用于胚胎活检的装置的制作方法

本申请要求2016年9月30日提交的新加坡专利申请号10201608177w的权益，其全部内容通过引用并入本文中用于所有目的。

实施方式主要涉及一种用于胚胎活检的装置。特别是一种用于胚胎活检的自动化装置。

背景技术：

植入前遗传学诊断(pgd)是用于鉴定通过体外受精(ivf)产生的胚胎的遗传缺陷以防止某些的疾病或病状传染给孩子的过程。卵胞浆内单精子注射(icis)是将单个精子直接注射到卵子内的过程。在诸如pgd或icis过程中的关键挑战之一是胚胎操作。通常，在pgd操作中胚胎步骤涉及到高度熟练的操作员使用微量移液管反复施加真空并释放细胞，直至胚胎的内细胞团(icm)远离任何微量移液管的贯穿。这是为了确保细胞的发展能力得以保留，以用于进一步程序。通常，在操作员操作胚胎前，他必须每几个小时定期地在视觉上评估保存在孵化器中的胚胎的成熟度。通常，pgd的胚胎活检经常在第三天(或三天大)的胚胎上进行，这是创伤性的并降低了胚胎最终移植的可能性。在第三天，人胚胎通常有大约6-10个较大并且有明显细胞间附着的细胞。但对于滋养外胚层活检，胚胎必须达到一定的成熟阶段，例如在第五天和第六天之间的胚泡阶段，此时胚胎有大约100个细胞和清晰的内结构。通常，在第五天到第六天之间仅有一个小窗口适于进行滋养外胚层活检。此外，滋养外胚层活检也是冗长且艰苦的过程。

技术实现要素：

根据多种实施方式，提供了一种用于胚胎活检的装置。所述装置可以包括外壳和可以被设置在所述外壳中并可以被配置为孵化胚胎的孵化单元。所述装置还可以包括胚胎操作器机构，其可以被设置在所述外壳中并可以被配置为旋转所述胚胎。所述装置还可以包括胚胎图像捕获机构，其可以被设置在所述外壳中并可以被配置为捕获在所述孵化单元中的所述胚胎的图像，以便监控所述胚胎的形态从而确定在所述孵化单元中的所述胚胎的发育阶段。根据多种实施方式，所述胚胎操作器机构还可以被配置为基于所述胚胎在预定的发育阶段的确定而被激活以旋转所述胚胎至预定的方向。

根据多种实施方式，所述装置可以包括活检工具。所述活检工具可以被配置为基于所述胚胎在预定的发育阶段的确定而被激活以在所述胚胎上进行活检。

附图说明

在附图中，在不同的视图中同样的参考字符通常指代相同的部件。所述附图未必按比例绘制，而是通常将重点放置在阐明本发明的原理。在以下说明中，参考以下附图描述多种实施方式，其中：

图1显示了根据多种实施方式的用于胚胎活检的装置的示意图；

图2显示了根据多种实施方式的用于胚胎活检的装置的示意图；

图3a显示了根据多种实施方式的用于胚胎活检的装置的局部剖面透视图的示意图；

图3b显示了根据多种实施方式的图3a装置的多层储存架的剖视图；

图4显示了根据多种实施方式的用于胚胎活检的装置的局部剖面透视图的示意图；

图5a显示了根据多种实施方式的用于胚胎活检的装置的示意图；

图5b显示了根据多种实施方式的图5a装置的多层孵化器；

图6显示了根据多种实施方式的滋养外胚层活检中胚胎的方向图片；

图7显示了根据多种实施方式的旋转小鼠卵母细胞的示例性图片；

图8显示了根据多种实施方式的细胞旋转的总体顺序；

图9显示了根据多种实施方式示出的面外旋转(图9(a)-(c))和根据多种实施方式示出的面内旋转(图9(d)-(f))的示意图；

图10示出了根据多种实施方式的正视图中的面外旋转的力分析图；以及

图11示出了根据多种实施方式的俯视图中的面内旋转的力分析图。

具体实施方式

在所述装置上下文中描述的实施方式对相应的方法类似有效，反之亦然。此外，应当理解，以下描述的实施方式可以结合，例如，一个实施方式的一部分可以与另一个实施方式的一部分结合。

应当理解，术语“在…上”、“在…上方”、“顶部”、“底部”、“贯通”、“侧面”、“后面”、“左边”、“右边”、“前面”、“侧部”、“旁边”、“向上”、“向下”等，当在以下描述中使用时，是为了方便和帮助理解相对位置或方向，并且不旨在限制任何装置、结构或任何装置或结构的任何部分的方向。此外，除非上下文另有明确说明，否则单数术语“一”，“一个”和“所述”包括复数指代。同样地，除非上下文另有明确说明，否则“或”一词旨在包括“和”。

提供了用于胚胎活检装置的多种实施方式以解决至少之前确定的一些问题。

根据多种实施方式，该用于胚胎活检的装置可以被配置为从胚胎准备到胚胎活检的整个过程完全自动化，包括但不限于孵化胚胎，识别或确定胚胎的成熟度，操作胚胎或旋转胚胎至进行活检合适的方向，以及进行胚胎活检。

各种实施方式提供了用于植入前遗传学诊断(pgd)的自动化胚胎活检装置。该装置可以包括具有控制温度和二氧化碳(co2)水平的流体室且用于孵化胚胎的台式孵化器。该装置还可以包括成像系统和处理器。光学成像系统可以具有被配置为跟踪保存在该孵化器中的胚胎的机动换镜转盘、用于获得胚胎的聚焦平面图像的自动调焦单元，以及用于捕获聚焦平面图像的图像捕获设备。该处理器可以被配置为进一步处理该平面图像以识别该胚胎的成熟度，例如通过监控该胚胎的形态，包括定位和识别卵裂球的数量/体积/大小和/或适当大小的胚胎内细胞团(icm)的存在。根据多种实施方式，该装置还可以包括胚胎操作器，当卵裂球的数量/体积/大小和/或icm的存在/大小被识别，表明该胚胎具有合适的成熟度，该胚胎操作器可被激活并且可以被配置为能够进入该台式孵化器的流体室。该胚胎操作器可以被配置为相应地定向或旋转该胚胎的icm(基于icm的识别位置)至icm不在活检工具穿透线(或以其方式)的操作位置上。

