[發明專利]快速無標記的區分正常血紅蛋白和含鐵血黃素的成像方法

有效

• 申請號: 201710548472.4
• 申請日: 2017-07-07
• 公開（公告）號: CN107478637B
• 公開（公告）日: 2021-04-30
• 發明（設計）人: 季敏標;張莉麗;鄒翔;陳亮;毛穎
• 申請（專利權）人: 復旦大學;復旦大學附屬華山醫院
• 主分類號: G01N21/65
• 分類號: G01N21/65
• 代理公司: 上海正旦專利代理有限公司 31200
• 代理人: 陸飛;陸尤

本發明屬于非線性光學成像技術領域，具體為快速無標記的區分正常血紅蛋白和含鐵血黃素的成像方法。本發明基于血紅蛋白和含鐵血黃素具有截然不同的泵浦?探測光譜特征這一發現，可直接同時對血紅蛋白和含鐵血黃素進行辨別；進一步結合受激拉曼散射技術與泵浦?探測光技術，可選擇性的對組織、正常血紅蛋白和含鐵血黃素進行快速無標記成像。本發明可以實時辨別和監測正常血紅蛋白和含鐵血黃素；顯像新鮮組織中正常血紅蛋白和含鐵血黃素的相對分布。

技術領域

本發明屬于非線性光學成像技術領域，具體涉及一種辨別正常血紅蛋白和含鐵血黃素的成像方法。

背景技術

含鐵血黃素是一種從紅細胞和血紅蛋白通過吞噬作用轉換而來的鐵蛋白復合物,通常存在于巨噬細胞或其他細胞中,有時也會出現在細胞外。組織出血后可能發生含鐵血黃素沉積。因此，含鐵血黃素與正常的血紅蛋白存在巨大的差異，新的實時和準確的定位含鐵血黃素以及區分含鐵血黃素與正常血紅蛋白的技術方法具有很大的價值意義。

非線性光學顯微術在過去的十年里得到了急劇發展,已被廣泛應用于生物醫學和材料科學領域。其中應用最廣泛的是雙光子熒光和二次諧波顯微術，但這兩種技術只能對非常有限的內源性目標進行成像。盡管基于外源性熒光標記的成像技術在生物醫學科研領域很受歡迎,但是受限于外源性熒光劑的毒性和干擾以及標記不完全和非特異性染色，使得此技術很難真正的應用到臨床。因此,臨床應用中急需無標記且具有高特異性的顯微成像技術。

雙脈沖泵浦-探測光顯微術由時間分辨的泵浦-探測技術發展而來，它是一門基于超快激光脈沖的產生、整形和探測的技術，因此提供了大量的可調參數,如每個激光脈沖的波長或探測的激光脈沖波長以及兩個激光脈沖之間的延遲時間。如此大的參數調控空間可提供較高的分子特異性，使得無標記的分子結構和功能成像成為可能。雙脈沖泵浦-探測顯微術主要包括受激拉曼散射技術、受激發射技術、激發態吸收和基態損耗。Warren課題組曾報道過用泵浦-探測成像技術區分黑色素瘤和良性黑色素痣,并利用激發態吸收顯微術對離體和在體的血紅蛋白進行無標記成像。他們甚至基于切換泵浦光和探測光的次序發展了一種可區分含氧血紅蛋白和脫氧血紅蛋白的雙色激發態吸收顯微技術，通過該技術探測出含氧/脫氧血紅蛋白的比例可有效區分活鼠耳朵的小動脈和小靜脈。

本發明利用泵浦-探測光顯微術可快速無標記的區分正常血紅蛋白和含鐵血黃素；選擇合適的探測波長可同時對正常血紅蛋白和含鐵血黃素進行成像和監測；有機結合受激拉曼散射和泵浦-探測顯微術可從組織中選擇性的顯像正常血紅蛋白和含鐵血黃素。

發明內容

本發明的目的在于提供一種可以快速無標記的從組織中區分正常血紅蛋白和含鐵血黃素的顯微成像方法。

本發明提出的快速無標記的從組織中區分正常血紅蛋白和含鐵血黃素的顯微成像方法，是非線性光學顯微成像技術在生物醫學領域的一種應用。本發明充分利用血紅蛋白和含鐵血黃素不同的泵浦-探測瞬態光譜特征，選擇合適的探測波長同時對正常血和含鐵血黃素進行成像和監測；進一步結合受激拉曼散射技術和泵浦-探測技術，在同一個波長下對新鮮組織及其中的正常血紅蛋白和含鐵血黃素有選擇性的成像。本發明可以快速無標記的同時對正常血紅蛋白和含鐵血黃素進行成像和監測，也可從直接從新鮮組織或組織切片中辨別出正常血紅蛋白和含鐵血黃素。本發明的可靠性和實用性得到了實驗驗證。

本發明提出的快速無標記的從組織中區分正常血紅蛋白和含鐵血黃素的顯微成像方法，具體操作步驟如下：

（1）利用基于飛秒時間分辨的泵浦-探測光譜成像系統研究正常血紅蛋白和含鐵血黃素在不同探測波長下的泵浦-探測光譜特征和差異