CN1989237A - 用于培养生物细胞的培养皿 - Google Patents

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Abstract

一种培养皿，其包括具有多个用于培养卵母细胞和胚胎的大孔(4)的基部结构(2)，此培养皿另外包括具有可移动部分(8)的盖子(3)，可移动部分(8)具有适合大孔(4)尺寸的开口(11)，可移动部分(8)在第一个位置和其它位置之间移动，其中可移动部分(8)在第一个位置上时所有大孔被盖子(3)关闭，在其它位置时对于每一个其它位置(11)开口(11)和一个大孔(4)对准以便允许通过盖子(3)中的开口(11)开通此大孔(4)。

Description

用于培养生物细胞的培养皿
技术领域
本发明涉及用于培养生物细胞、优选培养胚细胞的培养皿。
背景技术
在体外受精(IVF)过程中，经常对配子和胚胎进行操作。操作涉及物理操作，如将细胞从一个培养皿移到另一个培养皿，剥脱和胞质内精子注射(ICSI)以及改变培养基的组成和物理参数(如温度、pH和摩尔渗透压浓度)。通常，配子和胚胎保存在4孔培养皿或60mm培养皿等中。认为这些系统是开放培养系统并且同样很难控制CO2，因为一旦从培养皿中移开盖子，CO2蒸发会导致pH改变。
培养时另一个非常重要的参数是温度。在培养基中和胚胎操作(如变换培养基、显微术和剥脱)期间，温度是很难控制的。经常看到大于±2℃的温度波动，这会降低细胞的生存力。在诸如体外卵成熟、体外受精、胚胎的3天培养、培养到胚泡期等过程中使用标准培养皿，需要在每个过程中对各个细胞/胚胎多次操作。很难说这些操作降低了细胞多少潜力，但是每次操作胚胎时，都伴随着物理损伤、温度和pH的改变以及来自周围污染的危险，所有的这些都是降低细胞生存力或胚胎植入潜力的因素。因此，需要设计能在IVF期间使培养条件最优化的培养皿。
此外，常规培养皿的实际操作不是最适宜的。为了抬起培养皿，必需要同时抬起皿的底部和盖子。如果操作员不仔细，他会仅仅抬起盖子，导致培养皿掉落。
尽管IVF相关工业在增长，在体外细胞培养中获得的主要进展是一般经验，并且仅仅进行了很少的尝试来开发特别为IVF设计和优化的设备。
美国专利申请号2002/0187078 A1描述了用于在微波炉中加热的容纳化合物的多孔平板。此平板是在其表面具有行列排列的平面构材(planermember)。平板具有流体填充通道形式的热储蓄器，所述的通道沿着平板的侧面部分纵向安置。
美国专利号4 786 601描述了组织培养容器(tissur culture holder)，它在培养孔下的底部具有绝缘室。绝缘室用空气或清澈的液体填充，并且可以被密封或可以具有通道用来使空气流通通过小室并且向上到孔上面的空间中。
美国专利号5 876 675描述了微流体装置。该发明的一个实施方案涉及包括一个手动操作结构的微流体装置。在此装置的对向边缘，此手动操作结构显示为内锥形的或嵌入的边缘。
特别为IVF设计的是在后面公开的方面，其具有培养胚胎细胞的室。
美国专利号5 484 731描述了多孔的体外受精平板。此平板配备有可分成足够部分的可移动盖子。每个部分可以通过滑动从封闭的位置移动到开放的位置，从而每次暴露多个孔。
美国专利号6 448 169描述了胚胎培养的方法和包括培养容器如培养皿的设备。培养容器包含多个由多个间隔支柱产生的室，所述的支柱组合形成4个室。支柱用来在相邻室之间同时也在增强生长的养分间形成液体渗透屏障。
美国专利号5 449 620描述了用来培养胚胎系统细胞的方法和设备。在该发明中提供了包括固体支持物的设备，如在底部具有许多锥形凹坑的培养皿，其中可以将可控浓度的所选择细胞类型铺到每个凹坑中。凹坑的顶部直径为大约0.2-0.3mm，且底部直径为0.1-0.2mm。
