微米分辨率的肿瘤组织磁成像方法技术

本发明专利技术提供了一种微米分辨率的肿瘤组织磁成像方法，包括：通过超顺磁纳米颗粒标记组织样品，其中，所述超顺磁纳米颗粒标记在所述组织样品的肿瘤标志物蛋白上；将金刚石与所述组织样品贴附，形成金刚石

【技术实现步骤摘要】
微米分辨率的肿瘤组织磁成像方法


[0001]本专利技术涉及成像领域，特别涉及微米分辨率的肿瘤组织磁成像方法。

技术介绍

[0002]癌症是影响人类健康的重大疾病之一，对癌症的分子机理研究和精确诊断是有效预防和治疗肿瘤疾病的基础。传统的组织成像方法主要有HE染色、免疫组织化学、免疫荧光等。近些年也出现了基于酪胺信号放大的多光谱成像方法、基于质谱检测的多通道成像以及一些其它免标记的光谱成像方法。
[0003]传统光学成像方法经常受背景光学信号和信号不稳定的困扰，并且只能给出肿瘤标志物的相对定量信息，而各种光学方法不能在同一片组织片上同时使用，例如：
[0004]苏木精
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伊红染色(HE染色)主要是基于不同细胞成分对染料的差异结合的化学染色，诊断标准因人而异，比较依赖经验，且HE染色因为没有特异性免疫标记，所以缺乏肿瘤标志物信息，HE染色形成明显彩色信号的同时产生了大量自发荧光，所以无法与免疫组织和免疫荧光等光学方法同时使用。
[0005]免疫组织化学(IHC)可以分为免疫组化和免疫荧光。免疫组化把免疫反应的特异性、组织化学的可见性结合起来，借助光学显微镜，在细胞和亚细胞水平成像各种抗原物质，免疫组化具有操作简单、信号稳定、样品可长时间保存、成本低等优势，但是无法做肿瘤标志物的准确定量分析，只能做相对的量化分级，比较依赖临床病理医生的经验，也较难实现多靶点共标记；在腺体和肝脏等组织中，由于内源性酶活性的影响，往往容易出现非特异结合或高背景染色，干扰判断；另外，免疫组化很难与其它光学方法在同一组织切片上共同使用。
[0006]免疫荧光技术使用荧光分子对抗原进行标记，通过光谱区分，可以实现多个肿瘤标志物的同时标记和多通道成像，但免疫荧光技术也有明显的缺点，比如荧光信号的不稳定性、组织中的背景荧光、荧光信号强度的无量纲特点造成的无法绝对定量、以及无法与HE染色和免疫组化等共同使用。
[0007]传统磁共振成像在临床医学中被广泛使用，但由于较低的空间分辨率，限制了其在组织水平的应用。近年来发展起来的基于金刚石中氮空位色心(NV色心)的磁共振技术提供了一种非常有吸引力的微观磁学方法。NV色心被用作一种量子磁传感器，可以对附近样品中的磁场进行高灵敏度、高分辨率和高稳定性的探测，而由于金刚石材料良好的生物相容性，很适合生物样品的检测。使用NV色心已经实现了从纳米分辨率到微米分辨率的生物样品磁成像，但由于一些技术障碍，还没有实现在组织水平的微米分辨率或亚细胞分辨率的磁成像(或磁共振成像)。