各种实施方式还提供了用于植入前遗传学诊断(pgd)的胚胎自动化活检的方法。该方法可包括在孵化器中孵化多个胚胎，连续地使成像设备捕获胚胎的平面视图的图像，并处理该平面图像以监控胚胎的形态以便识别卵裂球的数量/体积/大小和/或胚胎内细胞团(icm)的存在/大小。该方法还可以包括通过成像系统记录早期卵裂事件的时间，使得该成像系统可以提供关于孵化过程的细节，这可以帮助胚胎学家改善胚胎选择。整个过程，从第0天到第5天/第6天的胚胎孵化的发育可以完整记录。

根据识别卵裂球的数量/体积/大小和/或icm的存在/大小，用更好的胚胎选择确定胚胎的成熟度，该方法可以包括通过允许操作设备进入胚胎，将胚胎与icm旋转至icm远离活检工具穿透线(或以其方式)的操作位置上。这可以通过旋转胚胎并使用成像设备捕获平面视图以及处理平面图像从而验证icm的位置。

进一步，该方法可以包括保持胚胎固定以及激活活检工具以提取胚胎的一部分用于进一步植入前诊断。胚胎活检的整个过程可以在视觉系统的指导下进行，该视觉系统可以自动对胚胎进行显微操作，以及用活检工具切割胚胎并提取胚胎的一部分。

随后，提取的部分可以被送到指定区域用于进一步诊断，并且通过控制和视觉系统可以将胚胎送回孵化器。

图1显示了根据各种实施方式的用于胚胎活检的装置100的示意图。该装置100可以集成的自动胚胎活组织检查装置。如图所示，装置100可以包括如下所述的各种组件。

该装置100可以包括成像捕获设备110。该成像捕获设备110可以包括相机112和激光聚焦物镜114。该成像捕获设备110可以用于收集胚胎和移液管的图像，其中该图像可以用于胚胎监控和视觉伺服。可以使用算法处理图像以识别胚胎的成熟度(例如，通过寻找icm或计算卵裂球的数量或测量icm和/或卵裂球的大小/体积/尺寸来监控胚胎的形态)并监控icm的位置。

该装置100还可以包括操作器120。该操作器120可以是用于旋转和操纵胚胎的组件。根据多种实施方式，该操作器120可以被配置为夹持移液管和/或吸液管。该胚胎操作器120可以是能够或可以配置成旋转胚胎并且与可以捕获平面图像并检测icm位置的图像捕获装置110一起工作的任意设备。当检测到icm位于正确的位置(即远离活检工具的穿透线)，该操作器120可以停止。

该装置100还可以包括平移台130。该平移台130可用于打开和关闭台式孵化器140以维持在活检、和/或移动该操作器120进入胚胎期间的环境(例如温度和二氧化碳水平)。

该装置100还可以包括台式孵化器140。当孵化期间胚胎处于监控时，台式孵化器140可以通过控制二氧化碳水平和温度来保存胚胎。该台式孵化器也可以包括加热工具或加热机构或加热元件，使得在胚胎活检发生时，该台式孵化器可以用作加热板。

该装置100还可以包括活检工具。该活组织检查工具可用于进行带状切割和滋养外胚层(te)切割。根据多种实施方式，该活检工具可以是基于激光的或基于机械的活检工具。例如，该活检工具可以是基于激光的活检设备或基于物理超声的切割工具。根据多种实施方式，该活检工具可以包括通过激光聚焦物镜114发射激光的激光源，使得该激光聚焦物镜114可以聚焦激光以破坏胚胎的外层，而该操作器120可以被配置为控制微量移液管进入胚胎的破裂区域，以便提取胚胎的一部分。

根据多种实施方式，该装置110可以是一体化系统，从胚胎准备到胚胎活检的整个过程中(例如从孵化的第三天到活检结束以及在第五或六天提取胚胎需要的部分)减少人为干预，而不仅仅是活检过程的切割和/或提取的自动化。因此，所有操作，包括监控、识别和活检，都可以在一体化系统内完成，而无需人工/手工干预。因此，根据多种实施方式的该装置100和该方法可以优于传统的滋养外胚层(te)活检。

为了更好地理解根据多种实施方式的该系统(或该装置100)以及该方法如何以优于常规te活检的有利的方式进行te活检，以下提供众所周知的常规te活检方案的概述(关键步骤)作为比较。

常规te活检的步骤一通常包括在te活检前单独的胚胎准备，即受精卵母细胞储存在单独提供且独立的二氧化碳(co2)孵化器中。

常规te活检的步骤二通常包括胚胎学家在前三至五天中每天一次手动检查co2孵化器中胚胎的成熟度，并且在第五天和/或第六天每隔一小时检查一次。清楚的icm通常可以在第五天或第六天被识别，表示用于te活检的胚胎准备就绪。通常，在细胞发育过程中，在第0天经常只有一个细胞。在第一天有两个细胞。在第二天有四个细胞。在第三天有八个细胞。在第四天有八个细胞。在第五天或第六天，可能有一两百个细胞。te活检通常在第5天或第6天进行，因为这是胚胎细胞分裂可能正常并且可能有充足细胞的时间。因此，在这个时刻的胚胎可以被认为是“足够成熟”。

常规te活检的步骤三通常包括胚胎学家手动将胚胎从co2孵化器中取出，并将其置于单独的加热板上或另一个非co2孵化器，在显微镜下进行te活检。在te活检过程中，可能需要通过微量移液管手动旋转胚胎。这通常可能是难以控制的随机过程。胚胎学家还可能需要稳定的双手以及在此过程或期间非常专注。在此过程中也不应有任何干扰(例如任何会影响过程的小振动)。

因此，与上述常规te活检过程相比，根据多种实施方式的设备和方法可能是有利的。

根据多种实施方式，装置100可以包括两个孵化器，其均可用作co2孵化器。例如，该装置100可以是双孵化器系统，其包括可以是主孵化器箱体的外壳102，以及放置在该外壳102中的台式孵化器140。

如上所述，基于目前常用的常规方案，胚胎在活检之前必须储存在单独的co2孵化器中用于形成疝。胚胎学家必须监控胚胎的成熟度以确定活检的合适时间。在活检期间，必须将胚胎置于加热台或非co2孵化器中以维持恰当的ph水平。因此，不仅需要维持温度(37℃)，co2水平也必须维持在5％。在常规手动操作中，胚胎必须储存在冰箱式孵化器中。胚胎学家还必须经常取出胚盘以检查其成熟度。随后，活检在单独的加热台完成。

与之相反，根据多种实施方式的装置100(或一体化系统)可以包括外壳102，其可以是主孵化器并且可以封闭整个系统以使温度和co2水平都可以被控制和维持。在外壳102(或主孵化器)内部，可另外安装诸如台式孵化器或加热板的加热元件，在外壳(或主孵化器)关闭时维持温度。因此，胚胎学家可以不需要将胚盘从孵化器中取出进行检测或切换到不同的工作站进行活检。