美国专利号5 627 066描述了用于体外受精的方法和设备。在该发明中提供的设备包括带有多个微室的培养皿。每个微室的体积超过了待受精卵母细胞的体积。小室的体积通常是卵母细胞体积的8到20倍。
国际专利申请WO 01/88087描述了用于胚胎细胞微流体操作的设备，包括公开了通过一般胚胎尺寸的通道(微通道)形成的运送网络。
Jukka Hyrinen的芬兰专利申请FI 884 551公开了包括下列结构的培养皿：具有多个用于培养卵母细胞的大孔的基部结构和带有开口的可旋转盖子，所述的开口适合于一行大孔以致于当开口与这行大孔对准时，通过盖子中的开口可以开通4个大孔。每次开通至少4个孔导致不必要的二氧化碳蒸发和不必要的热量损失，这是不利的。
美国专利号5 891 712公开了悬滴培养皿，其在底部具有用字母标记的凹槽。
用于卵母细胞的微通道公开于S.M.Willadsen“A method for cultureof micromanipulated sheep embryos and its use to produce monozygotictwins”(Nature，第277卷，第298-299页，1979，1月25日)以及H.H.vander Ven等人“Fertilization of human oocytes in capillary tubes with verysmall numbers of spermatozoa”(Human Reproduction，第4卷，第1期，第72-76页，1989)中。在其中容纳卵母细胞(暴露于流经通道的流体)的带屏障的微通道公开于美国专利号6 193 647中或报道于Glasgow等人，“Individual embryo transport and retention on a chip”(发表在Micro TotalAnalysis systems 1998，第13-18页，1989年10月)以及H.C.Zeringe等人，“Micro fluidic single embryo in PDMS”(展示于在1999年10月13-16日于佐治亚的亚特兰大召开的第21届IEEE生物医学工程学会国际年会暨1999年生物医学工程协会秋季年会(21st Ann.Int’l.Conf.of theIEEE Eng.In Med.and Bio.Soc.and the 1999 Ann.Fall Meeting of the Biomed.Eng.Society))。
尽管上述提到的特别设计的培养皿已经改进了用于卵母细胞IVF操作，仍存在改进的需要。要特别考虑这些方面，如减少二氧化碳蒸发、pH稳定性和降低热量损失。
发明概述
因此，本发明的目标是提供用于IVF的皿，其具有增强的适用性，特别是降低了二氧化碳蒸发，这意味着增强了pH稳定性。
该目标是通过这样的培养皿来实现的，即所述培养皿包括具有多个用于培养卵母细胞的大孔的基部结构，此培养皿还包括具有可移动部分的盖子，其中可移动部分具有适合于大孔大小的开口，可移动部分在第一个位置和其它位置之间移动，当可移动部分在第一个位置时，所有的大孔是被盖子封闭的；当可移动部分在其它位置上时，对于每个其它位置，开口对准一个大孔以便允许通过盖子中的开口每次仅开通一个大孔。
因此，根据本发明，不需要抬起盖子来开通孔。抬起盖子会引起盖子周围空气发生相当大的对流并且增加了蒸发，但是轻轻旋转或滑动减少了对流。另外，基于培养皿的构造，每次只有一个孔是开通的。即使持续相当长时间开通一个孔，其它孔也不受影响，因为不是所有孔的盖子均被打开，因此没有发生蒸发和温度改变。总之，尤其避免了不必要的二氧化碳蒸发，即增加了pH的稳定性。此外，对于其它孔而言降低了热量损失。
