一种基于吲哚箐绿纳米的荧光OCT双模成像方法和装置制造方法及图纸

一种基于吲哚箐绿纳米的荧光‑OCT双模成像方法和装置，该方法包括：将吲哚菁绿与磷脂化的聚乙二醇化合形成吲哚菁绿‑磷脂化的聚乙二醇纳米粒子，并在聚乙二醇分子的末端修饰生物靶向分子，得到ICG‑PL‑PEG‑FA溶液；对成像目标注射所述ICG‑PL‑PEG‑FA溶液，利用近红外光的低相干光源照射所述成像目标的待扫描区域并且使用780nm的波长的光源激发所述成像目标内的ICG‑PL‑PEG‑FA分子以产生荧光；开启OCT成像光路以获取所述成像目标的OCT成像出具有深度范围的结构图像。上述方法和装置通过成像目标内的ICG‑PL‑PEG‑FA分子产生荧光，运用OCT成像系统对荧光信号进行采集，可以还原出荧光物质在实验活体里的位置信息，从而可清晰分辨出造影剂识别的病变区域位置，呈现出一定深度范围的结构图像。

A Fluorescent OCT Dual-mode Imaging Method and Device Based on Indole Green Nanoparticles

A fluorescence-OCT dual-mode imaging method and device based on indocyanine green nanoparticles includes: combining indocyanine green with phosphatized polyethylene glycol to form indocyanine green phosphatized polyethylene glycol nanoparticles, and modifying the end of polyethylene glycol molecule to obtain ICG PL PEG FA solution; injecting the ICG PL PEG FA solution into the imaging target. The scanned area of the imaging target is illuminated by a low coherent light source of near infrared light and the ICG PL PEG FA molecule in the imaging target is excited by a light source of 780 nm to generate fluorescence; the OCT imaging light path is opened to obtain the OCT image of the imaging target with a depth range. The above method and device generate fluorescence by ICG PL PEG FA molecule in the imaging target. The fluorescence signal is collected by OCT imaging system, and the position information of fluorescent substance in the experimental living body can be restored, thus the location of the lesion area identified by contrast agent can be clearly distinguished, and the structure image in a certain depth range can be presented.