根据多种实施方式，该装置100(或主孵化器单元)可以在各种设置中操作，例如，在至少两个设置中，诸如用于胚胎活检的第三天至第六天的设置和第五天至第六天的设置。

根据多种实施方式，在第三天至第六天的设置中，在第三天，将胚胎装入台式孵化器室时，主孵化器单元(其为外壳102)和台式孵化器140可以有相同的环境设置并一起打开，即相同的温度和相同的co2百分比水平。主孵化器单元(或外壳102)和台式孵化器140均可配备自动控制的气体入口和具有电加热单元的恒温器。此外，主孵化器单元(或外壳102)和台式孵化器140可以被配置为防止co2泄漏以及温度波动。

随后，在第六天，根据系统(或装置100)识别出胚胎具有清楚的icm，这可能是胚胎足够成熟以进行te活检的象征，主孵化器(或外壳102)可以关闭。主孵化器中的温度和co2水平可能会降至正常环境水平。同时，可以打开台式孵化器140的盖子并且可以关闭co2供应。此外，台式孵化器140中的温度可以维持37℃。然后装置100可以准备在胚胎上进行te活检。活检可在37℃和正常co2水平(或非co2)环境中进行。在完成活检后，可以关闭台式孵化器140的盖子，并且可以在台式孵化器140中再注满co2。还可以激活主孵化器(或外壳102)以提供合适的co2水平和温度。

根据多种实施方式，在第五天至第六天设置中，当第五天胚胎装到装置100中时，可以仅打开台式孵化器140。主孵化器单元(或者外壳102)可以关闭并且可以仅用作外壳以防止环境污染，即用于创建清洁的环境。其余设置可以与第三天至第六天的设置相同。这是因为台式孵化器140可足以提供24小时的稳定环境。根据多种实施方式，上述第五天至第六天的活检也可以在第三天至第六天的设置中进行。

根据多种实施方式，台式孵化器140可以包括自动盖，其可以被配置成密封台式孵化器140的腔室以维持在储存胚胎时的co2和温度，以及在活检中自动打开方便进入胚胎。

图2显示了根据多种实施方式的用于胚胎活检的装置200的示意图。如图所示，该装置200可以包括外壳202。该外壳202可以是盒子或容器或壳体，其可以配置成在盒子或容器或壳体的所有侧面上完全闭合。根据多种实施方式，该外壳202可以包括用于打开和关闭进入该外壳202通路或入口的门或盖(未示出)。该门或盖可以被配置为紧密或完全闭合以防止任何泄漏，以维持该外壳202的环境或条件。因此，外壳202内的空间可以与外部环境隔离，使得外壳202内的空间可以避免污染并可以保持清洁环境。

如图2所示，该装置200还可以包括孵化单元240。该孵化单元240可以被设置在该外壳202中。该孵化单元240可以被配置成接收胚胎以及孵化胚胎。根据多种实施方式，该孵化单元240可以是台式孵化器242。该台式孵化器242可包括被配置为控制该台式孵化器242内的温度的温度控制机构，以及被配置为控制该台式孵化器242内的二氧化碳的量的二氧化碳控制机构。根据多种实施方式，该台式孵化器242可包括孵化室244和室内环境控制单元246。胚胎可以直接置于孵化室244中或者置于可依次放置在该孵化室244中的培养皿中，例如有盖培养皿。因此，该孵化室244可以包含用于胚胎生长的流体培养基或该培养皿可含有流体培养基。根据多种实施方式，该培养皿可以是多孔培养皿，并且每个孔可以包含一个胚胎。根据多种实施方式，该孵化室244可以包括被配置成与该室内环境控制单元246气体连通的至少一个气体入口(未示出)，以及被配置成与该室内环境控制单元246电连通的加热器元件(未示出)。该室内环境控制单元246可以包括至少一个气体供应源，例如混合空气供应源和二氧化碳供应源。该室内环境控制单元246可以被配置为控制流入该孵化室244的气体混合物，以便控制该孵化室244内的二氧化碳水平。此外，该室内环境控制单元246还可以被配置为控制对加热器元件的供电，以便控制该孵化室244内的温度。因此，该室内环境控制单元246可以控制该台式孵化器242的孵化室244的环境，以便为孵化胚胎提供合适的环境。

根据多种实施方式，该台式孵化器242还可包括盖子248和连接到该盖子248的盖子驱动器249。该盖子驱动器249可以被配置为驱动盖子248的打开和关闭。根据多种实施方式，该盖子248可以包括滑动盖或摆动盖。因此，该盖子驱动器249可以分别包括线性驱动器或旋转驱动器。

如图2所示，该装置200还可以包括胚胎操作器机构220。该胚胎操作器机构220可以被设置在该外壳202中。根据多种实施方式，该胚胎操作器机构220可以被配置为旋转胚胎以便在胚胎活检准备中定位胚胎。该胚胎操作器机构220也可以被配置为控制胚胎以便在胚胎活检期间防止胚胎运动。根据多种实施方式，该胚胎操作器机构220可以包括平台222和附接于该平台222的至少一个三自由度显微操作器224。该至少一个三自由度显微操作器224可以配置为相对于该平台222移动其末端225。根据多种实施方式，微量移液管226可以附接于该至少一个三自由度显微操作器224。该微量移液管226可以被配置为排出或吸入以便推动或控制胚胎。根据多种实施方式，该显微操作器224可以被配置为当该台式孵化器242的盖子248打开，移动该微量移液管226的一端至该台式孵化器242的孵化室244中。

如图2所示，该装置200还可以包括胚胎图像捕获机构210。该胚胎图像捕获机构210可以被配置在该外壳202中。该胚胎图像捕获机构210可以被配置为捕获在该孵化单元240中的胚胎图像以便通过识别卵裂球的数量/体积/大小或胚胎内细胞团(icm)的存在/大小监控胚胎的形态，从而确定在该孵化单元240中的胚胎发育阶段。根据多种实施方式，该图像捕获机构210还可以被配置为当该胚胎操作器机构220旋转胚胎时捕获在该孵化单元240中的胚胎图像，以便监控内细胞团的位置从而确定胚胎的方向。

根据多种实施方式，该图像捕获机构210可以附接于该操作器机构220的平台222。如图所示，该图像捕获机构210可以从底部附接于该平台222，该台式孵化器242可以在平台222上。根据多种实施方式，该图像捕获机构210可以包括成像设备212，诸如相机，和物镜214。如图所示，该物镜214可以安置在该台式孵化器242和该成像设备212之间。因此，该平台222可以包括用于该图像捕获机构210的开口或透明部221，以及该台式孵化器242可以包括在底部的透明部以使在胚胎孵化期间、准备细胞活检时旋转胚胎期间以及胚胎活检期间该图像捕获机构210可以获取在该台式孵化器242中胚胎的图像。