在实际的实施方案中，可移动部分一般由透明材料制造，它是能在第一个位置和其它位置之间旋转的转动圆盘。在此实施方案中，大孔应当以圆形方式排列。备选地，可移动部分可以是滑动排列。在此实施方案中，大孔可以线性排列。但是，其它实施方案也是可以的。
对比在上述芬兰专利申请FI 884 551中公开的培养皿，本发明的培养皿具有另外的优势。在FI 884 551的培养皿中，转动整个盖子来打开或关闭孔。另外，盖子延伸到下面皿边缘的四周。这意味着此旋转不能用一只手进行或至少是只能非常困难的以一只手进行。但是，对于医学助手，一只手打开和关闭是非常需要的。对于本发明的培养皿，为了开通单个孔，不需要转动盖子本身，而是移动盖子的一部分。因此，例如可以将带有盖子的培养皿拿在一只手上，而用同一只手的拇指容易地移动/转动可移动部分，如盖子上的可旋转圆盘。
从下列方面显而易见，本发明的培养皿提供了多个相关的解决方案以改进用于IVF的培养皿技术，尽管此皿也可以用于其它目的。在下列实施方案中给出了在培养皿操作中减少热量损失的其它手段。
基部结构可以包括底杯和包含孔的遮盖顶部部分。顶部部分和底杯之间的空腔可以用液体(一般为水)充满，以作为热量储蓄器，孔壁延伸到所述储蓄器中与空腔中流体进行热接触。为了使效率最优化，空腔不仅可以延伸到孔壁侧面周围，还可以延伸到孔底之下。由于空腔的体积大于孔的体积，空腔中的液体用作孔中培养基的有效温度缓冲液。当培养皿从温度稳定的环境中移出时，与没有和孔热接触的液体储蓄器的培养皿相比，热量损失显著减少。如果在具有空气层流(空气具有较低的温度)的工作台上操作，这是非常重要的。
同样，当培养皿放在加热板上，如在培养箱中时，从加热板到孔中培养基的传热是更加温和的，这是因为热量必须首先穿过空腔中的液体。
为了确保从加热板到温度缓冲液的适当热传送，底部部分的外面是平面的。一般底杯或顶部部分或二者是用透明材料如聚合物制造的。这种方式下，可以不用打开盖子而通过显微镜容易地观察到皿中的细胞。
可以为大孔提供间隔凹坑或微孔，用来防止卵母细胞或胚胎在流体对流期间在大孔中四处漂浮。通过将一个卵母细胞或胚胎放在此微孔中，操作员知道它的位置并且不需要在培养基中寻找它。微孔的可能形式是圆筒，例如，直径为0.4mm或更大，甚至直径为44mm，并且深度为0.3-0.7mm，任选包含一个圆锥形顶部以易于进入和吸取。另外，大孔可以包括用于精液的略大的微孔。略大的微孔与卵母细胞微孔可以用通道相连接，用来指导精子从精液微孔到卵母细胞微孔。
培养皿还可以包括至少一对操作孔，一般是多对操作孔，其中至少一对中的两个操作孔通过微通道连接。此微通道的直径适用于卵母细胞大小，例如直径仅略大于卵母细胞或是卵母细胞直径的几倍。此类微通道可以用于在通道中受精或用于胚胎的初级培养阶段。其优点是，微通道如此狭窄以致于促使流经通道的流体非常靠近卵母细胞，以便冲洗和清洁卵母细胞。通过减少培养基的体积，能容易地控制培养基中二氧化碳CO2和氧气O2的量，这是因为降低了扩散常数。另外，通过减少体积，细胞释放的自分泌/旁分泌物质将不会象在具有较大体积的培养系统中所见的那样被稀释，这被认为是与卵母细胞/胚胎的能育/植入性质或潜力有关的优势。
为了防止卵母细胞被偶然地冲出微通道，微通道可以包括有障碍物的静止室，该障碍物阻止卵母细胞通过但是允许流体通过。障碍物可以为例如具有适当网孔大小的网。
可将至少一对操作孔和微通道构造成为一个单元，可以将所述的单元放到顶部部分中并且如果需要从顶部部分更换下来。例如，制备此单元并且放在不同的位置来用培养基储存并且当需要时放到顶部部分中。
培养皿可以包含温度指示器来指示孔中培养基的温度。例如温度指示器可以包括内装的微传感器或者通过改变颜色或改变强度进行温度指示的温度条。由于孔中培养物的温度与空腔中液体的温度近似相等，可以将传感器放置在只与空腔液体热接触的地方。其优点是温度传感器和卵母细胞的培养基没有直接的接触，这样避免了因温度传感器可能有菌造成卵母细胞污染。
