[發明專利]玻璃化冷凍自動化操作系統及操作方法

有效

• 申請號: 201210334017.1
• 申請日: 2012-09-11
• 公開（公告）號: CN102835389A
• 公開（公告）日: 2012-12-26
• 發明（設計）人: 汝長海;朱玉龍;皋龍成
• 申請（專利權）人: 蘇州大學
• 主分類號: A01N1/02
• 分類號: A01N1/02
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 常亮

技術領域

本發明涉及玻璃化冷凍技術領域，特別是涉及一種玻璃化冷凍自動化操作系統及操作方法。

背景技術

胚胎或細胞的冷凍保存是人類輔助生殖技術中的重要環節，傳統的冷凍方法耗時長，設備價格昂貴，且冷凍過程可能會形成冰晶，對細胞造成損傷，人們在不斷摸索和研究中發明了玻璃化冷凍技術。

玻璃化冷凍技術是一種快速冷凍細胞或組織的方法，可避免凍融過程中細胞內冰晶的形成，最大限度的降低細胞損傷，方法簡易，設備簡單，在人類細胞、胚胎的冷凍保存中取得了不少進展。近年來，許多學者和專家致力于研究玻璃化冷凍技術在成熟卵母細胞、未成熟卵母細胞、精子及胚胎的各個發育時期冷凍保存中的應用，并陸續有健康嬰兒出生的報道。

自1985年Rail和Fahy發明了玻璃化冷凍法以來，該方法獲得極大推廣，衍生了多種具有不同承載工具的玻璃化冷凍方法。根據冷凍過程中的胚胎冷凍主體承載工具的不同，具體可以分為細管法(一步法、二步法）、微滴法、電子顯微鏡銅網法、開放式拉長塑料細管法、玻璃微細管法、半細管法、封閉式拉長塑料細管法、固體表面玻璃化法、冷凍環法、開放式細管載體cryotop和密閉式細管載體cryotip等。

迄今為止，細胞的冷凍過程基本上都是手工完成。人在手工作業時，可能發生精神緊張、手部顫抖、視線錯覺、疲勞等問題，會出現丟胚胎或細胞等操作錯誤，從而無法保證操作的穩定性、及時性、安全性等。

因此，針對上述技術問題，有必要提供一種玻璃化冷凍自動化操作系統及操作方法。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種玻璃化冷凍自動化操作系統及操作方法。

為了實現上述目的，本發明實施例提供的技術方案如下：

一種玻璃化冷凍自動化操作系統，所述系統包括計算機、XY電機驅動工作臺、位于XY電機驅動工作臺下的CCD攝像頭、位于XY電機驅動工作臺上的玻璃化冷凍器件、位于玻璃化冷凍器件上的倒置顯微鏡、位于玻璃化冷凍器件旁側的三自由度自動化操作手、以及設于三自由度自動化操作手上的毛細管夾持器和玻璃毛細管，所述系統還包括與計算機相連的用于控制毛細管夾持器和玻璃毛細管的液壓泵、與計算機相連的用于驅動三自由度自動化操作手的操作手驅動器以及與計算機相連的用于驅動XY電機驅動工作臺的步進電機驅動器。

作為本發明的進一步改進，玻璃化冷凍器件包括若干陣列設置的液池。

作為本發明的進一步改進，液池設為6個，分別為液池①、液池②、液池③、液池④、液池⑤和液池⑥。

作為本發明的進一步改進，液池為方形，且所述液池的四個側壁與底面的夾角為鈍角。

作為本發明的進一步改進，每個液池的容積為75μL，深度為2mm。

作為本發明的進一步改進，液池中設有平衡液，所述平衡液包括ES溶液或VS溶液。

作為本發明的進一步改進，液池中平衡液的體積設為20μL。

相應地，一種玻璃化冷凍自動化操作系統的操作方法，所述方法包括：

S1、確定并添加玻璃化冷凍器件上對應序號的液池所應添加的平衡液；

S2、將玻璃化冷凍器件固定在倒置顯微鏡下的XY電機驅動工作臺上，在倒置顯微鏡系統坐標的基礎上，將玻璃化冷凍器件及液池的三維坐標信息輸入計算機；

S3、通過CCD攝像頭獲取倒置顯微鏡物鏡視野，并通過圖像處理軟件將物鏡下的內容顯示在計算機上；

S4、從保溫箱中取出裝有胚胎的培養皿，放在倒置顯微鏡下；

S5、通過計算機發出指令，驅動三自由度自動化操作手運動，從而帶動玻璃毛細管在XYZ三方向移動，在倒置顯微鏡下觀察玻璃毛細管尖端處的位置，確定毛細管尖端相對玻璃化冷凍器件的空間坐標信息，并輸入計算機；

S6、將培養皿放置在玻璃化冷凍器件旁，使用移液管將胚胎從培養皿中移到液池中；

S7、控制三自由度自動化操作手，使得玻璃毛細管抓取、移動和釋放胚胎，使得胚胎在每個液池中完成相應的冷凍步驟；

S8、將胚胎裝載到密閉式細管載體中進行熱封，并放入液氮中保存。

作為本發明的進一步改進，液池設為6個，分別為液池①、液池②、液池③、液池④、液池⑤和液池⑥，所述液池②設有ES溶液，液池③、液池④、液池⑤和液池⑥中設有VS溶液。

作為本發明的進一步改進，步驟S7具體為：

通過計算機給三自由度自動化操作手輸入適當步進量，移動玻璃毛細管至液池①上方，驅動三自由度自動化操作手在Z方向運動，通過液壓泵將胚胎吸入玻璃毛細管端部；