根据多种实施方式，该操作器机构220还可以被配置为基于胚胎在预定发育阶段的确定而被激活以旋转胚胎至预定方向。因此，在该台式孵化器242中胚胎孵化期间，该图像捕获机构210可以捕获胚胎的图像，通过识别卵裂球的数量/体积/大小或icm的存在/大小监控胚胎的形态，以便确定胚胎的发育阶段。一旦确定胚胎在适于胚胎活检的预定所需的发育阶段，该操作器机构220可被激活以驱动该至少一个三自由度显微操作器224，以便移动该微量移液管226进入该台式孵化器242的孵化室244内的胚胎。该台式孵化器242的盖子驱动器249也可以被配置为基于在台式孵化器242中胚胎在预定的发育阶段的确定而被激活以驱动该盖子248的打开，以使该微量移液管226可以进入该台式孵化器242。当该台式孵化器242的盖子248打开时，该台式孵化器242可以被配置为维持在该台式孵化器242内的胚胎温度。例如，该台式孵化器242的底部有加热元件。

根据多种实施方式，该外壳202可以是孵化器箱体。因此，当台式孵化器242的盖子248打开，孵化器箱体形式的该外壳202仍可以控制气体成分，诸如二氧化碳水平，以及该外壳202内的温度。

图3a显示了根据多种实施方式的用于胚胎活检的装置300的局部剖面透视图的示意图。类似于图2中的装置200，该装置300可以包括外壳302。该外壳302可以与图2中的装置200的外壳202相似。类似图2中的装置200，该装置300还可以包括设置在该外壳302中的胚胎操作器机构320。该操作器机构320可以与图2中的装置200的操作器机构220相似，并可以被配置为旋转胚胎以便在胚胎活检准备中定位胚胎。因此，该操作器机构320可以包括平台322和附接于该平台322的至少一个三自由度显微操作器324。进一步，该至少一个三自由度显微操作器324附接有微量移液管326。

根据多种实施方式，该装置300还可以包括多个孵化单元340。该多个孵化单元340可以被设置在该外壳302中。每个孵化单元304可以是台式孵化器342以及可以被配置为孵化胚胎。每个该台式孵化器342可以与图2中的装置200的台式孵化器242相似。因此，该台式孵化器342可以包括孵化室和室内环境控制单元。该台式孵化器342还可以包括盖子和与该盖子连接的盖子驱动器。该盖子驱动器可以被配置为驱动该盖子的打开和关闭。每个台式孵化器242可以单独地控制各自的温度和二氧化碳水平。

如图3a所示，该装置300与图2中的装置200的不同在于该装置300可以包括多层储存架360。该多层储存架360可以被设置在该外壳302中。进一步，该多层储存架360被配置为储存多个台式孵化器342。该多层储存架360可以被配置为每层可接收托盘362，每个托盘362可以接收预定数量的台式孵化器342。该多层储存架360可以被配置成为多个台式孵化器342提供黑暗环境以促进胚胎的孵化。

如图3a所示，该装置300还可以包括设置在该外壳302中的转移机构370。该转移机构370可以被配置为从该多层储存架360中取出多个台式孵化器342中的一个，以及将该多个台式孵化器342中的一个置于该平台322上。该转移机构370可以包括机动双轴平移转移台372和附接于该机动双轴平移转移台372的三自由度转移机械臂374。该机动双轴平移转移台372可以被配置为在该多层储存架360和该操作器机构320之间移动该三自由度转移机械臂374。进一步，该三自由度转移机械臂374可以被配置为伸入该多层储存架360中以拿起该多层储存架360中多个台式孵化器342中的一个，以及将多个台式孵化器342中的一个移动并置于该操作器机构320的平台322上。因此，该转移机械臂374可以抓住和控制从该多层储存架360中选择的台式孵化器342并将其移动至该操作器机构320的平台322上。根据多种实施方式，该机动双轴平移转移台372可以包括直线轨道和导螺杆。根据多种实施方式，该三自由度转移机械臂374可以被配置为抓住在该多层储存架360中任何位置的任意所需的台式孵化器342。进一步，该三自由度转移机械臂374的末端执行器的转动接头可以被配置为当台式孵化器342置于该操作器机构320的平台322上时，设置台式孵化器342的方向。因此，该转移机械臂374可以被配置为折叠成一定角度并且在水平方向沿该直线轨道以及在垂直方向沿该导螺杆移动。

根据多种实施方式，该平台322可以包括凹部或立体空间，其配置为用于接收该台式孵化器342。因此，该凹部的形状和尺寸可与该台式孵化器342相符，以便该台式孵化器342可准确地放置在该平台322上。

图3b显示了根据多种实施方式的装置300的多层储存架360的剖视图。如图所示，该装置300还可以包括胚胎图像捕获机构310。该胚胎图像捕获机构310可被设置在该外壳302内并与该多层储存架360毗邻。该胚胎图像捕获机构310可以被配置为捕获在该孵化单元340中胚胎的图像以便通过识别卵裂球的数量/体积/大小或胚胎内细胞团(icm)的存在/大小监控胚胎的形态，确定在该孵化单元340中胚胎的发育阶段。根据多种实施方式，该胚胎图像捕获机构310可以被配置为捕获在多个台式孵化器342的每一个中的胚胎图像。如图所示，该胚胎图像捕获机构310可以包括机动双轴平移成像台312，例如x-y轴移动台，设置在该外壳302中并与该多层储存架360毗邻。该胚胎图像捕获机构310还可以包括附接于该机动双轴平移成像台312的二自由度成像机械臂314。该二自由度成像机械臂314还可以包括成像设备，诸如相机或高速相机，其附接于该二自由度成像机械臂314的一端。根据多种实施方式，该机动双轴平移成像台312可以被配置为在该多层储存架360的不同层之间移动该二自由度成像机械臂314并跨越该多层储存架360的每一层的宽度。进一步，该二自由度成像机械臂314可以被配置为在该多层储存架360的每一层内移动该成像设备316以达到每一层的每个台式孵化器342从而获得在每个台式孵化器342中胚胎的图像。因此，该成像设备316被该二自由度成像机械臂314控制，可以在多层储存架360的每一层中的每个台式孵化器342的上方或顶部移动以便获取在每个台式孵化器342中的胚胎的图像。进一步，该成像机械臂314可以通过该机动双轴转移成像台312逐层移动。根据多种实施方式，当该二自由度成像机械臂314完全折叠，该二自由度成像机械臂314可以通过该多层储存架360拐角的通道361上下移动。根据多种实施方式，在胚胎孵化时，该胚胎图像捕获机构310可以能够监控胚胎的发育或形态。

