冻保护剂的投送或移除，有效提高了胚胎/卵子冷冻保存或解冻复苏操作的效率。
Description
技术领域
本发明涉及生物工程技术领域，尤其涉及一种用于生物组织冷冻保存或解冻复苏的装置
背景技术
细胞冷冻保存技术在很多生物领域是一项重要的技术，将细胞从低温冷冻状态恢复到正常代谢状态也同样重要，解冻复苏的过程包含了把冷冻保护剂移除替换成正常培养基的过程。
现有技术在胚胎冷冻或解冻时使用的装置具有操作复杂，效率较低等问题。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种用于生物组织冷冻保存或解冻复苏的装置，以解决现有技术的装置在进行胚胎冷冻或解冻时存在的操作复杂、效率较低等问题。
本发明的主要目的在于提供一种用于生物组织冷冻保存或解冻复苏的装置，以解决现有技术存在的上述问题，其中：
根据本发明实施例的用于生物组织冷冻保存或解冻复苏的装置，其包括：载体，所述载体上设置有凹槽或通孔，所述凹槽的开口处设置有栅状结构或所述通孔的上下两端分别设置有栅状结构，所述栅状结构将生物组织限制在所述凹槽或所述通孔中。
其中，所述装置还包括：生物芯片，所述生物芯片包括溶液入口和溶液出口；其中，所述载体紧密贴合在所述生物芯片的下方，所述生物芯片与所述载体之间形成有经过所述凹槽的微通道，所述微通道内的溶液经过所述栅状结构扩散至所述凹槽内。
其中，所述生物芯片的底部的至少一部分为敞开式区域，所述载体紧密贴合在所述生物芯片的下方以封闭所述生物芯片的敞开式区域。
其中，所述生物芯片包括二个溶液入口和一个溶液出口。
其中，所述生物芯片的溶液入口和溶液出口分别与所述微通道连通。
其中，所述装置还包括：底盘，其上设置有多个容器，每个所述容器中分别承载有溶液；机械运动装置，其包括进行上下移动的第一运动轴和进行左右移动的第二运动轴，其中，所述第一运动轴与所述载体连接，所述第二运动轴与所述底盘连接。
其中，所述底盘设置在所述载体的下方。
其中，所述栅状结构包括多个相互平行设置的柔性栅条，多个柔性栅条中的每两个栅条之间的距离小于所述生物组织的直径且大于溶液分子的直径。
根据本发明的技术方案，在进行冷冻保存或解冻复苏操作时，胚胎/卵子被栅状结构限制在凹槽或通孔内而不能够飘出，冷冻液或解冻液能够穿过栅状结构与胚胎/卵子接触，这样能够有序进行冷冻保护剂的投送或移除，有效提高了胚胎/卵子冷冻保存或解冻复苏操作的效率。
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1A是根据本发明实施例的载体的俯视的示意图；
图1B是图1A中A的局部放大图；
图2A是图1A中B-B线的剖面示意图(凹槽)；
图2B是图2A中C的局部放大图；
图3A是图1A中B-B线的剖面示意图(通孔)；
图3B是图3A中D的局部放大图；
图4A是根据本发明实施例的玻璃毛细管穿过栅状结构的俯视图；
图4B是图4A中E的局部放大图；
图4C是图4A中F-F线的剖面示意图；
图4D是图4C中G的局部放大图；
图5是根据本发明实施例的载体、底盘和机械运动装置的示意图；
图6A是根据本发明实施例的生物芯片和载体的俯视的示意图；
图6B是图6A中H-H线的剖面示意图；
图6C是图6B中K的局部放大图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明具体实施例及相应的附图对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
以下结合附图，详细说明本发明各实施例提供的技术方案。
根据本发明实施例提供一种用于生物组织冷冻保存或解冻复苏的装置，参考图1A、图1B、图2A、图2B、图3A和图3B，该装置包括载体，载体 1大体为长条状结构，其包括前端薄片和后端载杆。载体1的前端薄片可采用厚度均匀、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。载体1的后端载杆也可称为手柄或手持部，是操作者的手直接接触操作的位置。在本申请中的附图中仅示出了载体的前端薄片部分，载体1的后端载杆部分不作为重点部分而未示出。
在本申请的一些实施例中，载体1的前端(即前端薄片)上设置有凹槽 11，凹槽11用于盛放待处理的生物组织和保护生物组织的相关溶液。凹槽 11的开口处设置有栅状结构12。在本申请实施例中，载体1的厚度可为 0.25-0.7毫米，凹槽11的深度可为0.2-0.5毫米，凹槽11的上表面的直径可为0.2–1毫米。
