[发明专利]通过光学和/或电子显微技术成像的生物样品的包埋剂

说明书

本发明涉及显微技术领域，优选电子显微技术领域。特别地，本发明涉及用于通过显微技术使生物样品成像的包埋剂，其包含：‑60重量％至99重量％重量的二醇二甲基丙烯酸酯，其选自亚烷基二醇二甲基丙烯酸酯和/或低聚(亚烷基二醇)二甲基丙烯酸酯；‑0重量％至38重量％的聚亚烷基二醇二丙烯酸酯或聚亚烷基二醇甲基丙烯酸酯；所述聚亚烷基二醇二丙烯酸酯或聚亚烷基二醇甲基丙烯酸酯任选地被至少一个亲水基团取代，亲水基团例如羟基、氨基或羰基基团；‑至少一种添加剂，优选包含至少一种重金属盐或镧系元素盐；和‑0.1重量％至2重量％的自由基聚合引发剂。本发明还涉及由聚合本发明的包埋剂得到的导电材料，及其制备方法和试剂盒；包埋至少一个生物样品的所述材料。本发明还涉及通过显微技术对生物样品进行成像的方法，该方法包括使用本发明的包埋剂和/或导电材料。

技术领域

本发明涉及显微技术领域，优选地涉及光学显微技术和/或电子显微技术领域。特别地，本发明涉及用于通过显微技术使生物样品成像的包埋剂。本发明的包埋剂涉及包含或组成为(i)二醇二甲基丙烯酸酯、(ii)聚亚烷基二醇二丙烯酸酯和/或聚亚烷基二醇甲基丙烯酸酯和(iii)引发剂的混合物的组合物。本发明还涉及由聚合本发明的包埋剂得到的导电材料和/或生物保存材料，及其制备方法和试剂盒；包埋至少一个生物样品的所述材料。

本发明还涉及通过显微技术对生物样品进行成像的方法，该方法包括使用本发明的包埋剂和/或导电材料。

背景技术

显微技术是指用于观察肉眼无法达到的目标和目标区域的一组技术。在众所周知的显微镜技术中，电子显微技术对于观察生物材料是有用的。由于电子束或电磁辐射直接与待观察样品相互作用产生的衍射、反射或折射，因此该技术可产生振幅或相位对比图像。

迄今为止，只有通过添加基本上由重金属盐和固定剂(例如醛)组成的造影剂，才可能获得良好的振幅对比。

任何样品的高分辨率电子显微技术可视化还包括诸如固定之类的复杂制备步骤，从而使样品在显微技术分析过程中与天然样品最接近，同时保持免受电子显微技术高真空的影响。

生物材料的固定可以通过化学方法(添加固定剂，如醛类)或物理方法(超快冷冻方法以实现生物材料中水分的玻璃化或无定形固定)来实现。

特别地，为了实现固定后的天然生物材料的观察，已经开发了用聚合物树脂代替固定的生物样品的水，以保护其免受真空的影响，同时对其进行加强以允许通过超薄切片术进行薄切片。

然而，使用固定剂和造影剂会导致：1)样品制备过程中受污染的废物后处理问题；2)生物学特性改变；和3)成像过程中电荷疏散不良。实际上，固定剂和重金属盐具有毒性、致突变性、致癌性和/或放射性。它们部分或完全改变在刺激后的荧光发射的生物学特性或蛋白活性或掩盖用于进行免疫检测的抗原。此外，重金属盐仅在成像期间捕获电子，而在实现显微技术底片的过程中不允许释放积聚在样品表面上的电荷。结果，电荷在样品表面上局部积聚，从而导致在样品周围形成光晕并妨碍了完全成像。因此，难以制成底片。

例如，在透射电子显微技术(TEM)或电子断层成像术中，这种超负荷极大地改变了焦平面，并且在错误的焦点处获得了图像。在扫描电子显微技术(SEM)中，电子过载在样品表面产生白色光晕。

已经开发出替代的解决方案。一种解决方案是通过大量使用重金属盐和通过改善低电子成像参数来减少产生的电荷效应(Deerinck等人，2010)。但是，该方法非常苛刻，不适用于多种生物样品，并且要求在室温下工作，从而无法通过冷冻固定实现最佳的超微结构保存。尤其是，该方法可以突出大部分膜或细胞壁，但导致大量提取不包括与其余生物成分有关的所有信息。

另一解决方案在于将重金属盐的使用与薄的碳膜或通过蒸发的金属沉积相关联，后者使得提供电子放电成为可能。然而，该方法需要额外的步骤来制备样品并仅在样品的周围排空电荷。另外，重金属盐的量仍然导致随后需要废物再处理。