根据多种实施方式，为了监控胚胎的形态或发育，该胚胎图像捕获机构310可以包括具有特定波长的光源、数码倒置显微镜以及一些其他用于改善对比度的光学模块。在培养期间(例如从第一天至第五/六天)，除捕获图像的时间之外，胚胎可以保持在该多层储存架360内的黑暗环境中。在图像捕获期间，曝光时间约为0.04s，其非常短可能仅为瞬间或片刻。该数码倒置显微镜可以使用的适合的透镜以及数码微摄像头进行定制。这可以有助于降低成像设备316的尺寸。根据多种实施方式，可能有两种显微镜检方法，即暗视野和明视野。暗视野可以允许更准确地观察卵裂球膜并且可以提供关于卵裂的更准确的信息。然而，它可能会牺牲超过第二天的细胞形态的一些细节。另一方面，明视野是一种简单的显微镜检的方法，其可以允许在明亮背景上观察暗样品。明视野通常可用于染色或天然着色或高度对比的样本。

根据多种实施方式，基于通过该胚胎图像捕获机构310，确认该台式孵化器342中的胚胎处于预定的发育阶段，该转移机构370还可以被配置为从该多层储存架360取出该台式孵化器342并将该台式孵化器342置于该平台322上。进一步，该台式孵化器342的盖子驱动器可以被配置为被激活以驱动盖子的打开，以及该胚胎操作器机构320还可以被配置为被激活以旋转胚胎至预定的方向。

回顾图3a，该装置300还可以包括设置在该外壳302中的辅助图像捕获机构380。该辅助图像捕获机构380可以附接于该操作器机构320的平台322。该辅助图像捕获机构380可以包括辅助成像设备382和物镜384。该物镜384可以安置在该操作器机构320的平台322和该辅助成像设备382之间。根据多种实施方式，该辅助图像捕获机构380还可以被配置为当该胚胎操作器机构320旋转置于该平台上的该台式孵化器中的胚胎时捕获胚胎图像，以便监控内细胞团的位置从而确认胚胎的方向。因此，该平台322可以包括用于该辅助图像捕获机构380的开口或透明部，以及该台式孵化器342可以包括在底部的透明部以使在胚胎活检准备的胚胎旋转期间以及活检期间该图像捕获机构380可以获得在台式孵化器342中的胚胎图像。

根据多种实施方式，通过该胚胎图像捕获机构310定位和确认在该台式孵化器342的胚胎在预定的发育阶段后，可以在由该辅助图像捕获机构380提供的视觉反馈的指导下操作或处理该操作器机构320。基于先进的图像处理算法，该辅助图像捕获机构380和该操作器机构320可以是自动控制并具有如自动聚焦、自动识别以及定位胚胎的功能。根据多种实施方式，胚胎旋转至合适和所需的位置后，制备激光形式的活检工具可以自动切割胚胎的透明带(zp)层并提取一些细胞用于进一步诊断。之后，该转移机构370可以被配置为将该台式孵化器342带回至多层储存架360中的原始位置。根据多种实施方式，在该台式孵化器342转移过程中，该台式孵化器342可以控制台式孵化器342的温度和二氧化碳浓度水平。

根据多种实施方式，该外壳302可以是孵化器箱体。因此，当该台式孵化器342的盖子打开时，孵化器箱体形式的外壳302仍可以控制气体成分，诸如该外壳302内的二氧化碳水平和温度。

图4显示了根据多种实施方式的用于胚胎活检的装置400的局部剖面透视图的示意图。该装置400与图3a中的装置300的不同在于胚胎操作器机构420包括附接于平台422的两个三自由度显微操作器424、425。该装置400的其他组件与图3a的装置300中对应的组件相似。根据多种实施方式，该装置400可以包括附接于两个三自由度显微操作器中一个424的夹持微量移液管，以及附接于两个三自由度显微操作器中另一个425的注射移液管。

图5a显示了根据多种实施方式的用于胚胎活检的装置500的示意图。类似于图2中的装置200或图3a中的装置300，该装置500可以包括外壳502。该外壳502可以与图2中的装置200的外壳202或图3a中的装置300的外壳302相似。类似于图2中的装置200或图3a中的装置300，该装置500还包括设置在该外壳502中的胚胎操作器机构520。该操作器机构520可以与图2中的装置200的操作器机构220或图3a中的装置300的操作器机构320相似，可以配置为旋转胚胎以便在胚胎活检准备中定位胚胎。该操作器机构520还可以被配置为在胚胎活检期间控制胚胎。因此，该操作器机构520可以包括平台522以及附接于该平台522的至少一个三自由度显微操作器524。进一步，微量移液管526附接于该至少一个三自由度显微操作器524。

如图5a所示，该装置500还可以包括孵化单元540。该孵化单元540可以设置在该外壳502内。该孵化单元540可以是多层孵化器542，其被配置为储存多个胚胎容器541。图5b显示了图5a的装置500的多层孵化器542。根据多种实施方式，胚胎容器541可包括诸如培养皿或多孔培养皿的器皿。胚胎保存在胚胎容器541中。该胚胎容器可以被配置为任意合适的形状和/尺寸。

根据多种实施方式，该多层孵化器542可以包括配置为控制该多层孵化器542内温度的温度控制机构，以及配置为控制该多层孵化器542内二氧化碳量的二氧化碳控制机构。根据多种实施方式，该多层孵化器542可以包括用于放置多个胚胎容器541并具有支架或托盘的主孵化室544。该多层孵化器542也可以包括主室环境控制单元546。根据多种实施方式，该主孵化室544可以包括被配置成与该主室环境控制单元546气体连通的至少一个气体入口(未示出)，以及被配置成与该主室环境控制单元546电连通的加热器元件(未示出)。该主室环境控制单元546可以包括或连接至少一个气体供应罐，例如混合空气供应罐和二氧化碳供应罐。该主室环境控制单元546可以被配置为控制流入该主孵化室544的气体混物，以便控制该主孵化室544内的二氧化碳水平。进一步，该主室环境控制单元546还可以被配置为控制该加入元件的电源以便控制该主孵化室544内的温度。因此，该主室环境控制单元546可以控制该多层孵化器542的主孵化室544的环境，以便提供用于孵化胚胎的合适环境。

