細胞質量評價的方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于細胞工程技術領域，特別是關于細胞質量的評價方法，具體而言是基于所檢測到的細胞的形態、彈性模量、膜電位而進行綜合評價來獲得細胞質量評價體系的方法。
【背景技術】
[0002]隨著人類輔助生殖技術(assistedreproductive technology , ART)的發展，體外受精(in vitro fertilizat1n，IVF)、胚胎移植及其衍生技術的應用使得受孕及妊娠率得以提高，但同時多胚胎妊娠率及其帶來的各類并發癥也顯著提高。為了避免多胚胎妊娠和多胚胎，中國衛生部規定:年齡< 35歲的婦女，在IVF第一周期不得移植超過2個胚胎；對于多胚胎妊娠必須實施減胎術，避免雙胎，嚴禁三胎和三胎以上的妊娠分娩。因此，如何選擇高質量的卵細胞進行IVF以及選擇最具活力的胚胎進行移植已成為ART中的研宄熱點和挑戰。
[0003]同時，在生物細胞注射實驗中，被注射后的細胞大都是被置于同一個培養皿，如果細胞被注射后凋亡，該細胞凋亡過程中釋放的物質會影響培養皿里的其它細胞，導致其它細胞的凋亡或基因表達失敗，極大降低實驗效率。在以高通量、高效率為目的顯微注射機器人研宄背景下，任何能提高細胞存活率的研宄都有意義，都有可能對生物醫學研宄起到巨大的推動作用。進行細胞質量評估，剔除質量差的細胞，有利于提高整體的細胞存活率，推動生物醫學的研宄。
[0004]由此可見，對細胞質量進行科學評估是十分有意義的。目前已提出了許多細胞質量的評價方法，如形態學、細胞力學特性、膜電位、體外發育(培養)、熒光代謝探針、染色體篩查法等。
[0005]其中，形態學評估是目前應用最廣泛的胚胎質量評價方法，主要包括以下幾個方面。一、卵母細胞的質量；二、原核期合子的質量；三、卵裂期質量；四、囊胚形態學。形態學評估是基于微小物體光學攝影技術來采集細胞形態而進行細胞質量評價的方法，雖然形態學的評估方法用于胚胎活性篩選取得了一定的成效和進展，但是此單一用形態特征評估方法無法保證細胞質量評價的精確性。
[0006]另外，在原核期透明帶硬度隨著受精而變化，并且楊氏模量伴隨著胚胎的發育逐漸減少。對擴張囊胚(expanded blastocysts, EPBs)的質量的評估表明，EPBs的質量也可以通過彈性參數來評價。此外，觀察表明各個階段中在體內生長的胚胎的透明帶明顯比在體外生長的硬。初步的研宄結果還表明，裸露在體外的成熟卵細胞在氯化鍶的孤雌激活下沒有表現出透明帶的硬化，表明卵母細胞的成熟程度和隨之而來的活化可由透明帶彈性的增加來評價。以上分析表明，對細胞的力學特性一一彈性模量的研宄是細胞質量研宄的另一重要方向。
[0007]以及，由于生物電是機體活動的基本屬性，對細胞生物電學特性的研宄，有助于了解生命活動的機制和產生規律。卵細胞的膜電位是卵母細胞成熟和受精的電生理學標志，檢測卵母細胞膜電位是判斷卵母細胞功能正常與否的重要指標。卵細胞在自然受精過程中由于胞內鈣離子持續波動從而產生卵膜電位的變化。在單精子顯微注射實驗和動物核移植實驗中，電刺激的方法能使卵母細胞膜通透性瞬間增加，從而使外源鈣離子進入卵母細胞內或通過激活IP3系統誘導胞內鈣庫鈣離子的釋放，造成胞內鈣離子濃度增加，使卵母細胞激活，提尚胚胎的發育率。
[0008]代謝組學通過定向檢測胚胎培養基中的相關因子，及其中間產物表達譜分析等預測胚胎的發育潛能，但是無直接的研宄證明其代謝組學與臨床妊娠率及出生率相關。現有的細胞質量評價方法有一定的成效，但是其中一些方法在實驗過程中對細胞有一定的損傷性，并且單一研宄細胞某一方面而獲得細胞質量的評價體系有一定局限性，嚴謹性不夠。
[0009]由以上可知，形態特征、力特性和電特性是細胞同時存在的重要特性，將三個特性綜合起來研宄動物細胞(尤其卵細胞)的發育機制是非常重要的。而現有的方法及裝置系統大多單獨對某一方面進行研宄，然后再借助其他實驗手段來分析結果，對細胞無法實時測量。
【發明內容】
[0010]基于本申請案的發明人已經發現細胞單一的指標的細胞質量評價手段并不能完全的描述細胞的質量。因此，本發明提出一種有助于高通量高效率的分析細胞質量的評價方法。
[0011]本發明的技術方案是在顯微注射機器人研宄背景下，獲取細胞的形態特性，并對細胞采用復合力-電加載測量，實時監測細胞形態、力、電三個特性，并采用神經網絡的方法獲得細胞質量的評價體系。
[0012]本發明具體采用如下技術方案實現:
一種細胞質量評價的方法，包括如下步驟:
A，獲取對象細胞的形態特性的有用信息的步驟；
B，獲取對象細胞的透明帶彈性模量的步驟；
C，獲取對象細胞反饋的生物電信號的步驟；
D，根據上述步驟而對象細胞進行綜合評價的步驟。
[0013]采用本發明上述技術方案所述的細胞質量評價的方法，可以有效地高通量高效率的對細胞質量進行可靠評價。
【附圖說明】
[0014]圖1是實施本發明的一個設備系統。
【具體實施方式】
[0015]現結合附圖和【具體實施方式】對本發明進一步說明。
[0016]本發明提出一種細胞質量評價的方法，包括如下步驟:
A，獲取對象細胞的形態特性的有用信息的步驟；具體包括:
Al，通過微小物體光學攝影系統來獲取對象細胞的形態學圖像；
A2，通過圖像處理系統來獲取上述形態學圖像的形態特性的有用特征參數信息，例如包括對象細胞(如胚胎細胞)的形體幾何的參數信息、顏色的參數信息、明暗程度的參數信息、分裂球大小的均勻性(一致性)的參數信息、細胞質顆粒化的參數信息以及分裂球的碎片化程度的參數信息等，其中形體幾何的參數信息一般采用8個參數，分別是:面積S、周長C、長度L、寬度W、方向角、寬長比、軸交比和形狀指數。
[0017]B，獲取對象細胞的透明帶彈性模量的步驟；具體包括:
BI，通過力記載測量系統對對象細胞進行探壓；
B2，通力記載測量系統實時測量上述被探壓的對象細胞的壓電信號；
B3，根據上述壓電信號計算獲得細胞的壓力，進而計算得到對象細胞的透明帶彈性模量。
[0018]C，獲取對象細胞反饋的生物電信號的步驟；具體包括:
Cl