【技术实现步骤摘要】
一种基于吲哚箐绿纳米的荧光OCT双模成像方法和装置
本专利技术属于生物成像领域，具体是一种基于吲哚箐绿纳米的荧光-OCT双模成像方法和装置。
技术介绍
光学相干层析成像技术(OCT)和荧光成像技术被广泛应用于医学诊断方面，OCT技术利用弱相干光干涉的基本原理，检测生物组织不同深度层面对入射弱相干光的背向反射或几次散射信号，通过扫描，可得到生物组织深度信号，重建二维或三维结构图像，从而得到生物的深度信息。荧光成像技术借助荧光探针，通过将激发光源激发探针产生荧光信号并进行采集。单一的程序模式不能获得全面的功能和结构成像信息，了解生物生理变化过程。各种内源性生色团(例如脱氧血红蛋白、含氧血红蛋白、黑色素、脂质)可以作为光学成像造影剂，这使我们可以进行脑功能、肿瘤微循环的研究。然而，在大多数情况下，反映疾病生理变化的特异性生物分子无法在激光激发后产生有效的信号；若使用外源性光学探针增强信号，使和疾病相关但“看不见”的特异生物分子被检测到，将有助于对这些疾病的检测和治疗。分子影像技术的出现，为早期发现恶性肿瘤提供了条件，对恶性肿瘤的治疗具有重要的指导意义。目前，吲哚菁绿(ICG)被广泛应用于血管造影方面，其对于疾病的诊断和治疗具有极大的帮助。相对于其他造影方法(X射线、CT、MRI和PET等)，ICG可以方便地、减少经济成本地广泛应用于手术的成像影学中。但是，目前对于ICG的造影一般是利用荧光成像技术实现，而荧光成像得到的只有检测区域的表面信息，探究不了深度方向信号的缺点。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种基于吲哚箐绿纳米的荧光-OCT双模成像方法和装置，旨在获得成像目标的具有在深度范围的成像信息。为此，本专利技术提供了一种基于吲哚箐绿纳米的荧光-OCT双模成像方法，包括以下步骤：将吲哚菁绿与磷脂化的聚乙二醇化合形成吲哚菁绿-磷脂化的聚乙二醇纳米粒子，并在聚乙二醇分子的末端修饰生物靶向分子，得到作为荧光-OCT双模成像系统的造影剂的ICG-PL-PEG-FA溶液；对成像目标注射所述ICG-PL-PEG-FA溶液，利用近红外光的低相干光源照射所述成像目标的待扫描区域并且使用780nm的波长的光源激发所述成像目标内的ICG-PL-PEG-FA分子以产生荧光；开启OCT成像光路以获取所述成像目标的OCT成像出具有深度范围的结构图像。优选地，将吲哚菁绿与磷脂化的聚乙二醇化合形成吲哚菁绿-磷脂化的聚乙二醇纳米粒子包括：将磷脂化的聚乙二醇在蒸馏水中溶解，获得聚乙二醇溶液；稀释吲哚菁绿溶液以获得预定浓度的吲哚菁绿溶液，然后将所述聚乙二醇和吲哚菁绿溶液混合，使得吲哚菁绿和聚乙二醇的分子结合以获得包含吲哚菁绿-磷脂化的聚乙二醇纳米粒子的所述ICG-PL-PEG-FA溶液。优选地，在聚乙二醇分子的末端修饰生物靶向分子包括：使用叶酸作为所述靶向分子，将所述吲哚菁绿-聚乙二醇溶液与所述叶酸进行酰胺反应使得叶酸分子集合到磷脂化的聚乙二醇上。优选地，在将所述吲哚菁绿-聚乙二醇溶液与所述叶酸进行酰胺反应使得叶酸分子集合到磷脂化的聚乙二醇上之后，还包括：对反应后的溶液进行过滤，把游离未反应的叶酸和活化剂过滤掉，获得所述ICG-PL-PEG-FA溶液。优选地，将所述吲哚菁绿-聚乙二醇溶液与所述叶酸进行酰胺反应包括：在所述酰胺反应中的活化剂和叶酸分子的摩尔比是1:1进行酰胺反应；在所述酰胺反应经过预设时间后，将所述酰胺反应中的活化剂和叶酸分子的摩尔比调整为1:2混合反应。优选地，在所述酰胺反应中的活化剂和叶酸分子的摩尔比调整为1:2混合反应之后，还包括：在PH值为7.4的条件下再反应一段时间后。优选地，将所述聚乙二醇和吲哚菁绿溶液混合包括：将所述聚乙二醇溶液和吲哚菁绿溶液按预设的比例进行混合；在室温下震荡若干次，直至所述吲哚菁绿和聚乙二醇的分子结合以获得包含吲哚菁绿-磷脂化的聚乙二醇纳米粒子的所述ICG-PL-PEG-FA溶液。优选地，所述成像目标为生物组织。一种基于吲哚箐绿纳米的荧光-OCT双模成像装置，包括：溶液配制模块，用于将吲哚菁绿与磷脂化的聚乙二醇化合形成吲哚菁绿-磷脂化的聚乙二醇纳米粒子，并在聚乙二醇分子的末端修饰生物靶向分子，最后得到作为荧光-OCT双模成像系统的造影剂的ICG-PL-PEG-FA溶液；光源模块，用于对成像目标注射所述ICG-PL-PEG-FA溶液，利用近红外光的低相干光源照射所述成像目标的待扫描区域并且使用780nm的波长的光源激发所述成像目标内的ICG-PL-PEG-FA分子以产生荧光；成像模块，用于开启OCT成像光路以获取所述成像目标的OCT成像出具有深度范围的结构图像。优选地，所述溶液配制模将吲哚菁绿与磷脂化的聚乙二醇化合形成吲哚菁绿-磷脂化的聚乙二醇纳米粒子具体包括：将磷脂化的聚乙二醇在蒸馏水中溶解，获得聚乙二醇溶液；稀释吲哚菁绿溶液以获得预定浓度的吲哚菁绿溶液，然后将所述聚乙二醇和吲哚菁绿溶液混合，使得吲哚菁绿和聚乙二醇的分子结合以获得包含吲哚菁绿-磷脂化的聚乙二醇纳米粒子的所述ICG-PL-PEG-FA溶液。上述的基于吲哚箐绿纳米的荧光-OCT双模成像方法和装置通过成像目标内的ICG-PL-PEG-FA分子产生荧光，运用成像系统对荧光信号进行采集，可以还原出荧光物质在实验活体里的位置信息，从而可清晰分辨出造影剂识别的病变区域位置，呈现出一定深度范围的结构图像，且能进行实时成像，检测反应迅速。附图说明图1是基于吲哚箐绿纳米的荧光-OCT双模成像装置的结构示意图。图2是OCT成像系统的光路结构示意图。图3是基于吲哚箐绿纳米的荧光-OCT双模成像方法的流程图。图4是通过基于吲哚箐绿纳米的荧光-OCT双模成像方法实现的荧光成像图。图5是基于吲哚箐绿纳米的荧光-OCT双模成像实现的OCT成像图。图中：1--低相干宽带光源；2--宽带耦合器；3--反射壁的准直器；4--反射壁的透镜；5--反射壁的平面镜；6--成像目标壁的准直器；7--成像目标壁的准直器；8--二维振镜组；9--成像目标壁的凸透镜；10--处理后的生物猪皮组织成像目标；11--承载台；12--准直器；13--透镜；14--光栅；15--透镜；16--线阵相机；17--数据处理设备端。具体实施方式下面结合附图，对本专利技术做进一步说明。为了同时能获取更多的生物信息，本专利技术利用吲哚菁绿纳米材料作为造影剂将荧光成像和OCT成像这两种成像方法结合成一种新的成像系统——荧光-OCT双模成像系统。通过该双模成像系统对生物具体病变区位置和深度的进行成像，提供准确的样品信息，提高对某些疾病的特异性的诊断,在医学方面具有潜在的运用价值。在一些实施方式中，针对不同成像目标的光吸收或者散射特性，选择不同波长的光源便可同时获得物体在一定深度范围内的功能和结构成像信息，最终达到可清晰分辨出病变区域位置具体位置和病变区域一定深度范围内的深度信息，还可以进行实时监测，了解生物病变区域的生理变化过程。图1是基于吲哚箐绿纳米的荧光-OCT双模成像装置的结构示意图。如图1所示，该基于吲哚箐绿纳米的荧光-OCT双模成像装置包括溶液配制模块100、光源模块200和成像模块300。在一些实施方式中，下述的成像目标优选为生物组织，例如动物肝脏等器官组织。溶液配制模块100用于将吲哚菁绿与本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于吲哚箐绿纳米的荧光‑OCT双模成像方法，其特征在于，包括以下步骤：将吲哚菁绿与磷脂化的聚乙二醇化合形成吲哚菁绿纳米粒子，并在聚乙二醇分子的末端修饰生物靶向分子，得到作为荧光‑OCT双模成像系统的造影剂的ICG‑PL‑PEG‑FA溶液；对成像目标注射所述ICG‑PL‑PEG‑FA溶液，利用近红外光的低相干光源照射所述成像目标的待扫描区域并且使用780nm的波长的光源激发所述成像目标内的ICG‑PL‑PEG‑FA分子以产生荧光；开启OCT成像光路以获取所述成像目标的OCT成像出具有深度范围的结构图像。

