【技术实现步骤摘要】
本专利技术总体上涉及精液的处理和冷冻保存。特别地，本专利技术公开了系统和方法，其中在搅动下高精度和连续地添加流体，以优化精细胞的冷冻保存。
技术介绍
1、人类精子的冷冻保存涉及精细胞在低温下的稳定。该技术通常用于人工授精过程或保存男性生育能力。在冷冻保存过程中，向精子样本中添加到冷冻保护剂以保护精子免受冷冻损伤。这种方法的缺点是，冷冻保护剂的吸收会对精细胞产生应激，导致细胞死亡。据信，较大的冷冻保护剂与精细胞浓度的不匹配只会增加这种施加的应激。过去已知的解决方案包括通过从悬挂的分配管脱离的液滴逐滴添加冷冻保护剂介质，或者包括间隔几分钟的多个离散添加的逐步添加。
2、在逐滴添加中，使用类似于滴定管滴定的设置。在延长的时间内滴加冷冻保护剂介质(冷冻介质)。在逐步或批量添加中，冷冻介质悬浮在精子样本上方的容器中。连接到容器的旋塞阀用于启动/停止流动。没有对流速的刻意控制；相反，使用质量平衡来估计输送的体积。冷冻介质的添加在几分钟内完成，以读取所需添加的总体积。例如，冷冻介质可以以三次间隔15分钟的不连续批量添加的方式添加。这些过程仍然会导致细胞死亡；因此，在向精细胞中添加冷冻保护剂介质的过程中，需要降低细胞死亡的速率。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供能够减轻冷冻保存对精子完整性的有害影响的系统和方法，如独立权利要求所述。在从属权利要求中给出了本专利技术的实施方案。如果本专利技术的实施方案不是互斥的，则它们可以彼此自由组合。
2、在一些方面，本专利技术的特
3、根据一些实施方案，推动机构可包括可移动的推块、可操作地联接到所述推块的马达、以及用于控制马达的马达控制器。推块和注射器可以布置在轨道上并对齐，使得推块可以压靠注射器的柱塞。马达被配置为沿轨道在将柱塞推入注射器的筒中的方向上移动推块，从而移置注射器。注射器的移置将容纳在筒中的流体通过排出口喷射到分配管中。流体通过第二端离开分配管并进入容器。
4、在其它方面，分配系统还可以包括用于混合容器中的内容物的混合器。在另外的实施方案中，分配系统还可以包括一个或多个附加的受控分配器，以及将每个受控分配器流体连接到容器的分配管。在推动机构移置注射器时，附加的分配器可以通过它们各自的分配管分配相同或不同的流体，例如冷冻保护剂或气体，并进入容器。
5、在一个实施方案中，受控分配器可以连续地分配流体。在一个非限制性示例中，推动机构可以移置注射器柱塞，使得流体从浸没在精细胞中的分配管的第二端连续分配。在另一个实施方案中，受控分配器可以连续地分配流体，从而防止形成液滴，并且流体被分配而不会滴落到容器中。在另外的实施方案中，受控分配器可以以小于或等于最大流速fmax的流速将流体分配到容器中，所述最大流速fmax由下式确定：fmax(ml/min)＝0.0045*v，其中v＝材料体积，单位为ml。在替代实施方案中(例如，具有约45分钟的较短分配时间的实施方案)，最大流速fmax可由下式确定：fmax(ml/min)＝0.0056*v，其中v＝材料体积，单位为ml。最大流速由冷冻保护剂的体积决定(体积又由测定的样本量决定)，其在设定的时间量内添加。通常，添加时间为约60分钟，但在一些情况下可以为约45分钟。对于较大的样本，所需的冷冻保护剂的体积将更大，因此最大流速将更大。因此，添加时间可以是大致恒定的，而与样本大小和所添加的冷冻保护剂的体积无关，因为总流速可以与体积成线性比例。
6、根据其它实施方案，本专利技术的冷冻保存系统可用于制备冷冻保存的生物样本的方法中。当将注射泵用作受控分配器时，方法可包括将冷冻保护剂添加到注射器中，将生物样本添加到容器中，通过分配管将注射器连接到容器上，并移置注射器以期望的流速将冷冻保护剂分配到容器中，从而将冷冻保护剂添加到生物样本中。在一个实施方案中，分配管的一端可以接触生物样本或容器的内表面。在一些实施方案中，将冷冻保护剂连续分配到容器中。在一个优选实施方案中，注射器被移置，从而防止形成液滴，并且冷冻保护剂被分配而不会滴落到容器中。在其它实施方案中，冷冻保护剂以小于或等于最大流速fmax的流速分配到容器中，所述最大流速fmax由前述方程确定。
