[发明专利]基于高折射率电介质增强分子表面光声信号的方法

说明书

本发明提供了一种基于高折射率电介质增强分子表面光声信号的方法，通过高折射率电介质制成的GaP二聚体在近红外区域的超低损耗来实现分子信号的光声信号增强。本发明的有益效果是：既能有效的增强分子的光声信号，保留分子光声信号的特异性；又可以降低造影剂的信号干扰，避免“假阳性”的诊断结果。

技术领域

本发明涉及光声成像，尤其涉及一种基于高折射率电介质增强分子表面光声信号的方法。

背景技术

光声成像光声成像是一种快速发展的用于生物分子传感和疾病诊断的非侵入性生物医学成像方式。由于生物组织的光吸收能力有限和光散射的作用，内源性造影剂如血红蛋白、脂质、黑色素等无法通过激光产生足够的光声信号。为了克服这一障碍，迫切需要更敏感、更高效的造影剂来提供足够高的对比度噪声(contrast-to-noise, CNR)来实现高分辨率PA成像。PA造影剂通过改变局部的光学和声学特性，显著增强近红外范围(NIR)(650-900 nm)的光声成像。

目前，光声造影剂已经发展为分子成像领域研究的前沿方向。比如，通过有机染料分子可与靶向分子(如抗体)结合，实现小鼠肿瘤的高对比度成像和体内离子浓度的动态监测。为了提高光声信号的强度和更高的成像质量，通常需要利用纳米技术对分子探针进行修饰。比如通过MoS2纳米片加载的ICG染料分子和金纳米棒-黑色素杂化体（GNR-melaninnanohybrids）等利用金属的高吸收特点实现可调节的光声信号的增强[15-17]和达到光热治疗效果。显像的增强得益于造影剂，然而造影剂产生的光声信号与背景信号不同。金属探针虽然为分子和附近材料的相互作用提供了强大局域电场增强，然而他们却固有的遭受了高损耗的吸收。这就导致造影剂产生了比分子更强的信号，掩盖了分子本身的信号特性，容易导致“假阳性”的诊断结果，为病理检测造成了困扰。

发明内容

为了解决现有技术中的问题，本发明提供了一种基于高折射率电介质增强分子表面光声信号的方法。

本发明提供了一种基于高折射率电介质增强分子表面光声信号的方法，通过高折射率电介质制成的GaP二聚体在近红外区域的超低损耗来实现分子信号的光声信号增强。

作为本发明的进一步改进，通过所述GaP二聚体对分子探针的信号进行增强。

作为本发明的进一步改进，将分子放置于所述GaP二聚体的间隙中，使得分子获得较大的光吸收能力。

作为本发明的进一步改进，待测物或者吸收体为Au或C，但是不局限于此，可以实用于任何吸光分子的光声信号增,GaP二聚体不仅可以增强Au和C的光声信号强度，它可以应用到任何吸光物质，比如团聚的黑色素，有机染料的分子ICG。该发明可以应用到任意光声信号强度较弱的物质的信号增强。

作为本发明的进一步改进，通过高折射率电介质制成的GaP二聚体，光吸收为零，其本身不产生光声信号。

本发明的有益效果是：通过上述方案，提出了一种全新的概念-高折射率电介质的分子表面光声增强，由高折射率电介质制成的GaP二聚体在近红外区域的超低损耗作为一种新的方法来实现分子信号的光声信号增强，该方法既能有效的增强分子的光声信号，保留分子光声信号的特异性；又可以降低造影剂的信号干扰，避免“假阳性”的诊断结果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的方案。

图1是GaP二聚体对分子光声信号增强的结构示意图。

图2是Comsol模拟的流程图。

图3是GaP的特性，吸收和散射光谱、电场强度和温度分布图。