根据多种实施方式，该多层孵化器542还可以包括门548和与该门548连接的门驱动器549。该门驱动器549可以被配置为驱动该门548的打开和关闭。根据多种实施方式，该门548可以包括推拉门或回转门。因此，该门驱动器549可以分别包括线性驱动器或旋转驱动器。

类似于图3a的装置300，该装置500可以包括设置在平台502中的转移机构570。该转移机构570可以被配置为从该多层孵化器542中取出多个胚胎容器541中的一个，并将该多个胚胎容器541中的一个置于该操作器机构520的平台522上。类似于图3a的转移机构370，该转移机构570也可以包括机动双轴平移转移台572和附接于该机动双轴平移转移台572的三自由度转移机械臂574。该机动双轴平移转移台572可以被配置为在多层孵化器542和操作器机构520之间移动该三自由度转移机械臂574。进一步，该三自由度转移机械臂574可以被配置为伸入该多层孵化器542中以拿起该多层孵化器542中多个胚胎容器541中的一个，以及将多个胚胎容器541中的一个移动并置于该操作器机构520的平台522上。因此，该转移机械臂574可以抓住和控制从该多层孵化器542中选择的胚胎容器541并将其移动至该操作器机构520的平台522上。根据多种实施方式，该三自由度转移机械臂574可以被配置为抓住在多层孵化器542中任何位置的任意所需的胚胎容器541。进一步的，该三自由度转移机械臂574的末端执行器的转动接头可以被配置为当胚胎容器置于该操作器机构520的平台522上时，设置胚胎容器541的方向。

类似于图3a的装置300，该装置500还可以包括设置在该外壳502中的胚胎图像捕获机构510。该胚胎图像捕获机构510可以被配置为捕获在采用多层孵化器542形式的该孵化单元540中胚胎的图像以便通过识别卵裂球的数量/体积/大小或各自胚胎中内细胞团(icm)的存在/大小监控胚胎的形态，确定在该孵化单元540中各自胚胎的发育阶段。如图所示，该胚胎图像捕获机构510可以被配置为捕获储存在该多层孵化器542中的多个胚胎容器中每一个内的胚胎图象。如图所示，该胚胎图像捕获机构510可以包括设置在该多层孵化器542中的机动双轴平移成像台512。该胚胎图像捕获机构510还可以包括附接于该机动双轴平移成像台512的二自由度成像机械臂514。该胚胎图像捕获机构510还可以包括附接于在该二自由度成像机械臂514一端的成像设备516，例如相机或高速相机。根据多种实施方式，该机动双轴平移成像台512可以被配置为在该多层孵化器542的不同层之间移动该二自由度成像机械臂514并跨越该多层孵化器542的每一层的宽度。进一步，该二自由度成像机械臂514可以被配置为在该多层孵化器542的每一层内移动该成像设备516以达到每一层从而获得在多层孵化器542中胚胎容器中的胚胎图像。因此，该成像设备516被该二自由度成像机械臂514控制，可以在多层孵化器542中每一层中的每一个胚胎容器的上方或顶部移动以便获取在每个胚胎容器中的胚胎图像。进一步，该成像机械臂514可以通过该机动双轴转移成像台512逐层移动。根据多种实施方式，在胚胎在该多层孵化器542孵化时，该胚胎图像捕获机构510可以能够监控胚胎的发育或形态。

根据多种实施方式，基于通过该胚胎图像捕获机构510，确认该胚胎容器中的胚胎处于预定的发育阶段，该多层孵化器542的门驱动器可以被配置为被激活以驱动门的打开。进一步，该转移机构570还可以被配置为被激活以从该多层孵化器542取出胚胎容器并将该胚胎容器置于该操作器机构520的平台522上。此外，该操作器机构520还可以被配置为被激活以旋转胚胎至预定方向。

根据多种实施方式，该装置500还可以包括设置在该外壳502中的辅助图像捕获机构580。该辅助图像捕获机构580可以与图3a中的装置300的辅助图像捕获机构380类似。因此，该辅助图像捕获机构580可以附接于该操作器机构520的平台522。该辅助图像捕获机构580可以包括辅助成像设备582和物镜584。该物镜584可以安置在该操作器机构520的平台522和该辅助成像设备582之间。根据多种实施方式，该辅助图像捕获机构580还可以被配置为当该胚胎操作器机构520旋转置于该平台522上的胚胎容器中的胚胎时捕获胚胎图像，以便监控内细胞团的位置从而确认胚胎的方向。因此，该平台522可以包括开口或透明部，以及该胚胎容器可以包括在底部的透明部以使该图像捕获机构580可以在胚胎活检准备的胚胎旋转期间以及活检期间，获得在胚胎容器中的胚胎图像。

根据多种实施方式，该外壳502可以是孵化器箱体。因此，当该多层孵化器542的门548打开时，孵化器箱体形式的该外壳502仍可控制气体成分，诸如该外壳502内的二氧化碳水平和温度。

根据多种实施方式，本文所述的每个装置100、200、300、400、500可以包括活检工具(例如290、390、590)，其可附接于各自的胚胎操作器机构。该活检工具可以被配置为提取胚胎的一部分。根据多种实施方式，该活检工具可以是激光工具或机械工具。

根据多种实施方式，该活检工具(例如290、390、590)可以基于胚胎在预定方向的确认而被激活以在胚胎上进行活检。进行的活检可以包括切割/破坏胚胎的外层(例如透明带层)并从中提取胚胎的一部分。参见图2、图3a和图5a，该图像捕获机构210或该辅助图像捕获机构380、580可以被配置为提供用于在通过该胚胎操作器结构220、320、520旋转胚胎期间监控胚胎的方向的视觉反馈。因此，该胚胎操作器机构220、320、520可以连续旋转胚胎直至通过该图像捕获机构210或该辅助图像捕获机构380、580检测到的胚胎内细胞团的相对位置在预定的相对位置，其表明该胚胎在预定方向。根据该图像捕获机构210或该辅助图像捕获机构380、580确认胚胎在预定方向，各自的活检工具和/或胚胎操作器机构220、320、520可以被激活以进行胚胎活检，其可以包括自动切割/破坏胚胎以及自动提取胚胎的一部分。

