[发明专利]透明化试剂及其在生物组织材料光学成像中的应用、活体皮肤组织透明化成像方法

说明书

本发明公开了透明化试剂及其在生物组织材料光学成像中的应用、活体皮肤组织透明化成像方法。透明化试剂为甘露糖、甘露糖与1,3‑二甲基‑2‑咪唑啉酮溶于溶剂中形成的混合物。透明化试剂可以在生物组织材料光学成像中的应用。活体皮肤组织透明化成像方法包括：剔除表面毛发清洁并干燥；将皮肤组织固定并置于光学成像系统焦面处；向成像位置的皮肤组织滴加透明化试剂，静置5‑30min；成像；在成像结束后，将透明化试剂擦除，用生理盐水或磷酸盐缓冲液反复擦洗清理皮肤组织表面，使皮肤组织恢复原始状态。本发明的试剂使用时不会产生明显的组织膨胀或组织皱缩、生物材料细节结构可完整保存、透明化时间短、透明化能力高，可应用到生物组织材料光学成像中。

技术领域

本发明属于生物材料技术领域，尤其涉及一种用于生物组织的透明化试剂及透明化试剂在生物组织材料光学成像中的应用、应用方法。

背景技术

皮肤具有许多重要功能，如组织营养供应，体温调节和新陈代谢。其中，确保组织营养是最重要的功能，皮肤功能受损或营养供应不足常导致某些疾病。实际上，这些损伤通常反映在血管疾病中，如糖尿病，高血压，静脉功能不全等。因此，获取有关皮肤微循环的信息非常重要。非侵入性光学技术已显示出监测皮肤微循环的巨大潜力，通过将皮肤组织浸入一些具有高折射率和高渗透性的化学试剂中来减少散射并增强光穿透深度，该技术为获取更多有关皮肤微循环的信息提供了新的机会。

除了皮肤，多种生物器官均可以利用含多种有机化合物或离子去污剂的混合试剂对组织器官进行处理，使其光学特性发生改变，由强散射介质转变为弱散射介质，透光性增强，从而提高光学显微镜的成像深度，有利于实现对组织器官的三维重建和对细节微结构(如脑部神经元空间结构)的解析。

现有技术中，使用光学显微镜观察生物样本不透明的组织内部时，通常会利用透明化试剂来进行预处理(透明化处理)。目前光学透明技术可分为主动光学透明与被动光学透明。其中主动光学透明技术是指在组织光学透明过程中引入外力(如电场力)去除水、脂质等物质，此类虽然可以在一定程度上加快组织透明速率，但设备昂贵，且操作复杂，较难处理大批量样本。在被动型光学透明技术中，可分为有机溶剂光学透明技术和水基溶剂光学透明技术。基于有机溶剂的透明方法是利用甲醇或者乙醇等有机溶剂先对生物组织样本进行梯度脱水，然后再将脱水后的生物组织用高折射率有机溶剂浸泡进行折射率匹配，实现组织体的“光学透明”。这类方法可以快速实现很高的透明度，但会快速淬灭荧光蛋白，与亲脂性荧光染料(例如DiI)不兼容，缩小样品体积，影响样本内部细节结构。

相比较上两类方法，亲水性溶剂法较为温和，主要通过简单渐进浓度浸泡法或者基于尿素的水化作用法达到折射率匹配从而实现光学透明。目前较为常用的方法包括Scale，SeeDB，FRUIT，CUBIC和ScaleS。其中，SeeDB和FRUIT温和简单，荧光蛋白信号保存好，对组织形态保存好，但处理效率低且达到的透明度不高。Scale、CUBIC和ScaleS等方法处理的过程会导致组织大幅膨胀，且Scale的处理效率低。CUBIC的处理效率高，透明度高，但其利用含高浓度(15％)的Triton X-100的水基溶液对组织进行处理，虽然高浓度表面活性剂可加快细胞膜的通透性，但同时也大幅度增加了对细胞膜的破坏，这导致了组织精细结构的破坏以及同细胞膜染色的不兼容性。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术中透明化试剂使用时会产生明显的组织膨胀或组织皱缩的缺陷，提供一种使用时不会产生明显的组织膨胀或组织皱缩、生物材料细节结构可以完整保存、透明化时间短、透明化能力高的透明化试剂。

本发明进一步要解决的技术问题在于，提供一种透明化试剂在生物组织材料光学成像中的应用及其皮肤组织透明化成像方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种透明化试剂，为甘露糖溶于溶剂中形成的混合物；或者甘露糖与1,3-二甲基-2-咪唑啉酮溶于溶剂中形成的混合物。