在本申请的另一些实施例中，载体1的前端(即前端薄片)上设置有通孔15，通孔15用于盛放待处理的生物组织和保护生物组织的相关溶液。通孔15的上端和下端分别设置有栅状结构16。在本申请实施例中，载体1的厚度可为0.25-0.7毫米，通孔15的深度可为0.25-0.7毫米，通孔15的上表面/下表面的直径可为0.2–1毫米。
其中，所述生物组织可以是胚胎、卵子、细胞等生物材料，本申请对此不进行限制。
在本申请实施例中，栅状结构包括多个柔性栅条，多个柔性栅条中的每两个栅条之间的间隙的距离小于生物组织的直径且大于溶液分子的直径，其中所述间隙的距离为0.05-0.08毫米。这样，栅状结构就能够将生物组织限制在凹槽或通孔中的情况下进行生物组织的冷冻保存或解冻复苏操作。
栅状结构柔性栅条具有弹性，栅状结构可在与外物(例如玻璃毛细管) 接触时发生形变从而可使外物由两个柔性栅条之间的细缝穿过栅状结构。结合参考图4A至图4D，使用玻璃毛细管5向凹槽11中投放胚胎时，当玻璃毛细管5触碰到栅状结构时，栅状结构12会发生形变，继续向下插入玻璃毛细管，则玻璃毛细管5就能够穿过栅状结构12的细缝进入凹槽11中，而将玻璃毛细管5内的胚胎投入到凹槽11中。待胚胎投放后，玻璃毛细管离开凹槽11则栅状结构12恢复成初始状态，由于栅状结构12的栅距小于胚胎的直径，胚胎可以被限制在凹槽11中，并不会随着液体的流动离开载体2。同样地，也可以使用同样的方法将玻璃毛细管插入凹槽，将胚胎吸入毛细管内，转移到其他地方。
类似地，使用玻璃毛细管5向通孔15投放胚胎的过程与以上描述类似，不再赘述。不同的是，通孔的优势是分子可以从上下两端向内或外扩散，相比于一端的实施例，可以加快冷冻保护剂的投送和移除的速度。
根据本申请实施例，还提供一种用于生物组织冷冻保存或解冻复苏的装置，参考图5，该装置包括：设置有栅状结构的载体1、底盘6和机械运动装置。其中载体6的具体结构和功能请参考上面的描述，此处不再赘述。
具体地，底盘6上设置并固定有承载溶液的多个容器，例如培养皿，溶液管等等。机械运动装置包括进行上下移动的第一运动轴71和进行左右移动的第二运动轴72，其中，所述第一运动轴71与载体1连接，用于驱动载体的上下移动，所述第二运动轴72与底盘6连接，用于驱动底盘的左右移动。
当进行冷冻应用操作流程时，首先利用玻璃毛细管穿过载体的栅状结构将胚胎投放到凹槽内，然后将载体装在机械运动装置上，并把装有平衡液(ES) 和玻璃化冷冻液(VS)的容器放到底盘上，机械运动装置将载体前端的透明薄片部分浸入平衡液里，十分钟后，机械运动装置将载体向上由容器中取出，并移动底盘将装有玻璃化冷冻液的容器移动到载体的下方，然后机械运动装置再次将载体前端的透明薄片部分浸入玻璃化冷冻液，并控制底盘慢慢左右移动，使载体在容器内与其随动，这样可以确保高浓度冷冻保护剂的投送速度更快，加快胚胎的处理时间，减低高浓度冷冻保护剂的毒性伤害。完成处理后，使用者将载体投入液氮保存。
当进行解冻应用操作时，先准备一盘已经预热到37度的解冻液，并将稀释液和清洗液加入到容器内并放在机械运动装置的底盘上。然后将载体从液氮取出，将载体前端的透明薄片部分浸入已经预热到37度的解冻液里，50 秒后，将载体装于机械运动装置上，并将载体前端的透明薄片部分浸入稀释液里，3分钟后，机械运动装置将载体由容器上方取出，并移动底盘将装有清洗液的容器移动到载体的下方，然后机械运动装置再次将载体前端的透明薄片部分浸入清洗液里，5分钟后，机械运动装置将载体由容器上方抽出，并移动底盘将装有清洗液的另外一个容器移动到载体的下方，然后机械运动装置再次把载体前端的透明薄片部分浸入清洗液，并控制底盘慢慢左右移动，确保把胚胎内的冷冻保护剂移除干净。最后使用者利用玻璃毛细管穿过载体的栅状结构将胚胎从凹槽内回收，并放到培养皿内继续培养。
根据本申请实施例，还提供一种用于生物组织冷冻保存或解冻复苏的装置，参考图6A至图6C，所述装置包括：载体1和生物芯片2，其中载体1 的前端(即前端薄片)设置有凹槽11，凹槽11用于盛放待处理的生物组织和保护生物组织的相关溶液。凹槽11的开口处设置有栅状结构12。
生物芯片2大体呈长方体结构，包括两个溶液入口21、22以及一个溶液出口23。在一些实施例中，生物芯片2的溶液入口的数量可以按照需求设置，如果需要多种不同的冷冻保护剂溶液顺序流过胚胎，则可以设置多个溶液入口。图中所示的入口通道只是示例性说明，重要的是可以使通过不同入口流进生物芯片2的溶液能够按顺序流到胚胎的附近。
根据本发明实施例，生物芯片2的底部(或下表面)的部分或全部为敞开式区域，也就是说生物芯片2的底部全部敞口或者生物芯片2对应载体1 的底部区域敞口。当生物芯片2与载体1贴合时，载体1将生物芯片2底部的敞开式区域封闭，在生物芯片2与载体1之间形成经过凹槽11上方的微通道3，溶液可以通过溶液入口21和22进入微通道3并通过溶液出口23离开微通道3。当溶液通过溶液入口21和22进入微通道3后，溶液会经过凹槽 11的上方，由于栅状结构12的细缝间距大于溶液分子的直径，这样溶液就会经过栅状结构12并扩散至凹槽11内，以进行胚胎的冷冻保存或解冻复苏操作。
