[发明专利]基于纳米粒子微环境温控荧光的分子探针及其系统和方法

说明书

本发明公开了一种基于纳米粒子微环境温控荧光的分子探针及其系统和方法。本发明通过对纳米粒子微环境温度控制的方法间接调控与纳米粒子绑定的荧光分子发光，实现了一种不改变激发光的分子探针即时调控方法，操作简单易行；采用吸收峰不同的纳米粒子进行调控，分别对应标记不同的靶位点，即可实现在同一种荧光分子、同一条荧光光路下，利用不同吸收峰对应的外加调控光调控各自位置的荧光强度，实现对多位点荧光标记的观测和成像；并且，通过对荧光强度改变前后的图片进行对比，可轻松实现对该分子探针的精确标记定位，特异性好，并且由于背景荧光不受外加加热源调控，将减少背景荧光干扰，提高信噪比，提升空间分辨率，具有可观的应用前景。

技术领域

本发明涉及生物医学光学荧光技术，具体涉及一种基于纳米粒子微环境温控荧光的分子探针及其系统和方法。

背景技术

分子医学影像是采用高特异性的探针，无创地与体内细胞特定的靶位点结合，以影像方式反映分子水平的生理和病理信息。由于分子影像是在细胞和分子水平对疾病进行研究，所以分子医学影像具有高灵敏度和高特异性。能和靶位点特异性结合的物质(如配体或抗体等)与能产生影像学信号的物质(如同位素、荧光分子或顺磁性原子)以特定方法相结合而构成的一种复合物，即为分子探针。作为分子医学影像中的关键技术，分子探针的制备水平将影响整个系统的成像质量。按照临床诊断或基础研究的需要，可以选用不同的分子生物学载体设计符合分子影像学要求的探针，以完成特异性诊断或研究的任务。在生物医学荧光成像技术中，常采用荧光分子或荧光蛋白作为信号分子，通过检测激发的荧光信号来定位探针。

在传统的多荧光标记染色当中，首先需要找到合适的发射谱互相不重叠的多种荧光分子，方能通过滤光片实现对不同波段荧光的分离观测；其次，选中的所有荧光分子还需要与其它分子具有较好的绑定性能，能够结合共同组成分子探针，对多荧光标记而言在荧光分子的选择上本身就有一定的难度。此外探测每一种荧光分子需要对应完整的从激发光源、滤光片到二向色镜等一套光路必需元件，硬件成本较高。在实际操作中由于荧光分子发射谱之间的不完全分离以及存在广泛的背景荧光干扰等原因，造成对某种波长荧光观测时混入其它荧光信号，降低观测信噪比，影响观测结果。

发明内容

为了克服以上现有技术中存在的问题，本发明提出一种基于纳米粒子微环境温控荧光的分子探针及其探测系统和探测方法。

本发明的一个目的在于提供一种基于纳米粒子微环境温控荧光的分子探针。

本发明的基于纳米粒子微环境温控荧光的分子探针包括：纳米粒子、荧光分子和靶向性分子；其中，荧光分子为对温度敏感的小分子荧光分子；荧光分子与已知吸收谱的纳米粒子之间直接连接或者间接连接；纳米粒子再与靶向性分子直接或间接连接；靶向性分子通过特异性结合作用结合到靶位点。

本发明的另一个目的在于提供一种基于纳米粒子微环境温控荧光的分子探针系统。

本发明的基于纳米粒子微环境温控荧光的分子探针系统包括：纳米粒子、荧光分子、靶向性分子、激发光、加热源和荧光探测器；其中，荧光分子为对温度敏感的小分子荧光分子；荧光分子与已知吸收谱的纳米粒子之间直接连接或者间接连接；纳米粒子再与靶向性分子直接或间接连接；荧光分子、纳米粒子和靶向性分子构成分子探针；当分子探针分布在成像区域内，靶向性分子通过特异性结合作用结合到靶位点；激发光入射到成像区域，激发荧光分子发出荧光；荧光探测器检测荧光；加热源入射至成像区域，对纳米粒子加热，改变纳米粒子的温度，同时改变纳米粒子周围微环境温度，从而影响与纳米粒子连接的荧光分子的发光特性，荧光强度或者光谱发生改变，实现光调控。

本发明的又一个目的在于提供一种基于纳米粒子微环境温控荧光的分子探针的探测方法。

本发明的基于纳米粒子微环境温控荧光的分子探针的探测方法，包括以下步骤：