[发明专利]一种光透明化生物组织的包埋剂、包埋方法及应用

说明书

本发明公开了一种光透明化生物组织的包埋剂及其包埋方法。包埋剂为高折射率丙烯酸酯树脂，包括A、B两个组分；A组分包括按重量份计，90至100份的丙烯酸酯树脂单体、0至10份的二丙烯酸酯交联剂；B组分包括按重量份计，少于或等于10份的烯基聚合引发剂；A组分和B组分的重量配比在90:10至999:1之间。采用本发明的包埋剂包埋生物组织，生物组织的光透明化程度高，方法简单易操作，内源性荧光蛋白和外源性荧光染料的荧光保持效果好，包埋成功率高，可以应用光片荧光显微镜和宽场荧光显微镜，还可潜在的应用于电子显微镜。

技术领域

本发明属于生物成像领域，更具体地，涉及一种光透明化生物组织的包埋剂、包埋方法及应用。

背景技术

研究脑神经的网络结构对于治疗人类的精神疾病和研究人类的认知及情感等具有重大意义，获取全脑范围的3D神经网络结构并达到突触级别的分辨率对于荧光成像是一个跨领域的巨大挑战，同时也能促进未来整个科技领域的技术进步，特别是从完整的系统组织功能中研究大脑结构与功能之间的关系。要实现在完整的生物系统中研究生物组织的单个分子结构信息依然存在很大的困难。针对荧光探针标记的生物组织进行光学成像时，目前国外对大样本成像的主流技术是将生物组织透明化结合光片荧光显微镜成像技术，通过将生物组织透明化后实现双侧光激发荧光分子实现逐层成像，这种方法成像速度快，但是目前采用的液体试剂透明化制样技术的种类繁多，各有优缺点。

光在不同的物质之间的折射系数(RIs)是不同的，造成了光在体系中的散射率增大。光透明就是使成像目标达到最小的光散射效果，脂质是造成哺乳动物脑光散射的主要因素。因此，去除细胞膜上的脂质并匹配脂质周围生物组织的折射系数就可以实现生物组织透明。现有的生物组织透明化技术分为化学方法和物理与化学结合两种手段。采用化学试剂的方法又可以分为水性透明化试剂和油性透明化试剂。水性透明化试剂保存荧光蛋白的效果较好，对生物组织的处理较为温和，但水性透明化试剂的透明化速率较低，且透明化后生物组织的尺寸极易膨胀，影响到对生物组织原始形貌的分析。油性透明化试剂的透明化速率较快，透明化程度高且生物组织的尺寸变化较小，但是油性试剂对内源性荧光蛋白的淬灭较大。物理与化学结合的方法是将水凝胶交联生物组织与电场手段结合起来，采用水性试剂在电场的作用下加速对生物组织去脂化作用而实现透明化，这种方法的操作流程复杂，可重复性差，且对设备和人员的要求高。同时，液体光透明试剂多有一定毒性，制备样本的程序繁多，样本贮存较难且其荧光信号难以长期保持。现有技术的液体试剂透明化生物组织的试剂和透明化方法对生物组织的内源性荧光蛋白或多或少都有一定程度的破坏，荧光不能良好保持。

另外，为了满足脑神经网络结构成像，仅依靠生物组织内源荧光蛋白往往不能满足荧光成像的要求，通过采用外源荧光染料免疫组化标记同时实现树脂包埋，增强荧光，从而增加成像效果，但是现有技术的树脂包埋技术采用的包埋剂往往不能保证外源荧光染料分子荧光保持良好，因此，亟需一种能够保持内源荧光效果好，能够兼容外源荧光染料标记，实现样本贮存简单且能长期保持荧光信号及工艺简单的生物组织透明化技术。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种光透明化生物组织的包埋剂及方法和应用，其目的在于通过选择具有合适折射率的包埋剂，对预处理后的生物组织或者外源荧光染料标记的生物组织进行包埋，实现生物组织的透明化，同时内源荧光和外源荧光均保持良好，由此解决现有的液体试剂透明化生物组织的化学试剂以及透明化方法中存在荧光蛋白标记和荧光染料标记难以兼容、样本贮存不便和荧光信号难以长期保持的技术问题。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种光透明化生物组织的包埋剂，所述包埋剂对所述生物组织进行包埋以后形成固化树脂，所述固化树脂与所述生物组织具有相匹配的折射率，从而使所述生物组织实现光透明化。

优选地，所述包埋剂的单体的折射率在1.46～1.55之间。

优选地，所述包埋剂的单体的折射率为1.48～1.53。

优选地，所述包埋剂为树脂包埋剂。