采用X射线荧光的生物成像方法技术

本文公开了一种方法，该方法包括：引起附着于第一生物分析物(910)的第一元素(911)的特征X射线的发射；引起附着于第二生物分析物(920)的第二元素(921)的特征X射线的发射；基于所述第一元素(911)的所述特征X射线检测所述第一生物分析物(910)的特征，以及基于所述第二元素(921)的所述特征X射线检测所述第二生物分析物(920)的特征；其中所述第一元素(911)和所述第二元素(921)不同；其中所述第一生物分析物(910)和所述第二生物分析物(920)在同一溶液(103)中。在同一溶液(103)中。在同一溶液(103)中。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】采用X射线荧光的生物成像方法

技术介绍

[0001]X射线荧光(XRF)是来自被激发材料的(例如，暴露于高能X射线或伽马射线)特征X射线的发射。如果原子暴露于具有大于电子电离势的光子能量的X射线或伽马射线，则该原子内轨道上的电子可以被射出，从而在所述内轨道上留下空穴。当所述原子外轨道上的电子弛豫以填充所述内轨道上的所述空穴时，X射线(荧光X射线光子或二次X射线光子)被发射。所述被发射的X射线光子的能量等于所述外轨道和所述内轨道电子之间的能量差。
[0002]对于给定的原子，可能的弛豫数目是有限的。如图1A所示，当L轨道上的电子弛豫以填充K轨道(L
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K)上的空穴时，所述荧光X射线被称为Kα。来自M
→
K弛豫的荧光X射线被称为Kβ。如图1B所示，来自M
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L弛豫的荧光X射线被称为Lα，依此类推。
[0003]分析所述荧光X射线光谱可以识别样品中的元素，因为每个元素都有特征能量的轨道。可以通过对光子的能量进行排序(能量色散分析)或通过分离荧光X射线的波长(波长色散分析)来分析所述荧光X射线。每个特征能量峰的强度与所述样品中每种元素的所述含量直接相关。
[0004]比例计数器或各种类型的固态检测器(PIN二极管、Si(Li)、Ge(Li)、硅漂移检测器SDD)可用于能量色散分析。这些检测器基于相同的原理：入射的X射线光子使大量的检测器原子电离，所产生的载流子的数量与入射的X射线光子的能量成正比。所述载流子被收集并计数以确定所述入射的X射线光子的能量，并且该过程针对下一个入射的X射线光子会重复自身。在检测到许多X射线光子之后，可以通过计算X射线光子的数量作为其能量的函数来编制光谱。

