用于处理生物样本的方法和系统技术方案

本发明专利技术涉及将生物样本处理成其组成成分以用于ART，包括：将样本引入到邻近包括缓冲溶液的第二体积而设置的第一体积中；其中，第一和第二体积适于在其间流体连通；选择性地利用设置在其间的可移动封闭构件将所述第一体积与所述第二体积隔开；其中，选择性地将第一体积与第二体积隔开的步骤包括移动封闭构件，使得流体连通孔由所述封闭构件或所述封闭构件与第一和第二体积的结合中的一者或组合形成，以允许第一体积和第二体积之间的流体连通，使得活动细胞从第一体积中的样本迁移到第二体积中的缓冲溶液。

Methods and systems for processing biological samples

The invention relates to the processing of biological samples into their components for art, including: introducing samples into a first volume set adjacent to a second volume including a buffer solution; wherein the first and second volumes are suitable for fluid communication between them; selectively separating the first volume and the second volume by using a movable closure member set between them; wherein, selecting The step of separating the first volume from the second volume includes moving the closure member so that the fluid communication hole is formed by one or a combination of the closure member or the combination of the closure member and the first and the second volumes, so as to allow the fluid communication between the first volume and the second volume, so that the active cells are transferred from the sample in the first volume to the buffer solution in the second volume \u3002

