光学检测构件，其可包括用于监测培养样品、细胞或组织的照相机系统或显微镜中的一个或二者的组合。该显微镜或照相机系统可以是本领域已知的任何合适的设计。在一个优选的实施方案中，显微镜是单筒显微镜(simple tube microscope)。在替代实施方案中，所述显微镜的设计可以选自以下的任一种:单筒显微镜，霍夫曼调制相衬显微镜，微分干涉相衬显微镜，暗视野显微镜，相衬显微镜。
[0076]在使用显微镜的实例中，单筒显微镜包括10倍的物镜，具有通光口或孔的间隔管(spacer tube)，和用于图像捕捉的CMOS传感器。在一个实施方案中，将扩散器和圆形孔定位在光源与样品之间从而用斜光照亮样品，并提供所捕捉的图像的增加的对比度。此外，根据需要可以将额外的过滤器或扩散掩模引入到光路径中。在优选的实施方案中，可以使用聚光透镜系统来增强照亮样品的光的均匀性。优选的实施方案内的光学设计在采集到的图像中提供了足够的对比度，从而能够识别培养样品特征，如极体、原核、核仁和内细胞团(ICM)，除了如卵裂、囊胚扩张和孵化的事件之外。在一个替代的实施方案中，光学检测构件包括图像传感器，诸如(XD照相机。
[0077]优选地，每个显微镜都设置有用于自动和/或手动对焦的物镜定位马达。
[0078]在本实施方案中，由具有550nm的波长和可变强度的发光二极管(LED)提供显微镜的照明源。在其他实施方案中，光源可以具有不同的波长。如本领域技术人员可以理解的，可以选择照明源的波长和功率输出以便尽量减小对所关注的培养样品、细胞或组织的光毒损伤或应力。为了进一步最小化照明有关的应力，优选在培养过程中只在观察或成像期间接通所述照明源。可以通过外部数据处理或计算机系统或通过与装置操作性关联的图像处理构件以及在某些实施方案中通过在装置内的图像处理构件处理和分析由光学检测构件的传感器捕捉的图像。
[0079]本发明的实施方案的一个特别有利的特征是提供椭圆形旋转的物镜系统作为显微镜和/或照相机光学检测构件的一部分，从而提供能够扫描观察区域的光学检查构件的偏心移动。图4示出用于椭圆形旋转的示例性驱动机构。本创新所赋予的优点是多个胚胎或生物样品可以在无需移动培养容器的情况下成像。如图4所示，在具有通向马达带组件的间隔管49的照相机支架51内设有照相机43，所述马达带组件包括由透镜定位马达44驱动的马达带48，这提供物镜47的移动。图4的旋转透镜组件提供实现成像区域的扫描的偏心移动。以这种方式移动物镜同时保持良好的图像质量的能力取决于使用低功率的物镜并由侧面照明路径辅助。在一个优选的实施方案中，可以通过简单的步进马达促进透镜移动。
[0080]图5示出了本发明的另一个实施方案，其中在模块化装置内包含多个培养容器或时间推移培养皿57。在本实施方案中，将带有旋转透镜组件56的显微镜/椭圆驱动机构沿导向机构移动，从而实现从多个培养容器采集图像而不干扰所述容器。通常，这种驱动机构实现两个方向(X&Y)上的移动，从而实现对图像定位和质量的精细尺度控制，如图6所示。
[0081]图7显示了旋转透镜的示例性移动，其能够将光学检测构件定位到时间推移培养皿上的多个培养样品位置的每一个。举例来说，通过这种可以在有条件的环境中检测若干胚胎。图8示出示例性的培养皿90，其容纳用于时间推移检测培养样品皿的多个培养样品孔103，预备孔94为用户准备介质或胚胎提供灵活性。此外，图9给出了图8的培养皿的分解特写，其示出了培养样品孔103，具有流体控制壁91，用于定位培养的样品(例如胚胎)的空缺(divot) 92和识别各个样品的标记90。