培养皿还可以包含培养皿的电子标识，如在RFID(无线射频识别)技术中所见到的那样。能够鉴别各个培养皿以便于当将细胞转移回患者中时不犯错误是非常重要的。同样，此技术可以与患者所携带的类似标记和身份手链结合。以这种方式可将皿(有细胞)和患者联系起来。在计算机数据库中，可以将皿的标识储存并且和特定的患者相关联。因此，本发明还涉及此类培养皿和旨在由人来携带的与培养皿相关的ID指示物的组合，其中ID指示物和RFID标签可通过多种手段相互关联，例如通过相同的ID号。
除了独特标识之外，还可以加上生产数据，例如生产日期、批号等。
RFID技术还可以用来在实验室中产生数据，其显示了皿从培养箱中移出的时间、培养皿在培养箱外多长时间、谁进行此项操作等。每次有人操作此皿时，在培养皿内的标记由RFID读数装置读出。这是在临床质量控制中有价值的工具和针对诉讼(如来自患者)的重要文件。
本发明的培养皿可以包含被动RFID标签，通过标签特征的传递它只对呼叫RF信号应答。通过将这些标签加入到皿中，信息可以在标识区和控制区被读出，ID区是与建立在手动操作细胞的IVF工作站中的计算机系统相连接的无线电发送机/接收器。随后，所有的数据储存通过与RFID读数装置相连接的计算机系统实现。例如，系统可以储存培养皿移出培养箱的时间和放回它们的时间。另外，在不同工作站中的操作可以通过ID区来识别并且储存用于以后的控制。
备选地，培养皿可以包含具有微处理器的主动系统和RFID标签。在后一种情况中，参数例如但不限于温度、二氧化碳浓度和/或pH、以及其它通过与微处理器连接的适当传感器测量的新陈代谢参数可以作为数字数据传送至微处理器并在其中储存，之后可以通过使用RFID技术从微处理器中读出数据。
通过向培养皿中加入RFID标签，可以产生温度日志，其能使胚胎学家重新取回这一非常重要的信息。此数据对于确认和控制培养期是有价值的。温度或稳定的温度条件被认为是细胞培养中最重要的。例如，当培养皿从培养箱中移出的时间长度超过预先确定的值时、或参数如温度、二氧化碳含量、pH或其它参数偏离了预先设定的区间时，计算机系统的微处理器可以开始警报。
可以在皿周围的水储蓄器中读出温度使得传感器不接触孔中的培养物本身。这使污染的危险性最小。二氧化碳传感器可以在培养物上面的气体中测量二氧化碳含量并且也可以避免污染培养物。
也可以将主动加热元件加入到皿中，使得皿本身可以是自给单元(selfcontained unit)。
为了使错误的危险最小，本发明的培养皿可以包括用于不同时间设置的指示器。例如，培养皿可以具有染成特定颜色的部分，其中颜色可以指示一周的日期、细胞样品培养在哪里。其中，此部分是旋转盘未被染色的盖子。仅将盖子染色的优点是不影响对细胞培养物的显微观察，因为孔的底部还是明亮的，并且旋转盘也是明亮的。可以设想，此颜色指示可以通过明亮塑料盖子的明显可辨性但稍微染色来实现。
培养皿的盖子由顶部部分或底杯的边缘或通过这些组合来支持。如此制造基部部分的结构，即在一个位置时，盖子紧盖在孔上并且基本关闭孔，而在第二个位置上，例如旋转90度或180度的位置上，盖子放在距离孔具有较小距离之处。当培养皿放置在CO2培养箱中，使培养箱中气体和孔中培养基发生CO2交换时，需要此半封闭的位置。
当培养皿在培养箱外时，在盖子的较低侧会发生冷凝。为了防止当转动盖子时在盖子上的凝聚物会被刮掉并且掉进一个孔中，在转动时提起盖子从而防止冷凝物被刮掉。另一方面，当没有孔开通时，希望盖子紧盖在孔上。为此原因，在另外的实施方案中，当盖子在所有孔都封闭的位置时放下盖子并且当向一个孔被开通的位置转动时略微提起盖子。此类提起动作可以通过旋转期间在斜面上的向上滑动机制来实现。如果使用平滑材料如聚合物，盖子的旋转可以通过一个手指的温和移动接触来实现，即使在斜面上提起-放下时亦如此。备选地，在通常位于大孔上方的那些位置处将可移动部分如圆盘挖穴。在此情形下，凝聚物将位于这些穴中并且不会在可移动部分移动期间被刮掉。