技术实现思路

[0008]有鉴于此，本专利技术的主要目的在于提供一种，以期部分地解决上述提及的技术问题中的至少之一。
[0009]为了实现上述目的，作为本专利技术的一个方面，提供了一种微米分辨率的肿瘤组织磁成像方法，包括：
[0010]通过超顺磁纳米颗粒标记组织样品，其中，所述超顺磁纳米颗粒标记在所述组织样品的肿瘤标志物蛋白上；
[0011]将金刚石与所述组织样品贴附，形成金刚石
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肿瘤组织切片
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盖玻片结构，所述肿瘤组织切片属于所述组织样品；
[0012]使用所述金刚石中的NV色心二维磁传感器对所述组织样品进行磁场测量，得到所述组织样品的磁场图像；以及
[0013]通过深度学习模型对所述磁场图像进行处理，得到所述组织样品的微米级分辨率磁成像图。
[0014]根据本专利技术的一种实施例，所述通过超顺磁纳米颗粒标记所述组织样品，还包括：
[0015]对所述组织样品进行免疫磁标记处理，所述免疫磁标记包括超顺磁纳米颗粒孵育过程，以使所述组织样品的肿瘤标志物蛋白与所述超顺磁纳米颗粒特异标记结合。
[0016]根据本专利技术的一种实施例，还包括：
[0017]对所述金刚石进行处理，在所述金刚石的第一表面内形成深度为10nm到110nm的高密度NV色心，所述金刚石的第一表面与所述组织切片相接触。
[0018]根据本专利技术的一种实施例，所述将金刚石与所述组织样品贴附，还包括：
[0019]在所述金刚石
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肿瘤组织切片
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盖玻片结构中，在所述肿瘤组织切片待测区域滴入紫外胶，使所述金刚石的所述上表面接触所述肿瘤组织切片待测区域；以及
[0020]使用金属夹具对所述金刚石
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肿瘤组织切片
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盖玻片结构均匀施力，施力方向垂直于与所述金属夹具接触的所述金刚石的第二表面和盖玻片面，使所述预处理组织切片和所述金刚石贴合紧密，所述金刚石的第二表面为与所述金刚石的第一表面相对的面。
[0021]根据本专利技术的一种实施例，还包括：
[0022]将所述金刚石
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肿瘤组织切片
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盖玻片结构整体贴附在道威棱镜上，其中，所述金刚石下表面置于所述道威棱镜上；
[0023]将所述金刚石
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肿瘤组织切片
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盖玻片结构与所述道威棱镜进行粘贴之间用紫外胶进行；其中，所述金刚石
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肿瘤组织切片
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盖玻片结构置于所述道威棱镜中心；以及
[0024]适当按压金刚石
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肿瘤组织切片
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盖玻片结构，使金刚石
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肿瘤组织切片
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盖玻片结构与道威棱镜平行贴合。
[0025]根据本专利技术的一种实施例，所述超顺磁纳米颗粒标记组织样品还包括：
[0026]在进行所述超顺磁纳米颗粒标记组织样品操作前通过多聚赖氨酸对所述盖玻片进行预处理，并将所述肿瘤组织切片置于所述盖玻片上，以使所述肿瘤组织切片固定于盖玻片上。
[0027]根据本专利技术的一种实施例，还包括：
[0028]通过所述道威棱镜将激光折射到所述金刚石上，以便所述激发所述金刚石中的NV色心。
[0029]根据本专利技术的一种实施例，还包括：
[0030]通过外磁场磁化所述超顺磁纳米颗粒。
[0031]根据本专利技术的一种实施例，还包括：
[0032]使用微波，调控所述金刚石中的NV色心的自旋状态。
[0033]根据本专利技术的一种实施例，还包括：
[0034]使用CMOS相机采集所述金刚石中的NV色心的荧光数据，得到磁场图像。
[0035]根据本专利技术的一种实施例，还包括：
[0036]被测的组织样品可以为除肿瘤组织样品外的其它类型的生物组织样品。
[0037]本专利技术提供的肿瘤组织磁成像方法信号稳定性高、背景低、可实现绝对定量，可以实现对生物组织的磁和光多模态关联成像，磁和光学成像都能达到微米级空间分辨率，还可以兼容商用光学显微镜，易推广使用。
附图说明
[0038]通过以下参照附图对本专利技术实施例的描述，本专利技术的上述以及其他目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：
[0039]图1示意性示出了本专利技术的一实施例的流程图；
[0040本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种微米分辨率肿瘤组织磁成像方法，包括：通过超顺磁纳米颗粒标记组织样品，其中，所述超顺磁纳米颗粒标记在所述组织样品的肿瘤标志物蛋白上；将金刚石与所述组织样品贴附，形成金刚石
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肿瘤组织切片
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盖玻片结构，所述肿瘤组织切片属于所述组织样品；使用所述金刚石中的氮空位色心(NV色心)二维磁传感器对所述组织样品进行磁场测量，得到所述组织样品的磁场图像；以及通过深度学习模型对所述磁场图像进行处理，得到所述组织样品的微米分辨率磁成像图。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述通过超顺磁纳米颗粒标记所述组织样品，还包括：对所述组织样品进行免疫磁标记处理，所述免疫磁标记包括超顺磁纳米颗粒孵育过程，以使所述组织样品中的肿瘤标志物蛋白与所述超顺磁纳米颗粒特异标记结合。3.根据权利要求1所述的方法，还包括：对所述金刚石进行处理，在所述金刚石的第一表面内形成深度为10nm到110nm的高密度NV色心，所述金刚石的第一表面与所述组织切片相接触。4.根据权利要求1所述的方法，还包括：在所述金刚石
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肿瘤组织切片
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盖玻片结构中，在所述肿瘤组织切片待测区域滴入紫外胶，使所述金刚石的所述第一表面接触所述肿瘤组织切片待测区域；以及使用金属夹具对所述金刚石
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肿瘤组织切片
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盖玻片结构均匀施力，施力方向垂直于所述金属夹具接触的所述金刚石的第二表面和盖玻片面，使所述预处理组织切片和所述金刚石贴合紧密，所述金刚石的第二表面为与所述金刚石的第一表面相对的...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈三友，李万和，石发展，杜江峰，
申请(专利权)人：中国科学技术大学，
类型：发明
国别省市：