[发明专利]一种组织光透明剂及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种组织光透明剂，所述组织光透明剂包括以下质量分数的各组分：尿素：15‑25％，甲酰胺：8‑15％，曲拉通：10‑20％，N,N,N',N'‑四(2‑羟基丙基)乙二胺：20‑25％，余量为水。该组织光透明剂能短时间有效降低生物组织散射，实现组织透明化，还能很好地保持生物组织的完整性，维持体积基本不变，不发生膨胀或收缩，组织不会变得易脆，使成像深度和信噪比得到极大提高，且内源荧光信号强度基本不受影响。本发明还提供了该组织光透明剂的制备方法和应用。

技术领域

本发明涉及生物医学和透明样本制备技术领域，具体涉及一种组织光透明剂及其制备方法和应用。

背景技术

随着光学成像技术的不断发展，高分辨获取生物组织的结构功能信息已成为可能，但生物组织的不透明性制约了光学成像技术在生物医学领域中的应用。

近年来兴起的组织光透明技术使得器官不必切片，就可在完整状态下进行观察研究，该技术的核心是向生物组织中引入高渗、高折射的化学试剂能够有效降低生物组织的散射特性，使样品变透明，极大地提高成像的深度。现有技术中采用的组织透明技术包括BABB技术、Scale技术、SeeDB技术、CLARITY技术等，其中BABB技术采用有机溶剂，处理后组织透明效果虽好，当组织却严重皱缩，且导致组织中荧光标记信号猝灭；Scale技术是将生物组织持续浸泡在尿素溶液中，该方法使组织透明需要的时间较长，还会引起组织严重膨胀；SeeDB技术采用浓度不断增加的果糖溶液浸泡组织，组织形态虽保持良好，但组织却常变为棕色，而且果糖溶液粘稠，操作不便；CLARITY技术利用电泳去除组织中引起散射的脂类物质得以实现透明，该方法的组织透明效果很好，但需先采用特殊的水凝胶预先固定组织，且溶脂会造成细胞膜破坏、组织天然纹理消失。

以上报道的组织光透明方案或多或少都会改变样品的形态，破坏组织的天然纹理结构，使光学信号受到破坏，影响成像结果。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种组织光透明剂，它能短时间有效降低生物组织散射，实现组织透明化，还能很好地保持生物组织的完整性，维持体积基本不变，使成像深度和信噪比得到极大提高，且内源荧光信号强度基本不受影响。

第一方面，本发明提供了一种组织光透明剂，所述组织光透明剂包括以下质量分数的各组分：

尿素：15-25％，甲酰胺：8-15％，曲拉通：10-20％，N,N,N',N'-四(2-羟基丙基)乙二胺：20-25％，余量为水。

本发明中提供的所述组织光透明剂的配方合理高效，其中，尿素具有水化作用，可进入生物组织中紧密折叠区域的折射率高的蛋白质，产生渗透梯度以允许水份进入，但容易引起组织膨胀，但甲酰胺的加入，能很好地减少组织膨胀；曲拉通可起到透化作用，使得溶液能够进入组织及细胞间隙；N,N,N',N'-四(2-羟基丙基)乙二胺能在有效占据生物组织表面的水结合位点的同时稳定了空间结构，在以上4种主要成分的协同作用下，能够使得生物组织的各组成成分(胶原纤维、细胞膜、细胞器等与组织间液)的折射率相匹配，在快速有效地降低生物组织散射，使组织变得透明的同时，还能较好地控制生物组织体积基本不变，避免发生膨胀或收缩，组织不会变得易脆，能最大限度地维持生物组织的空间结构，使得成像深度和质量得到极大提高，且使内源性光学强度不受影响。

所述组织光透明剂适用于大脑、眼球、肌肉等富含胶原纤维的生物组织的透明化，对生物组织深层结构成像以重建3D组织结构，研究其结构功能具有重要意义。

优选地，所述组织光透明剂中，曲拉通的质量分数为15-20％。

优选地，所述组织光透明剂中，甲酰胺的质量分数为8-12％。进一步可选为8-10％。

进一步地，所述组织光透明剂中，所述尿素与甲酰胺的质量比为(1.2-2.5)：1。优选为(1.3-2.0)：1。