从前述显而易见，本发明的培养皿具有几个优于已知技术的改进的相关特征。使用大孔、操作孔和微通道，本发明的培养皿可以用于完成卵母细胞培养，包括受精过程。大孔和微通道的组合给出了优化受精和培养(通过减少培养物体积并从而制造微环境)的全部合一的培养系统并且通过减少细胞操作减轻了操作的困难。仅使用一个皿减轻了操作人员的工作并且降低了出现错误和意外的危险性。
附图简述
参考附图，将更详细的解释和举例说明本发明，其中：
图1显示了培养皿的图，
图2显示了培养皿部分的特写，
图3显示了如何将安全盖子和操作把手整合到培养皿完整设计的部分中，
图4显示了包括顶部部分和底杯的基部结构，
图5a显示了本发明的一个实施方案，其中将温度传感器装在培养皿中，
图5b显示了本发明的另一个实施方案，其中将温度传感器装在培养皿中，
图6a显示了大孔的实施方案，
图6b显示了大孔的备选实施方案，
图6c是大孔的特写图示，
图7显示了操作孔和微通道的实施方案，
图8显示了本发明的实施方案，其中说明了大孔和微通道的相对位置，
图9显示了所谓静止室的实施方案，
图10显示了操作孔的特写图，
图11显示了可使用可交换微通道单元的系统中的原理，，
图12显示了用于微通道单元的加热块(warming block)，
图13是培养皿的备选实施方案。
发明详述/优选实施方案
在图1中，图解说明了本发明培养皿1的实施方案。培养皿1包括基部结构2和盖子3。基部结构2包括用于培养卵母细胞和胚胎的多个大孔4和操作孔14，操作孔通过微通道5成对连接用于受精。
培养皿1具有带有直立凸缘13的操作把手6(在图3中更加详细显示)，在使用时将盖子3放在它们之间的凹进部分7中。直立凸缘13在边缘的凹陷部分12处包围着盖子3，使得在用操作把手6操作时，不会将盖子3意外的抬离皿1。因此，操作把手6使得能更安全的拿起皿1。另一方面，当要将盖子3抬离皿1时，可以通过手指的夹紧动作容易的进行，此时手指放在对面的凹进部分7上盖子3边缘的凸出部分12’上，盖子3在凹进部分7中被支撑并且延伸到基部结构2的外围外面。这可以详见图3。
在此显示了4个操作把手6，但是对于本领域的任何技术人员显而易见的是操作把手的数量可以与图1中所描述的不同。
盖子3带有旋转圆盘8，所述的圆盘可以按照虚线所示围绕轴9旋转。位于旋转圆盘8下面的盖子3带有4个对应于大孔4的窗口10，并且旋转圆盘8带有一个开口11，通过旋转它可以与窗口10中的一个对准以开通所对准窗口10下的大孔4。用盖子3中的旋转圆盘8，使得一次只能暴露1个大孔4成为可能。因此，此功能性显著减少了CO2从大孔4的蒸发并且由此增加了大孔4中pH的稳定性以及温度稳定性。此功能性对于所培养细胞的生存力是及其重要的。
在所示的实施方案中，每次一个大孔4是开通的或者一个操作孔14是开通的，以使得其它孔4、14都是被遮盖的。由于此原因，为了使在盖子3中具有一个开口11的位置，将一个操作孔14或一个大孔4虚设并且不用于培养，此时所有孔均被遮盖。
同样，在图1中还显示了向下方向的环状隆起17，其用作穴，冷凝的水可以聚集在其中而不致于在盖子3旋转时被从圆盘8上刮掉。通过防止这种聚集的水被刮进大孔中，减少了污染的危险性。
在图2中，显示了培养皿1的部分的特写图，其中图示了培养皿1的人类工程学设计。操作把手6具有内锥边缘，其具有向着培养皿1底部的负斜面20。把手6的弯曲面应当能够使手方便握住培养皿1。已经证明，半径为36mm或更大的弧形把手6是方便的。人类工程学设计提供了拿起培养皿1时的更好的把手，并且操作把手6的内锥斜面20降低了拿起其周边时培养皿1掉下来的危险性。