技术实现思路

[0005]本文公开一种方法，其包括：引起附着于第一生物分析物的第一元素的特征X射线的发射；引起附着于第二生物分析物的第二元素的特征X射线的发射；基于所述第一元素的所述特征X射线检测所述第一生物分析物的特征，以及基于所述第二元素的所述特征X射线检测所述第二生物分析物的特征；其中所述第一元素和所述第二元素不同；其中所述第一生物分析物和所述第二生物分析物在同一溶液中。
[0006]根据实施例，所述第一生物分析物的特征选自所述第一生物分析物的位置、所述第一生物分析物的存在、所述第一生物分析物的身份、所述第一生物分析物的量、所述第一生物分析物的二维分布、所述第一生物分析物的三维分布及其组合所组成的组。
[0007]根据实施例，所述第一生物分析物是蛋白质或核酸。
[0008]根据实施例，所述第一元素通过配体连接至所述第一生物分析物。
[0009]根据实施例，引起所述第一元素的所述特征X射线的发射包括将所述第一元素暴露于辐射。
[0010]根据实施例，所述辐射是X射线或伽马射线。
[0011]根据实施例，所述辐射粒子的能量高于40keV。
[0012]根据实施例，所述第一生物分析物附着于基质。
[0013]根据实施例，所述第一元素的原子数大于20。
[0014]根据实施例，所述第一元素的原子数大于26。
[0015]根据实施例，引起所述第一元素的所述特征X射线的发射和引起所述第二元素的所述特征X射线的发射是同时的。
[0016]根据实施例，基于所述第一元素的所述特征X射线检测所述第一生物分析物的所述特征包括用所述第一元素的所述特征X射线捕获图像。
[0017]根据实施例，基于所述第一元素的所述特征X射线检测所述第一生物分析物的所述特征以及基于所述第二元素的所述特征X射线检测所述第二生物分析物的所述特征包括：接收所述第一元素的所述特征X射线和所述第二元素的所述特征X射线的组合。
[0018]根据实施例，基于所述第一元素的所述特征X射线检测所述第一生物分析物的所述特征以及基于所述第二元素的所述特征X射线检测所述第二生物分析物的所述特征进一步包括确定所述组合中的X射线光子的能量。
[0019]根据实施例，基于所述第一元素的所述特征X射线检测所述第一生物分析物的所述特征以及基于所述第二元素的所述特征X射线检测所述第二生物分析物的所述特征进一步包括对能量在第一范围内的所述X射线光子的数量进行计数。
【附图说明】
[0020]图1A和图1B示意示出X射线荧光的机制。
[0021]图2示意示出根据实施例的用于X射线荧光成像方法的流程图。
[0022]图3示意示出根据实施例的一种系统。
[0023]图4A
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图4C各自示意示出根据实施例的X射线检测器的截面图。
[0024]图5A示意示出根据实施例的所述X射线检测器的一部分的俯视图。
[0025]图5B示意示出根据实施例的用于所述X射线检测器的框图。
[0026]图6A
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图6B各自示意示出根据实施例的所述X射线检测器的电子系统的组件图。
[0027]图7示出根据实施例的由X射线的入射光子产生的载流子引起的电流的时间变化以及电压的相应时间变化。
【具体实施方式】
[0028]通过提供生物样品中元素的特征信息，可以将X射线荧光用于研究该生物样品。图2示出了根据实施例的使用X射线荧光的方法的流程图。在程序710中，如图3所示，附着在第一生物分析物910上的第一元素911的特征X射线的发射被引起，例如，通过将附着在所述第一生物分析物910上的所述第一元素911暴露于辐射。所述辐射可以是X射线或伽马射线。在过程720中，通过将附着在第二生物分析物920上的第二元素921暴露于辐射来引起附着在所述第二生物分析物920上的所述第二元素921的特征X射线的发射。所述辐射可以是X射线或伽马射线。根据实施例，引起所述第一元素911的所述特征X射线的发射和所述第二元素921的所述特征X射线的发射是同时的。所述第一元素911和所述第二元素921可以不同。所述第一元素911可以具有大于20的原子数，或者可以具有大于26的原子数。在步骤730中，基于所述第一元素911的所述特征X射线检测所述第一生物分析物910的特征，并基于所述第二元素921的所述特征X射线检测所述第二生物分析物920的特征。根据实施例，所述第一生
物分析物910的所述特征可以选自所述第一生物分析物910的位置、所述第一生物分析物910的存在、所述第一生物分析物910的身份、所述第一生物分析物910的量、所述第一生物分析物910的二维分布、所述第一生物分析物910的三维分布及其组合所组成的组。
[0029]图3示意示出系统200。根据实施例，所述系统200包括所述第一生物分析物910、所述第二生物分析物920、一个或多个X射线检测器100。所述第一生物分析物910可以是蛋白质或核酸。所述第一生物分析物910可以附着于基质102。所述第一生物分析物910和所述第二生物分析物920在同一溶液103中。如图3的所述示例所示，所述第一元素911可以通过配体104附着到所述第一生物分析物9本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种方法，其包括：引起附着于第一生物分析物的第一元素的特征X射线的发射；引起附着于第二生物分析物的第二元素的特征X射线的发射；基于所述第一元素的所述特征X射线检测所述第一生物分析物的特征，以及基于所述第二元素的所述特征X射线检测所述第二生物分析物的特征；其中所述第一元素和所述第二元素不同；其中所述第一生物分析物和所述第二生物分析物在同一溶液中。2.如权利要求1所述的方法，其中所述第一生物分析物的特征选自所述第一生物分析物的位置、所述第一生物分析物的存在、所述第一生物分析物的身份、所述第一生物分析物的量、所述第一生物分析物的二维分布、所述第一生物分析物的三维分布及其组合所组成的组。3.如权利要求1所述的方法，其中所述第一生物分析物是蛋白质或核酸。4.如权利要求1所述的方法，其中所述第一元素通过配体连接至所述第一生物分析物。5.如权利要求1所述的方法，其中引起所述第一元素的所述特征X射线的发射包括将所述第一元素暴露于辐射。6.如权利要求5所述的方法，其中所述辐射是X射线或伽马射线。7.如权利要求5所述的方法，其中所述辐射粒子的能量高于40keV。8.如权利要求1所述的方法，其中所述第一生物分析物附着于基质。9.如权利要求1所述的方法，其中...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹培炎，刘雨润，
申请(专利权)人：深圳帧观德芯科技有限公司，
类型：发明
国别省市：