【技术特征摘要】
1.一种基于吲哚箐绿纳米的荧光-OCT双模成像方法，其特征在于，包括以下步骤：将吲哚菁绿与磷脂化的聚乙二醇化合形成吲哚菁绿纳米粒子，并在聚乙二醇分子的末端修饰生物靶向分子，得到作为荧光-OCT双模成像系统的造影剂的ICG-PL-PEG-FA溶液；对成像目标注射所述ICG-PL-PEG-FA溶液，利用近红外光的低相干光源照射所述成像目标的待扫描区域并且使用780nm的波长的光源激发所述成像目标内的ICG-PL-PEG-FA分子以产生荧光；开启OCT成像光路以获取所述成像目标的OCT成像出具有深度范围的结构图像。2.如权利要求1所述的基于吲哚箐绿纳米的荧光-OCT双模成像方法，其特征在于，将吲哚菁绿与磷脂化的聚乙二醇化合形成吲哚菁绿-磷脂化的聚乙二醇纳米粒子包括：将磷脂化的聚乙二醇在蒸馏水中溶解，获得聚乙二醇溶液；稀释吲哚菁绿溶液以获得预定浓度的吲哚菁绿溶液，然后将所述聚乙二醇和吲哚菁绿溶液混合，使得吲哚菁绿和聚乙二醇的分子结合以获得包含吲哚菁绿-磷脂化的聚乙二醇纳米粒子的所述ICG-PL-PEG-FA溶液。3.如权利要求2所述的基于吲哚箐绿纳米的荧光-OCT双模成像方法，其特征在于，在聚乙二醇分子的末端修饰生物靶向分子包括：使用叶酸作为所述靶向分子，将所述吲哚菁绿-聚乙二醇溶液与所述叶酸进行酰胺反应使得叶酸分子集合到磷脂化的聚乙二醇上。4.如权利要求3所述的基于吲哚箐绿纳米的荧光-OCT双模成像方法，其特征在于，在将所述吲哚菁绿-聚乙二醇溶液与所述叶酸进行酰胺反应使得叶酸分子集合到磷脂化的聚乙二醇上之后，还包括：对反应后的溶液进行过滤，把游离未反应的叶酸和活化剂过滤掉，获得所述ICG-PL-PEG-FA溶液。5.如权利要求4所述的基于吲哚箐绿纳米的荧光-OCT双模成像方法，其特征在于，将所述吲哚菁绿-聚乙二醇溶液与所述叶酸进行酰胺反应包括：在所述酰胺反应中的活化剂和叶酸分子的摩尔比是1:1进行酰胺反应；在...

【专利技术属性】
技术研发人员：钟俊平，黎思娜，曾亚光，韩定安，岑臻涛，罗梦诗，
申请(专利权)人：佛山科学技术学院，
类型：发明
国别省市：广东,44