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于处理生物样本的方法和系统相关申请本申请要求于2017年1月31日以格尼亚IP控股私人有限公司(GeneaIPHoldingsPtyLtd)的名义提交的题为“MethodandSystemforProcessingaBiologicalSample”的澳大利亚临时专利申请No.2017900270的优先权，并且其申请文件通过引用整体并入本文并用于所有目的。
本专利技术涉及辅助生殖
(ART)，并且可以适用于许多领域，包括人类生育、动物育种、辅助生殖技术(ART)研究(人和动物)和精子库。在一种形式中，本专利技术涉及用于将生物样本处理成其组成成分以用于ART的方法、系统和设备。本专利技术适用于包含活动细胞或有机体的任何生物样本，并且下文将方便地描述与来自人类精液样本的活动精子的处理和分离有关的本专利技术，然而应该理解的是，本专利技术可以不仅局限于该应用。
技术介绍
在整个说明书中，单数形式的词语“专利技术人”的使用可以被认为是指的是本专利技术的一个(单数)专利技术人或多于一个(多个)专利技术人。应该理解的是，本说明书中包括对文献、装置、动作或知识的任何讨论以解释本专利技术的上下文。此外，贯穿本说明书的讨论是由于专利技术人的实现和/或专利技术人对某些相关技术问题的认识而产生的。另外，本说明书中包括的对比如文献、装置、动作或知识的材料的任何讨论用以根据专利技术人的知识和经验来解释本专利技术的上下文，因此，任何这样的讨论不应被视为承认任何所述材料形成在本文的该公开和权利要求的优先权日或该日之前的现有技术基础的一部分或澳大利亚或其它地方的相关领域的公知常识。在辅助生殖技术(ART)(包括临床过程，比如例如体外受精(IVF)、卵胞浆内单精子注射(ICSI)和子宫内人工授精(IUI))中，需要将预期父亲捐赠的精液样本处理成使它们适合使用。该处理的主要目的是移除对精子活力和功能有负面影响的精浆组分。在体内，精浆通常在精子通过雌性生殖道期间被移除。除了分离浆外，精液样本的处理旨在从原始精液样本中浓缩和富集最活性和功能性的精子群体，这由它们的活动性体现。目前最广泛使用的精子处理方法包括密度梯度离心(DGC)和所称的上游法，尽管一些其它方法最近也进入了市场。参考图1，在DGC方法中，将纯精液样本置于离心管中位于缓冲形式的两层二氧化硅颗粒的胶体悬浮液的顶部。上相或顶层由较低浓度的颗粒组成，例如45％。下相或底层由较高的颗粒浓度组成，例如90％。然后将管离心，通常在1600rpm下离心20分钟，从而允许精子根据其性质移动通过“上相”和“下相”层，进而使得活性的活动精子终止于管底部，死细胞和碎片在二氧化硅层内和/或之间，并且精浆留在管顶部。几种商业二氧化硅化合物可用于此目的，包括例如GemsTM精子洗涤梯度组(GeneaBiomedx)、SupraSpermTM(Origio)、SpermGradTM(Vitrolife)和许多其它化合物。在该步骤之后，需要用精子介质、精子缓冲液或甚至受精介质经由至少再一次离心来洗涤活动精子以移除残留的二氧化硅化合物。DGC的优点在于它提供了活动精子的分离，不活动精子、碎片和精浆的移除，并且它还可以适应可变样本体积用于处理。然而，DGC也存在缺点，因为其对形态异常的精子的分离可能有限。其它缺点包括处理中的用户错误的风险、结果的可变性、暴露于二氧化硅试剂中的潜在有害物质、离心力的不必要影响、长的处理时间以及在该过程的不同步骤期间需要将样本移动通过若干容器。尽管如此，DGC目前是最常见的工业实践。参考图2，在上游法中，将包括纯精液的液态精液样本小心地放置在包含精子介质或缓冲液的离心管的底部处，并将其在37°的温度下置于培养箱中约1小时，在此期间，活动精子即活性精虫逐渐地沿着管上游。由此收集到包含活动精子的顶层介质，将精浆、死精子和碎片留在下面。通常将该收集的部分再次离心以浓缩制剂，因为通常需要高浓度的精子以用于最终处理步骤。用于精子处理的上游法具有简单的优点，因为它不需要复杂的耗材(consumable)或试剂。此外，可以处理可变样本体积。然而，也存在缺点，例如，由于其不受约束地暴露于精浆，所以样本不能延长时间地留在管中，已知在射精后延长时间地暴露于精浆会降低人类精虫的受精能力。此外，它可能易于遭受用户错误的风险，它具有较长的处理时间，它需要在过程的不同步骤期间跨多个容器进行样本转移，并且当离心步骤发生时，精子暴露于离心力的不必要的影响。其也是一个劳动密集型的手动过程。尽管如此，上游法也是当前的工业实践。DGC和上游法遇到的问题涉及过程的复杂性和长度。两者都要求在到达IVF/ICSI培养皿或IUI导管之前，将精液样本从初始样本容器移动通过几个不同的容器(以及用于子样本的子容器)。每次这种移动都会增加样本损伤、可追溯性损失、污染的风险，并且需要手动处理步骤以及相关的双见证/自动见证步骤，以确保在整个过程中正确的ID可追溯性。所需程序的持续时间从40分钟到超过一小时不等，增加了实验室工作流程的复杂性以及占用实验室设备和空间。在实践活动和等待期间交替的过程的性质使工作流程更加复杂化。大多数实验室都遵守一次只处理一个精子样本的严格要求，以降低混淆的风险，并且因此，较大的实验室不得不保有若干个精子处理站，每个都有自己专用的设备，比如层流罩、移液管组，有时还有离心机。由于许多连续的步骤不仅需要操作者的时间资源，而且在许多情况下还需要第二见证人的时间资源以确保样本安全性和可追溯性，因此对手动劳动的需求也很高。这进而由于要求见证人中断他们的任务而对其它ART操作具有流动效果，从而增加了操作者错误的总体风险。较大部分的手动处理也使得该过程易受由于操作者的不同技能水平导致的人为错误和变化的影响。该过程的复杂性还要求待用于该过程的大量试剂和耗材，这进一步涉及固有的库存管理、耗材和介质风险以及成本影响。另外，已经表明，DGC方法可能导致精子中的DNA损伤，这进而可能不仅影响精子活力和功能，而且还影响胚胎发育和可能导致的怀孕，因为精子DNA占胚胎的基因组的50％。一些最近的精子处理系统依赖于先前方法的某些方面的标准化，比如具有专门设计的耗材和加温站的基于上游的系统SeaforiaTM，或者同样基于上游的RIMSCTM精子分离管。SeaforiaTM系统(在以下因特网资源链接http://www.lotusbio.com/index.html？page＝37中描述)具有受控环境、易于使用并且采用标准化体积的优点，但不利的是，它需要很长时间，需要样本移动通过多个容器，并且需要单独的最终输出收集和分析，正如DGC和上游法一样。作为新的市场进入者，有关临床结果的信息是有限的。RIMSC的程序简单(类似于上游)，但缺点是没有主动门控，容易出现用户错误，处理时间长，需要样本移动通过多个容器，并且还需要单独的最终输出收集和分析。RIMSC已进入市场多年。一些系统使用微流体设计，其允许活动精子导航穿过微通道和多孔膜，比如；描述于http://koekbiotech.com/fertile/的描述于http://k本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种处理精液样本的方法，包括以下步骤：/n将精液样本引入到邻近包括缓冲溶液的第二体积而设置的第一体积中；其中，第一体积和第二体积适于在其间流体连通；/n选择性地利用设置在所述第一体积与所述第二体积之间的可移动封闭构件将所述第一体积与所述第二体积隔开；/n其中，选择性地将所述第一体积与所述第二体积隔开的步骤包括移动所述封闭构件，使得由所述封闭构件或所述封闭构件与第一体积和第二体积的结合中的一者或结合形成流体连通孔，以允许第一体积和第二体积之间的流体连通，使得活动精子从所述第一体积中的精液样本迁移到所述第二体积中的缓冲溶液。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170131 AU 20179002701.一种处理精液样本的方法，包括以下步骤：
将精液样本引入到邻近包括缓冲溶液的第二体积而设置的第一体积中；其中，第一体积和第二体积适于在其间流体连通；
选择性地利用设置在所述第一体积与所述第二体积之间的可移动封闭构件将所述第一体积与所述第二体积隔开；
其中，选择性地将所述第一体积与所述第二体积隔开的步骤包括移动所述封闭构件，使得由所述封闭构件或所述封闭构件与第一体积和第二体积的结合中的一者或结合形成流体连通孔，以允许第一体积和第二体积之间的流体连通，使得活动精子从所述第一体积中的精液样本迁移到所述第二体积中的缓冲溶液。