根据多种实施方式，本文所述的每个装置100、200、300、400、500也可以包括配置为接收来自各自胚胎图像捕获机构110、210、380、580捕获的图像，并处理该捕获的图像以识别icm的存在/大小或卵裂球的数量/体积/大小以便确定胚胎的发育阶段的处理器。该处理器也可以被配置为根据胚胎在预定的发育阶段的确认，控制相应的胚胎操作器机构120、220、320、420、520以旋转胚胎至预定方向。该处理器还可以被配置为控制装置100、200、300、400、500的各种其他方面，例如，诸如台式孵化器342的盖子的打开和关闭、多层孵化器542的门的打开和关闭、控制各自孵化器中的温度和二氧化碳浓度水平、台式孵化器或胚胎容器的转移、成像设备的移动、进行活检的活检工具的操作。该处理器可以理解为任意类型的逻辑实现实体，其可以是专用电路或执行存储在存储器、固件或其任意组合中的软件的处理器。因此，该处理器可以是硬接线逻辑电路或可编程逻辑电路，诸如可编程处理器，例如微处理器(例如，复杂指令集计算机(cisc)处理器或精简指令集计算机(risc)处理器)。该处理器也可以是执行软件的处理器，例如任意类型的计算机程序，例如使用诸如java的虚拟机代码的计算机程序。根据多种实施方式，该处理器可以是集成在多种实施方式的各自装置中或可以是连接到多种实施方式的各自装置的单独设备。

根据多种实施方式，在胚胎活检期间胚胎的方向可能是至关重要的。例如，图6所示，最终发育成胎儿的内细胞团(icm)必须远离透明带区或活检工具尖端的切口，避免损伤icm。图6显示了在滋养外胚层活检期间胚胎方向的图片601。

本文所述的装置的多种实施方式通过该装置实现活检过程自动化的方式配置。例如，根据多种实施方式的装置可以包括夹持微量移液管、安装在一对三自由度显微操作器上的注射移液管、机动x-y-z平移台和显微注射器。此外，可以安装高速相机进行图像捕获。应当注意，在不脱离如本文所述的实施例的概念或范围，可以配置其他旋转机构或控制方法/系统/装置以旋转胚胎至操作位置而。

根据多种实施方式，该装置/系统可实现检测icm并旋转细胞至所需的位置。图7显示了根据多种实施方式使用装置/系统旋转具有与人胚胎非常相似尺寸的小鼠卵母细胞示例图701。如图所示，根据多种实施方式的装置/系统可实现使用如下所述的方法，在水平和垂直平面旋转胚胎至所需的位置，包括面外旋转和面内旋转。在图7中，(a)-(c)展示了小鼠卵母细胞的面外旋转，(d)-(f)展示了小鼠卵母细胞的面内旋转。

图8显示了根据多种实施方式的细胞旋转的总体顺序801。

图9显示了根据多种实施方式示出的面外旋转(图9(a)-(c))和根据多种实施方式示出的面内旋转(图9(d)-(f))的示意图901。

面外旋转：类似于手工操作中使用的方法，面外旋转可以是基于反复试验方法。根据应用(吸入或排出)，夹持微量移液管尖端的压力约为±8在h2o中(1992.71pa)。多种实验结果表明8-10在h2o中(或1992.71pa-2488.2pa)的压力适合应用。图9(a)-(c)示出了卵母细胞的正视图。最初，极体可能无法在图像或二等分面检测到。显微注射器可以产生正压力以排出在吸管端的卵母细胞。排出力可以推动卵母细胞至注射微量移液管，注射微量移液管大约在x轴方向离卵母细胞10μm，在z轴方向离二等分面20μm。在尖端施加正压力的持续时间约为10μs，之后可以将卵母细胞快速吸回到夹持移液管尖端。

图10示出了根据多种实施方式的正视图中的面外旋转的力分析图1001。如图10所示，卵母细胞沿其x轴移动，它可能在其两点钟位置(正视图)被阻挡。这可能有两种类型的促进旋转卵母细胞的力，在接触点的切向力ft和在十点钟位置的牵引力-fd。当卵母细胞与注射移液管接触，ft产生引起逆时针旋转卵母细胞的扭矩。与此同时，fc1推动卵母细胞向下，使其中心偏离牵引力-fd。通过-fd产生的扭矩导致进一步的逆时针旋转卵母细胞。卵母细胞可以反复排出和吸入。一旦在图像平面中极体可见，面外旋转可以停止。

面内旋转：完成面外旋转后，该装置/系统可以基于在图像平面中极体的位置进行面内旋转。图9(d)-(f)显示了卵母细胞和微量移液管的俯视图。例如，在图9(d)中的极体可以在三点钟位置处被检测到。为了进行逆时针旋转，该注射微量移液管可以放置在卵母细胞的焦平面以保证与透明带区牢固接触，从而引起足够的摩擦力。在通过来自夹持移液管的正压力沿其x轴向前推动卵母细胞之前，可以通过注射微量移液管在y轴方向向下挤压卵母细胞。图11示出了根据多种实施方式的俯视图中的面内旋转的力分析图1101。如图11所示，当显微注射移液管产生排出力时，卵母细胞从夹持微量移液管中被推出。卵母细胞与注射微量移液管的接触可以产生法向力fc2和摩擦力f。该摩擦力可以在逆时针方向旋转胚胎，然后随着细胞被fc2推开而减小。当卵母细胞的中心离开-fd轴线，牵引力还可以引起在逆时针方向旋转胚胎。极体的位置可被一直监控以确认极体是否被旋转至所需的位置。由于重力，卵母细胞可能经历面外旋转，但由于旋转周期相当短，并且卵母细胞在y轴周围可能不经受任何扭矩，因此面外旋转可能不会明显影响整体结果。

根据多种实施方式，提供了一种用于胚胎活检的自动化装置。该装置可以包括外壳。该装置还可以包括设置在该外壳中并配置为孵化胚胎的孵化单元。该装置可以包括设置在该外壳中并配置为旋转胚胎的胚胎操作器机构。该装置可以包括设置在该外壳中并配置为捕获在孵化单元中胚胎图像的胚胎图像捕获机构，以便监控胚胎的形态从而确认孵化单元中胚胎的发育阶段。该胚胎操作器机构还可以被配置为基于胚胎在预定的发育阶段的确认而被激活以旋转胚胎至预定的方向。