图3给出了如何将安全盖3和操作把手6整合到培养皿1的完整设计的部分中。把手6是负向倾斜的，具有最小为8度的斜面20。当安全盖3放在基部结构2上的凹进部分7中时，安全盖3边缘的凹陷部分12平放在凸缘13的后面，因此使得在握住凹陷把手6时不可能偶然提起安全盖3。当安全盖3需要离开盖子3时，在凹进部分7中盖子3边缘的凸出部分12’的边缘31提起它。与盖子边缘在皿本身边缘之外的常规培养皿相比，这具有极大的优势。使用常规培养皿可能导致出现操作皿时仅仅握住盖子周围而未握住皿本身的意外。因为例如卵母细胞和胚胎的供应不足，所以避免出现此类意外是重要的。此外，如果需要另外手术以确保卵母细胞新的供应，则会对相关个体具有一些危险性，这会再次增加相关个体和其亲属的心理压力。
另外在培养皿基部结构2中提供了4个小洞15，对应于仅在某个位置适合洞15的4个针16。在此位置中，盖子3紧紧适合基部结构2以防止从孔4、14的蒸发。如果将盖子旋转180度后放在基部结构上，则针16就偏移了洞15，使得它们不再适合洞15但是放在基部结构2的表面。在此位置上，盖子3被放置在能为培养孔通风的半封闭位置上。
在图4中图解说明了基部结构2，其包括两个主要部分：底杯40和遮盖顶部部分41。顶部部分41可以带有4个大孔4和4个微通道5，每个微通道连接一对操作孔14。在这点上需要强调的是，在某些情况下孔和微通道5的其它构造可以是有利的并且本发明不局限于仅作为实例说明的此构造。
可以将顶部部分41和底杯40做成一个部分或两个彼此可拆卸的部分。在后一种情况下，同样的底杯14可以与不同的顶部部分41一起使用。这使得制造商生产和出售具有能用于广泛多种目的的多种孔和通道构造的备用顶部部分41成为可能。此外，对于培养皿1的使用者而言，这更加经济和环保。
对顶部部分41进行设计，使得由于底杯40外围向底部的负斜面20，顶部部分41的边缘将靠在底杯40边缘的内部侧面43上，从而在底杯40和顶部部分41之间留有空腔。
可以用透明灭菌液体填充底杯40和顶部部分41之间的空腔。可以通过顶部部分41中的两个洞44添加液体。对于本领域的任何技术人员显而易见的是，根据本发明，洞44的数量、大小和位置可以与图4中所示有所不同。
此透明灭菌液体是培养皿1的温度稳定系统(TSS)的一部分。使用完全填充底杯40和顶部部分41间空腔并完全围绕培养孔的温度缓冲液体会相当大地降低孔4、14中培养基的温度变化。如果使用透明液体，则用透明材料制造的底杯和顶部部分对培养皿1中细胞的观察干扰最小。底部和中间层之间的水层实际上增强了可见性，事实上，它只是物镜和盖玻片之间的一滴水。通过从热表面穿过围绕在孔周围的温度缓冲液的传导，将热量转移到此液体，或者通过对流转移热量(如在培养皿1被放进培养箱内的情况一样)。
特定的安全盖3也是TSS系统的一部分并且是减少温度变化中很重要部分。盖子3是绝缘的并且由于它每次仅打开一个孔4，从孔4的蒸发保持在最低并且从而减少了热量损失。
在图5a中，图解说明了本发明的一个实施方案，其中将温度传感器50加进培养皿1中。可以将温度传感器装入TSS系统的储蓄器中。储蓄器和培养基的温度基本相同或者少量偏离，因此，传感器给出了培养基中温度的间接测量。在图5b中，图解说明了本发明的另一个实施方案，其中将温度传感器51放在培养皿1的中心。
有几个原因使得将传感器放在储蓄器中：如果将它放在和细胞相同的地方，胚胎学家会担心胚胎被污染，其次在显微观察时传感器会防碍观察。在这点上需要强调的是，培养皿1可以用来培养除胚细胞外的其它类型的细胞，但是由于IVF是培养皿1的主要用途，所以在本申请中重复提到这一科学。备选地，内置温度传感器50和51是微传感器或LC温度条。