[0082]图9A给出了改进的培养样品孔的分解特写，其示出了用于定位培养的样品(例如胚胎)的流体控制壁91，通道93和空缺(divot)92。
[0083]图10和11显示了改进的培养皿设计，其中沿着标记区域102进一步提供了用户抓握区101。此外，图11示出了优选的构件，通过该构件本发明的实施方案可以提供培养皿在装置10内的精确定位和重新定位，以便可靠的光学检查。如图11所示，以定位销方式提供对准构件111或基台，以确保可以在正确的位置反复地重新定位皿。在室的支撑基底或者壁内或者与室的支撑基底或者壁可操作地关联的替代的对准构件，如止动装置，压痕或其它等同构件可用于提供准确的重新定位。
[0084]可以由本发明的实施方案实现的光学检查的实例在图12和13中示出。例如，图13示出不使用掩蔽系统和使用圆形暗场式光栅(dark-field-style stop)捕捉的图像之间的差别。
[0085]如图7到11中特别示出的，本发明的优选实施方案还提供培养皿，其包括基本的结构，在该结构内存在多个微孔用于培养样品，例如接合子、胚胎、卵母细胞和多能细胞。该培养皿还包括一些提高使用性的部件，如上所述地用于允许培养皿被精确地定位在模块化装置中和改进患者安全。
[0086]将该培养皿设计成例如与共同未决的澳大利亚临时专利申请第2013900039号中描述的模块化仪器一起工作而用于接合子、胚胎、卵母细胞和多能细胞的维持和成像，实现在高度控制的最佳环境中高通量地培养这些细胞，其包含具有图像采集和远程处理的内置显微镜系统。所述显微镜系统包含能够实现多孔扫描而不干扰发育中的胚胎的独特的椭圆旋转物镜。
[0087]在图8中示出了培养皿的最简单的形式的实施方案。培养皿的最简单的形式包括用于培养样品(如接合子、胚胎、卵母细胞和多能细胞)的多个微孔的基本结构。参照图8，图9和图9A，在优选的实施方案中，以环形模式布置该基本结构的微孔，每个微孔被定位在通道93的底部，可以向其中引入培养基。这些结构由流体控制壁91围绕，提供流体控制壁91以维持培养皿的期望区域中的培养基。通道93的底部可以从微孔向上倾斜到流体控制壁91，使得重力可以帮助胚胎朝向微孔(如果放置在此表面上)移动。微孔具有足够的深度和几何形状，以确保胚胎在培养皿的运输过程中以及在培养基的抽吸或分配过程中不从孔中迀移出来，而其他的胚胎被放置或移动。图9A更详细地显示了这些特点。然后培养基可以覆盖有适当的油，其由培养皿的壁保留以在孵育期间限制培养基的蒸发。
[0088]本发明的最简单的形式的特征使培养皿能够容易地填充培养基，并保留培养基在所希望的区域中。在培养过程中可以从油层下面从培养皿移出培养基并根据需要更换，避免需要平衡新鲜的介质皿和转移胚胎到新的培养皿。微孔确保胚胎保持在可以利用模块化仪器以本发明优选的形式观察胚胎以及可以单独地识别胚胎的位置。培养皿的设计确保可以通过使用本发明的模块化仪器的优选实施方案用立体显微镜、倒置显微镜观察胚胎。由于培养皿的材料是透明的，无需除去盖就可以监测胚胎。
[0089]在一个优选的实施方案中，将培养皿的最简单的形式结合到一种改进的设计中，如图10和图11所示。这个实施方案具有许多提高使用性的部件，允许将培养皿精确地定位在模块化装置中和提高患者安全。培养皿设有几个抓握区101，其允许在许多配置中安全地操作培养皿。大区域102提供了标签的位置，以确保清晰的患者识别和可追溯性。优选地，将培养皿设计成这样一种方式，它只能以一个方向放置在模块化仪器中，确保使用模块化仪器正确地识别和可视化培养的样品(例如胚胎)。这通过使用与模块化仪器上的定位销和闩锁对准的培养皿上的部件111来实现。该系统还确保了培养皿精确地位于仪器中。如上所述，这些部件在图10和图11中示出，但对于本领域的任何技术人员而言显而易见的是，它们可以与这些描绘不同。