7、与批量或逐滴添加相比，本专利技术的一个独特的技术特征是向样本中连续添加冷冻保护剂。可以在特定的时间段内以缓慢和连续的速率添加相同体积的冷冻保护剂介质，例如基于甘油的冷冻保护剂。本专利技术的另一个技术特征是分配管浸没或接触容器的内表面，以使冷冻保护剂能够低冲击或软冲击地添加到精细胞溶液中。该特征可允许以减少细胞应激的方式将冷冻保护剂逐渐引入精细胞溶液中。本专利技术的另一个技术特征是冷冻保护剂的稀释添加，其中冷冻保护剂以相对低的体积进入精细胞液，以降低对进入点处或附近的局部细胞的细胞毒性。不希望受到特定理论或机制的限制，据信，这些技术特征可以降低工艺风险和细胞死亡率，从而提高精细胞的存活率和工艺产率。目前已知的现有参考文献或著作都不具有本专利技术的独特的创造性技术特征。
8、此外，本专利技术的创造性技术特征促成了令人惊讶的结果。在广泛的实验之后，意外地发现，通过冷冻保存制备过程，与间隔15分钟的三次批量添加的逐步添加过程相比，当使用浸没的连续添加过程时，细胞的存活率平均增加了5％。在两种过程中，样本体积与分配的冷冻保护剂体积的比率相同。此外，令人惊讶地发现，使用本专利技术的冷冻保存制备过程制备的细胞通过冷冻/解冻过程的存活率增加了8％。因此，本专利技术令人惊讶地能够增加精细胞的处理产率，这是本领域普通技术人员不能简单地预测或设想的结果。本文所述的任何特征或特征的组合都包括在本专利技术的范围内，只要包括在任何这种组合中的特征不是相互矛盾的，这从上下文、本说明书和本领域普通技术人员的知识中是显而易见的。在下面的详细描述和权利要求中，本专利技术的其它优点和方面是显而易见的。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种冷冻保护剂分配系统(100)，包括：
2.如权利要求1所述的系统，其中，所述第二端(144)接触所述容器的内表面(112)或浸没在容纳在所述容器内的材料(104)中。
3.如权利要求1所述的系统，其中，所述受控分配器(115)包括注射泵，所述注射泵包括用于容纳所述流体(102)的注射器(120)和用于移置所述注射器(120)的推动机构(130)，其中，所述推动机构(130)包括可移动的推块(132)、可操作地联接到所述推块(132)的马达(134)，和用于控制所述马达(134)的马达控制器(136)，其中，所述注射泵被配置为在通过所述推动机构(130)移置所述注射器(120)时分配所述流体。
4.如权利要求3所述的系统，其中，所述推块(132)和所述注射器(120)布置在轨道(138)上，其中，所述推块(132)与所述注射器(120)对准，使得所述推块(132)能够压靠所述注射器的柱塞(122)，其中，所述马达(134)被配置为沿所述轨道(138)在将所述柱塞(122)推入所述注射器的筒(124)中的方向上移动所述推块(132)，从而移
5.如权利要求1所述的系统，其中，所述受控分配器(115)被配置为将所述流体连续地分配到所述容器(110)中。
6.如权利要求1所述的系统，其中，所述容器(110)包含生物样本(104)。
7.如权利要求1所述的系统，还包括混合器(150)。
8.如权利要求1所述的系统，还包括一个或多个附加的受控分配器(115)，以及将每个受控分配器(115)流体连接到所述容器(110)的分配管(140)，其中，所述一个或多个附加的受控分配器(115)被配置为通过所述分配管(140)将相同或不同的流体分配到所述容器(110)中。
9.一种用于将冷冻保护剂(102)分配到生物样本(104)的冷冻保存系统(100)，所述系统(100)包括：
10.如权利要求9所述的系统，其中，所述管的所述第二端(144)浸没在所述生物样本(104)中。
11.如权利要求9所述的系统，其中，所述推动机构(130)包括可移动的推块(132)、可操作地联接到所述推块(132)的马达(134)、以及用于控制所述马达(134)的马达控制器(136)。
12.如权利要求11所述的系统，其中，所述推块(132)和所述注射器(120)布置在轨道(138)上，其中，所述推块(132)与所述注射器(120)对准，使得所述推块(132)能够压靠所述注射器的柱塞(122)，其中，所述马达(134)被配置为沿所述轨道(138)在将所述柱塞(122)推入所述注射器的筒(124)中的方向上移动所述推块(132)，从而移置所述注射器(120)，