在图6a中，显示了带有用于卵母细胞的4个微孔60和一个用于精液的较大微孔61的大孔，微孔60和较大微孔61被放置在4个大孔4的中间。在图6b中图解说明了大孔4的另一个实施方案，所述大孔包含4个用于卵母细胞的微孔60和一个用于精液的微孔61，其中微孔61中的精液微孔通过通道70与含有卵母细胞的微孔60相连。通道70指导精细胞到卵母细胞并且使受精最优化。
在图6c中，显示了微孔60的可能构造，其通过锥形物(cone)67所示放大。微孔60具有用来存放卵母细胞/胚胎的圆筒形下部部分65以及易于移液管进入的锥形上部部分66。
在图7中图解说明了具有微通道5的一对操作孔14的实施方案，其中微通道的整体形状主要是圆筒形。在图8中图解说明了本发明的实施方案，其中显示了大孔4和微通道5的相对位置。
操作孔14使得在微培养通道5中操作细胞成为可能。如在图10(操作孔14的特写图)中更详细的图解，此操作可以通过移液管进行。此类操作孔14(其中使用常规移液管引入培养基或细胞并且在微培养通道5中产生压力或真空)是有利的，因为在微培养通道5中不需要特别的工具操作细胞。移液管尖端100显示为虚线。此设计的独特功能性表明，移液管尖端100是多么适合微培养通道5的管口构造63。此管口构造63倾斜使得在用移液管移液的同时进行显微观察成为可能。将管口构造63放在微通道5的任意一端。
当插入到微通道时，可以将卵母细胞91放在静止室(在图9中更详细显示)中。在图91中，只显示了一个胚胎91，但是将几个胚胎同时放在一个微培养通道5中也没有问题。
通过将胚胎经由移液管100冲洗到微通道中，可以将它们放入到微通道5中。相反，通过使用真空可以将卵母细胞从微通道5中移出。真空通过移液管等产生。压力和真空用来转运细胞、添加和移除培养基以及移除堆积的细胞。
微通道5的另一个性质是，它可以以如下方式倾斜，即通过重力推动的将胚胎移动到微培养通道5的静止室64中。
在图9中图解说明了所谓的静止室64(包含胚胎91)的实施方案。障碍物92用来防止在进行剥脱、换培养基等时，胚胎91漏出微通道5。特定的障碍物92使得在静止室64中移除胚胎的堆积复合物成为可能。障碍物92还防止了胚胎91在换培养液或其它操作时被吸走。
培养皿的功能性使得用立体显微镜和倒置显微镜观察细胞成为可能。静止室64(在培养时静止)也可用于同时观察。由于皿的材料是透明的，可以在不移除盖子3的情况下监控细胞。
在图11中图解说明了本发明的实施方案，说明了在可以使用不同大小的微通道单元111的可交换系统中的原理。本设的计独特功能性使得用具有不同尺寸或功能的其它微培养单元更换单个微培养通道单元111成为可能。这是使培养皿1更加通用的另一个方面。
在图12中图解说明，其中单独的微培养通道单元111可以放置在加热块120中。加热块120具有和培养皿1相同类型的盖子3。加热块120可以是圆的、矩形的或任何其它所需的形状并且包括多个微通道单元111、大孔4和微孔(60、61)或它们的组合。
在图13中，显示了本发明的培养皿1的备选实施方案。此皿1包括5个大孔4，其中4个大孔具有微孔60并用于培养，并且第五个孔4’没有微孔，其用于清洗/冲洗目的。此培养皿1另外包括用圆形壁131围绕的圆形区域130，在其中有温度缓冲水储蓄器。底杯40中的圆形壁131具有这种优点，即当装配培养皿1时，它能容易和安全的紧贴在顶部部分41中相应的密封环上。通过中央孔44’将水加入到壁131内的储蓄器重。备选地，此皿可以由5个具有微孔的大孔以及5个没有微孔的大孔组成。
如前所述，本发明的培养皿提供了几个相关的解决方案以改进用于IVF的培养皿的技术。

Claims (16)