2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述流体连通孔的尺寸与封闭构件的位移成比例。


3.根据权利要求1或2所述的方法，进一步包括以下步骤：
对已进入第二体积的缓冲溶液的精子进行视觉分析。


4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述视觉分析与精子进入所述第二体积同时地进行。


5.一种用于处理精液样本的设备，包括：
i)第一井，其包括适于容纳所述精液样本的体积；
ii)第二井，其包括适于容纳缓冲溶液的体积，其中，第一井和第二井适于在其间流体连通；
iii)设置在第一井和第二井之间的可移动封闭构件，用于选择性地将第一体积与第二体积隔开；
其中，所述封闭构件相对于所述第一体积和所述第二体积的移动形成流体连通孔，从而允许所述第一体积和所述第二体积之间的流体连通，使得活动精子从所述第一体积中的精液样本迁移到所述第二体积中的缓冲溶液。


6.根据权利要求5所述的设备，其中，所述流体连通孔的尺寸与封闭构件的轴向位移成比例。


7.根据任一前述权利要求所述的设备，进一步包括第三井，其包括用于容纳前进运动精子的第三体积。


8.根据权利要求5、6或7所述的设备，进一步包括：
形成在所述设备中的光路，其包括用于形成在与所述光路正交地设置的两个透明窗之间的流体薄膜的流动路径。


9.根据权利要求8所述的设备，进一步包括：
设置在所述光路中的相机，其用于对已进入第二体积的缓冲溶液的精子进行视觉分析。


10.一种从生物样本中分离生物成分的方法，包括以下步骤：
将所述生物样本引入到邻近包括缓冲溶液的第二体积而设置的第一体积中；
选择性地利用设置在所述第一体积与所述第二体积之间的可移动封闭构件将所述第一体积与所述第二体积隔开；
其中，选择性地将所述第一体积与所述第二体积隔开的步骤包括移动所述封闭构件，使得由所述封闭构件或所述封闭构件与所述第一体积和第二...

【专利技术属性】
技术研发人员：切斯特·亨德森，本·霍布斯，约翰·麦考马克，本尼迪克特·斯图尔特斯蒂尔，安德鲁·C·詹金斯，萨姆·加松，爱德华多·欧姆，苏珊娜·布兰迪，泰亚·图利基·佩乌拉，
申请(专利权)人：格尼亚IP控股私人有限公司，
类型：发明
国别省市：澳大利亚;AU