根据多种实施方式，该孵化单元可以包括被配置为控制该孵化单元内温度的温度控制机构，以及被配置为控制该孵化单元内二氧化碳量的二氧化碳控制机构。

根据多种实施方式，该胚胎操作器机构可以包括平台和附接于该平台的至少一个三自由度显微操作器。

根据多种实施方式，该孵化单元可以包括台式孵化器。

根据多种实施方式，该台式孵化器可以包括盖子和与该盖子连接的盖子驱动器。该盖子驱动器可以被配置为驱动盖子的打开和关闭。

根据多种实施方式，该盖子驱动器可以被配置为基于在台式孵化器中胚胎在预定发育阶段的确定而被激活以驱动该盖子的打开。

根据多种实施方式，该台式孵化器可以在平台上。该图像捕获机构可以附接于该平台。该图像捕获机构可以包括成像设备和物镜。该物镜可以设置在该台式孵化器和该成像设备之间。

根据多种实施方式，该图像捕获机构还可以被配置为当该胚胎操作器机构旋转胚胎时，捕获在该台式孵化器中胚胎图像，以便监控内细胞团的位置从而确定胚胎的方向。

根据多种实施方式，该装置还可以包括设置在该外壳中并配置为储存多个台式孵化器的多层储存架。

根据多种实施方式，该装置还可以包括设置在该外壳中并配置为从该多层储存架中取出台式孵化器中的一个，以及将该台式孵化器置于该平台上的转移机构。

根据多种实施方式，该转移机构包括机动双轴平移转移台和附接于该机动双轴平移转移台的三自由度转移机械臂。该机动双轴平移转移台可以被配置为在该多层储存架和该操作器机构之间移动该三自由度转移机械臂。该三自由度转移机械臂可以被配置为伸入该多层储存架中以拿起该多层储存架中台式孵化器，以及将台式孵化器置于该操作器机构的平台上。

根据多种实施方式，该图像捕获机构可以包括设置在该外壳中的机动双轴平移成像台、附接于该机动双轴平移成像台的二自由度成像机械臂，和附接于在二自由度成像机械臂一端的成像设备。该机动双轴平移成像台可以被配置为在该多层储存架的不同层之间移动该二自由度成像机械臂。该二自由度成像机械臂可以被配置为在该多层储存架的每一层内移动该成像设备。

根据多种实施方式，该转移机构还可以被配置为基于在台式孵化器中的胚胎在预定的发育阶段的确认，从该多层储存架取出该台式孵化器并将该台式孵化器置于该平台上。

根据多种实施方式，该装置还可以包括辅助图像捕获机构。该辅助图像捕获机构可以附接于该操作器机构的平台。该辅助图像捕获机构可以包括辅助成像设备和物镜。该物镜可以设置在该操作器机构的平台和该辅助成像设备之间。

根据多种实施方式，该辅助图像捕获机构还可以被配置为当该胚胎操作器机构旋转置于该平台上的台式孵化器中的胚胎时捕获胚胎图像，以便监控内细胞团的位置从而确认胚胎的方向。

根据多种实施方式，该孵化单元可以包括被配置成储存多个胚胎容器的多层孵化器。胚胎可以保存在该胚胎容器中。

根据多种实施方式，该多层孵化器可以包括门和与该门连接的门驱动器。该门驱动器可以被配置为驱动该门的打开和关闭。

根据多种实施方式，该装置还可以包括转移机构，其设置在该外壳中并被配置为从该多层孵化器中取出胚胎容器，以便把该胚胎容器置于该平台上。

根据多种实施方式，该转移机构可以包括机动双轴平移转移台和附接于该机动双轴平移转移台的三自由度转移机械臂。该机动双轴平移转移台可以被配置为在该多层孵化器和该胚胎操作器机构之间移动该三自由度转移机械臂。该三自由度转移机械臂可以被配置为伸入该多层孵化器中以拿起该多层孵化器中的胚胎容器，以及将该胚胎容器置于该操作器机构的平台上。

根据多种实施方式，该图像捕获机构可以包括设置在该多层孵化器内的机动双轴平移转移台、附接于该机动双轴平移转移台的二自由度转移机械臂，以及附接于在该二自由度转移机械臂一端的成像设备。该机动双轴平移转移台可以被配置为在多层孵化器的不同层之间移动该二自由度转移机械臂。该二自由度转移机械臂可以被配置为在该多层孵化器中每层内移动该成像设备。

根据多种实施方式，该转移机构还可以被配置为基于在胚胎容器中的胚胎在预定的发育阶段的确认，从该多层孵化器中取出该胚胎容器并将该胚胎容器置于该平台上。

根据多种实施方式，该装置还可以包括辅助图像捕获机构。该辅助图像捕获机构可以附接于该胚胎操作器机构的平台。该辅助图像捕获机构可以包括辅助成像设备和物镜。该物镜可以设置在该胚胎操作器机构的平台和该辅助成像设备之间。

根据多种实施方式，该辅助图像捕获机构还可以被配置为当该胚胎操作器机构旋转置于该平台上的胚胎容器中的胚胎时捕获胚胎图像，以便监控内细胞团的位置从而确认胚胎的方向。

根据多种实施方式，该胚胎操作器机构的平台可以包括加热元件。

根据多种实施方式，该外壳可以是孵化器箱体。

根据多种实施方式，该装置还可以包括胚胎活检工具，其附接于该胚胎操作器机构并被配置为在胚胎上进行活检。根据多种实施方式，该胚胎活检工具可以被配置为基于胚胎在预定方向的确认而被激活以进行活检。进行的活检可能包括切割/破坏胚胎周围的一层并从中提取胚胎的一部分。

根据多种实施方式，该胚胎操作器机构可以包括两个三自由度显微操作器。根据多种实施方式，该装置还可以包括附接于两个三自由度显微操作器中一个的夹持微量移液管、以及附接于两个三自由度显微操作器中另一个的注射移液管。

根据多种实施方式，该装置还可以包括处理器，其被配置为接收胚胎图像捕获机构捕获的图像、处理该捕获的图像以确定胚胎的发育阶段，并且根据确认胚胎在预定的发育阶段，控制该胚胎操作器机构以旋转胚胎。该处理器还可以被配置为在确认胚胎在预定方向时，控制活检工具以进行活检。

多种实施方式提供了一体化的装置或系统，其在从胚胎孵化到胚胎活检(例如从0天或第三天到完成)的整个过程期间减少人为干预，而不仅仅是活检过程。所有的操作，包括监控，识别和活检，都在装置或系统内完成。此外，除了本文所述的胚胎操作技术之外，其他的细胞操作和定向装置/方法也可以与根据多种实施方式的装置或系统一起使用或执行。本文所述的胚胎操作技术仅是胚胎如何定位到正确位置的例子。

虽然已经参考具体实施方式详细示出和描述了本发明，但是本领域技术人员应该理解，在不脱离所附权利要求所定义的本发明范围的情况下，可以在其中进行形式和细节上的各种交换、修改和变化。因此，本发明的范围由所附权利要求限制，并且旨在将落入权利要求的等同范围内的所有变化都包含在本发明的范围内。