13.如权利要求11所述的系统，其中，所述马达控制器(136)包括处理器和存储器，所述存储器可操作地联接到所述处理器并存储一组指令，当由所述处理器执行时，所述指令导致所述马达(134)在移置所述注射器(120)的方向上以期望的步长移动所述推块(132)，从而以期望的流速将所述冷冻保护剂(102)添加到所述生物样本(104)中。
14.如权利要求13所述的系统，其中，所述推块(132)移置所述注射器(120)，使得所述冷冻保护剂(102)以连续的流速添加到所述生物样本(104)。
15.如权利要求13所述的系统，其中，所述推块(132)移置所述注射器(120)，使得所述冷冻保护剂(102)以脉冲流速添加到所述生物样本(104)。
16.如权利要求9所述的系统，还包括混合器(150)，所述混合器用于将所述冷冻保护剂(102)和容纳在所述容器(110)中的所述生物样本(104)混合，其中，所述混合器(150)防止所述生物样本(104)粘附到所述容器的所述内表面(112)。
17.如权利要求16所述的系统，其中，所述混合器(150)是振动台，其中，所述容器(110)放置在所述振动台上，其中，所述振动台的振动搅动所述冷冻保护剂(102)和所述生物样本(104)。
18.如权利要求9所述的系统，还包括一个或多个附加注射泵(115)，每个附加注射泵包括容纳另一流体的注射器(120)和用于移置所述注射器(120)的推动机构(130)，以及将每个注射器(120)流体连接到所...
【技术特征摘要】
1.一种冷冻保护剂分配系统(100)，包括：
2.如权利要求1所述的系统，其中，所述第二端(144)接触所述容器的内表面(112)或浸没在容纳在所述容器内的材料(104)中。
3.如权利要求1所述的系统，其中，所述受控分配器(115)包括注射泵，所述注射泵包括用于容纳所述流体(102)的注射器(120)和用于移置所述注射器(120)的推动机构(130)，其中，所述推动机构(130)包括可移动的推块(132)、可操作地联接到所述推块(132)的马达(134)，和用于控制所述马达(134)的马达控制器(136)，其中，所述注射泵被配置为在通过所述推动机构(130)移置所述注射器(120)时分配所述流体。
4.如权利要求3所述的系统，其中，所述推块(132)和所述注射器(120)布置在轨道(138)上，其中，所述推块(132)与所述注射器(120)对准，使得所述推块(132)能够压靠所述注射器的柱塞(122)，其中，所述马达(134)被配置为沿所述轨道(138)在将所述柱塞(122)推入所述注射器的筒(124)中的方向上移动所述推块(132)，从而移置所述注射器(120)，其中，所述注射器(120)的移置将容纳在所述筒(124)中的所述流体(102)通过所述排出口(126)喷射到所述分配管(102)中，其中，所述流体(102)通过所述第二端(144)离开所述分配管(140)并进入所述容器(110)。
5.如权利要求1所述的系统，其中，所述受控分配器(115)被配置为将所述流体连续地分配到所述容器(110)中。
6.如权利要求1所述的系统，其中，所述容器(110)包含生物样本(104)。
7.如权利要求1所述的系统，还包括混合器(150)。
8.如权利要求1所述的系统，还包括一个或多个附加的受控分配器(115)，以及将每个受控分配器(115)流体连接到所述容器(110)的分配管(140)，其中，所述一个或多个附加的受控分配器(115)被配置为通过所述分配管(140)将相同或不同的流体分配到所述容器(110)中。
9.一种用于将冷冻保护剂(102)分配到生物样本(104)的冷冻保存系统(100)，所述系统(100)包括：
10.如权利要求9所述的系统，其中，所述管的所述第二端(144)浸没在所述生物样本(104)中。
11.如权利要求9所述的系统，其中，所述推动机构(130)包括可移动的推块...
【专利技术属性】
技术研发人员：多梅尼克·布萨，迈克尔·波茨，加里·克拉斯，约翰内森·帕克，
申请(专利权)人：艾步思国际有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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