1.一种培养皿(1)，其包括带有多个用于培养卵母细胞的大孔(4)的基部结构(2)，此培养皿另外包括具有可移动部分(8)的盖子(3)，可移动部分(8)具有适合大孔(4)大小的开口(11)，可移动部分(8)在第一个位置和其它位置之间移动，其中在第一个位置上时所有大孔被盖子(3)关闭，在其它位置上时，对于每个其它位置开口(11)对准一个大孔(4)以允许每次通过盖子(3)中的开口(11)仅仅开通一个大孔。
2.根据权利要求1的培养皿，其中可移动部分是可以在第一个位置和其它位置之间旋转的转动圆盘(8)。
3.根据权利要求2的培养皿，其中盖子(3)被构造成在第一个位置中时具有低的状态以便在第一个位置中时紧密遮盖住孔(4)，并且在其它位置上具有升高的状态以防止在旋转期间刮掉凝聚物。
4.根据权利要求1的培养皿，其中可移动部分(8)被构造成具有适合大孔的作为穴的的隆起(17)，其用于将凝聚物聚集在穴中以防止在可移动部分(8)移动时从可移动部分上刮掉凝聚物。
5.根据前面权利要求任意一项的培养皿，其中基部结构(2)包括底杯(40)和顶部部分(41)，所述的基部结构在底杯(40)和顶部部分(41)之间具有空腔，顶部部分(41)包括孔(4)，其中孔(4)的壁延伸到空腔中用于和空腔中的流体热接触以便于当空腔中存在液体时空腔作为孔的热储蓄器。
6.根据权利要求5的培养皿，其中空腔延伸到孔(4)壁的侧面周围以及孔(4)底部的下面。
7.根据前面权利要求任意一项的培养皿，其另外包括至少一对操作孔(14)，至少一对的两个操作孔(14)用微通道(5)连接，微通道(5)的直径具有适合于卵母细胞大小的大小。
8.根据权利要求7的培养皿，其中微通道(5)包括具有障碍物(92)的静止室(64)，所述障碍物用来防止卵母细胞(91)穿过障碍物(92)但是允许流体穿过障碍物。
9.根据权利要求7或8的培养皿，其中将至少一对操作孔(42、62)和微通道(5)构造成为一个单元(111)，在顶部部分(41)中单元是可安置和可更换的。
10.根据前面权利要求任意一项的培养皿，其中培养皿包括用于指示孔中培养基温度的温度指示器(50、51)。
11.根据前面权利要求任意一项的培养皿，其中培养皿包括用于识别的RFID标签。
12.根据前面权利要求任意一项的培养皿，其中培养皿包括至少一个用于测量培养温度、pH或二氧化碳浓度的传感器，其中所述传感器具有电子读出器。
13.根据权利要求12的培养皿，其中培养皿包括与电子读出器相连接的微处理器，所述微处理器用于接收和处理来自传感器的电子信号。
14.根据权利要求13的培养皿，其中为微处理器编写程序，使得当至少一个传感器测量参数超出预定范围时微处理器会产生警报信号。
15.根据权利要求14的培养皿，其中培养皿包括主动RFID标签，它与微处理器电子连接用来将数据从微处理器传递到远程计算机。
16.根据权利要求11或从属于权利要求11的权利要求12-15中任意一项的培养皿与旨在由人携带的与培养皿相关的ID指示物的组合，其中ID指示物和RFID标签通过多种手段相互关联。
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PB01 Publication
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SE01 Entry into force of request for substantive examination
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WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

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