[0090]在一个优选的实施方案中，培养皿由单一类型的塑料，优选聚苯乙烯构造。在替代的实施方案中，可以使用本领域的任何技术人员将认为适合用于接合子、胚胎、卵母细胞和多能细胞的任何塑料构造培养皿。在进一步的实施方案中，可以利用适合细胞培养容器的工艺(如等离子体处理)处理塑料培养皿的所有或一些表面。此外，该表面处理的目的可以是提高表面的湿润性，从而增强培养基对培养皿的填充。在替代的实施方案中，培养皿的上述改进的设计可以由多种不同类型的塑料构造，其中在图8中描绘的部分由一种类型的塑料构造，而剩余部分从另一种类型构造。
[0091]在优选的实施方案中，本发明中使用的微孔应符合具有如下优点的以下规定:
[0092].应允许培养物的独立识别和分组。
[0093].微孔应布置成圆形或围绕圆形分组以便用旋转透镜观察。
[0094].足够的深度/几何形状以在干扰过程中保持胚胎位于孔中。
[0095].用于在仪器中定位培养皿的部件。
[0096]?允许独特的定向。
[0097].准确和精确定位。
[0098].用于方便和安全操作的部件-降低溢出的机会。
[0099].用于保持介质的流体控制壁。
[0100].油控制壁。
[0101].优选地，设置倾斜的壁以协助培养的样品落入孔。
[0102].孔的壁上的标记/梯级以协助自动对焦。
[0103].介质更换。
[0104]?培养皿中以尽量减少遗留的部件。
[0105].增强介质流过“通道”的部件。
[0106]在一个特别优选的实施方案中，将本发明用作模块化系统以维持和成像接合子、胚胎、卵母细胞和多能细胞。因此，将装置提供为包括模块，每个模块包括用于保持适于细胞生存能力的适当气体和温度条件的构件，用于平衡室湿度的构件，打算在培养空间中使用的显微镜单元，能够成像多个视场的椭圆驱动机构，图像捕捉单元和传送图像用于进一步处理的构件。
[0107]该系统包括在装置内设置成一体的用于图像处理的构件。
[0108]此外，优选的实施方案提供了一种方法，其用于将位于培养空间中的细胞或组织的图像传送到数据处理构件，其包括以下步骤:
[0109]将细胞或组织放置在显微镜/孵化器模块的载物架上的培养容器内
[0110]将显微镜/孵化器模块布置在模块壳内
[0111]在孵育期间保持细胞或组织基本上不动
[0112]通过椭圆驱动路径透镜系统成像培养容器内的单个细胞或组织。
[0113]在其它方面中，优选的实施方案使用配子配合作为后续胚胎发育事件的时间评估的参考点。在这方面，使用配子配合作为后续胚胎发育事件的时间评估的参考点，用培养物中的胚胎的评估提供对生存能力的估计，而且可以认为，当与目前已知的IVF相比时，这可以允许更精确的事件定时。因此，来自配子配合的事件定时可以实现胚胎发育的分析改进。
[0114]在其它方面，在植入回患者之前，优选的实施方案使用时间推移作为测量来评估解冻期间的胚胎扩张和生存能力。时间推移成像用于基于诸如扩张等特性评估解冻胚胎的生存能力。评估解冻胚胎的这种新方法有可能导致最佳胚胎的选择改进。
[0115]提供很容易使用并减少胚胎学家评估胚胎所花费的时间的胚胎评估能力。在这方面，现有技术的系统利用复杂的评估方法，其需要胚胎学家花费大量的时间投入。根据本发明的优选的系统可以利用以下的一种或组合。
[0116]显示胚胎发育的时间推移图像的突出程序包(a highlights package)的创建或产