当进行冷冻应用操作流程时，开始时载体1和生物芯片2处于分离的状态，使用者首先利用玻璃毛细管穿过载体1的栅状结构12将胚胎注入到凹槽 11内，然后将生物芯片2放置在载体1的上方并与其紧密贴合，生物芯片2 与载体1之间形成有供溶液通过的微通道3。使用生物芯片溶液推动仪器(例如注射泵或者气压泵)，将冷冻液慢慢从溶液入口灌入生物芯片2内部。当溶液在微通道3内流动到凹槽11上方的位置时，溶液内的冷冻保护剂就可以穿过栅状结构12进入凹槽11并扩散到胚胎内部，达到冷冻保护剂投送的目的。之后溶液经过溶液出口离开生物芯片2，溶液出口可以接软管把废液引到废液收集管，也可以在生物芯片2出口的地方设计一个凹槽，收集流出的废液(一般为几十到几百微升的溶液)。最后使用者把载体1和生物芯片2 分开，并把载体1投入液氮冷冻。
当进行解冻应用操作时，将载体1从液氮环境中取出，把载体1前端的透明薄片部分压到已经预热到37度的热台上，然后使用同样预热到37度的生物芯片2压住载体1前端的透明薄片部分。由于载体1很薄，在热台上也能达到足够的升温速度。当生物芯片2和载体1贴合后，就可以使用生物芯片溶液推动仪器(例如注射泵、或者气压泵)，将解冻液等溶液(例如稀释液、清洗液)慢慢从溶液入口灌入生物芯片2内部。当溶液在微通道3内流动到凹槽11上方的位置时，溶液会穿过栅状结构12进入凹槽11，胚胎体内和胚胎附近的冷冻保护剂分子被解冻液带走移除，达到解冻复苏的目的。之后溶液经过溶液出口离开生物芯片2，溶液出口可以接软管把废液引到废液收集管，也可以在生物芯片2出口的地方设计一个凹槽，收集流出的废液(一般为几十到几百微升的溶液)。最后将载体1和生物芯片2分开，就可以使用玻璃毛细管把凹槽11内的胚胎取出，放置到培养皿内继续培养。
通过本申请实施例，在进行冷冻保存或解冻复苏操作时，栅状结构将胚胎限制在载体的凹槽或通孔内而不能够飘出，冷冻液或解冻液能够穿过栅状结构与胚胎接触，这样就能够有序进行冷冻保护剂的投送或移除，有效提高了胚胎冷冻保存或解冻复苏操作的效率。
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 (8)
1.一种用于生物组织冷冻保存或解冻复苏的装置，其特征在于，包括：
载体，所述载体上设置有凹槽或通孔，所述凹槽的开口处设置有栅状结构或所述通孔的上下两端分别设置有栅状结构，所述栅状结构将生物组织限制在所述凹槽或所述通孔中。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：
生物芯片，所述生物芯片包括溶液入口和溶液出口；
其中，所述载体紧密贴合在所述生物芯片的下方，所述生物芯片与所述载体之间形成有经过所述凹槽的微通道，所述微通道内的溶液经过所述栅状结构扩散至所述凹槽内。
3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述生物芯片的底部的至少一部分为敞开式区域，所述载体紧密贴合在所述生物芯片的下方以封闭所述生物芯片的敞开式区域。
4.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述生物芯片包括二个溶液入口和一个溶液出口。
5.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述生物芯片的溶液入口和溶液出口分别与所述微通道连通。
6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括：
底盘，其上设置有多个容器，每个所述容器中分别承载有溶液；
机械运动装置，其包括进行上下移动的第一运动轴和进行左右移动的第二运动轴，其中，所述第一运动轴与所述载体连接，所述第二运动轴与所述底盘连接。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述底盘设置在所述载体的下方。
8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述栅状结构包括多个相互平行设置的柔性栅条，多个柔性栅条中的每两个栅条之间的距离小于所述生物组织的直径且大于溶液分子的直径。
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