受激拉曼散射技术在尿酸盐晶体体内外成像中的应用制造技术

本发明专利技术提供了受激拉曼散射技术在尿酸盐晶体体内外成像中的应用；通过论证SRS的可行性，在组织和细胞中，基于MSU指纹拉曼峰，成像MSU在组织细胞内的沉积；本发明专利技术通过SRS连续监测MSU晶体成核、生长以及与周围组织细胞的相互作用，为了解MSU与周围组织之间的基本相互作用提供了理想的分析工具，并为快速诊断痛风和其他基于MSU的疾病提供了潜力。和其他基于MSU的疾病提供了潜力。和其他基于MSU的疾病提供了潜力。

【技术实现步骤摘要】
受激拉曼散射技术在尿酸盐晶体体内外成像中的应用


[0001]本专利技术涉及生物医药
，尤其涉及受激拉曼散射技术在尿酸盐晶体体内外成像中的应用。

技术介绍

[0002]痛风是一种全身性疾病，目前通风的发病率和疾病负担均日益增加。痛风的主要病理机制是血清中尿酸浓度升高(超过6.8mg/dL)以及关节腔内沉积了过度饱和的尿酸盐(MSU)晶体，且MSU晶体会沉积在软骨、滑膜或肌腱表面。
[0003]慢性痛风的一线治疗策略是通过药物或手术减少MSU的沉积，快速准确的原位检测MSU在痛风的诊断和治疗中都是至关重要的。化学特异性检测在面对复杂情况时尤其重要。然而，无论是金标准组织学检查，还是补偿偏光显微镜(CPLM)都不能提供MSU晶体足够的化学特异性，CPLM和病理诊断的假阴性率较高且处理组织较耗时。
[0004]晶体鉴定主要在滑膜液中进行，但痛风人群可能经历非典型疾病过程；即许多患者在首次发病前关节表面已经有MSU晶体沉积，且相当一部分痛风患者往往等到出现软骨损伤、韧带损伤甚至骨折的首发症状时才被诊断出来；此外，在进行病理检查之前，痛风关节炎可能会与疑似感染、肿瘤或类风湿关节炎形成混淆。
[0005]因此，能够快速、特异性识别新鲜组织中MSU的方法是优化手术策略的迫切需要。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是针对现有技术中的不足，提供受激拉曼散射(SRS)技术在尿酸盐晶体体内外成像中的应用。
[0007]为实现上述目的，本专利技术采取的技术方案是：
[0008]提供受激拉曼散射技术在尿酸盐晶体体内外成像中的应用。
[0009]优选地，所述尿酸盐晶体的体内成像包括：尿酸盐晶体成核、生长以及与周围组织细胞相互作用的成像。
[0010]优选地，所述尿酸盐晶体的体外成像包括：尿酸盐晶体的沉积的成像。
[0011]优选地，所述受激拉曼散射技术所采用的受激拉曼散射系统以光学参量振荡器的双输出商用脉冲飞秒激光束作为光源，以基本1040nm激光器作为斯托克斯(Stokes)光束，以OPO可调谐激光作为泵浦光。
[0012]优选地，所述泵浦光的功率为70
‑
90mW，所述斯托克斯光束的功率为150
‑
170mW。
[0013]优选地，所述斯托克斯光束由10MHz的电光调制器进行强度调制，并通过二向色镜与泵浦光对准。
[0014]优选地，每个视场的大小为512
×
512像素，横向分辨率为～350nm，像素停留时间为2μs。
[0015]本专利技术采用以上技术方案，与现有技术相比，具有如下技术效果：
[0016]本专利技术通过论证SRS的可行性，在组织和细胞中，基于MSU指纹拉曼峰，成像MSU在
组织细胞内的沉积；本专利技术通过SRS连续监测MSU晶体成核、生长以及与周围组织细胞的相互作用，为了解MSU与周围组织之间的基本相互作用提供了理想的分析工具，并为快速诊断痛风和其他基于MSU的疾病提供了潜力。
附图说明
[0017]图1为本专利技术的技术路线图；
[0018]图2为多色SRS对大鼠模型(注射后3天)新鲜组织假性痛风的鉴别和微晶体的早期检测；
[0019]图3为痛风性关节炎患者滑膜液中MSU的检测；
[0020]图4为慢性痛风组织的SRS、H&E和免疫荧光评价；
[0021]图5为SRS、H&E和免疫荧光的三组慢性痛风组织的定量分析；
[0022]图6为SRS显微镜对不同MSU晶体在结构上进行分类；
[0023]图7为SRS显微镜对不同MSU晶体在与巨噬细胞共培养。
具体实施方式
[0024]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0025]需要说明的是，在不冲突的情况下，本专利技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0026]下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步说明，但不作为本专利技术的限定。
[0027]实施例1
[0028]1.SRS系统搭建
[0029]使用来自光学参量振荡器(OPO，Insight DS+，Newport，CA)的双输出商用飞秒脉冲(fs)激光束作为光源，基本1040nm激光器作为Stokes光束(～150fs)，可调谐OPO输出(690～1300nm，120fs)作为泵浦光。Stokes光束由10MHz的电光调制器(EOM)进行强度调制，并通过二向色镜(DMSP1000，Thorlabs)与泵浦光对准，使用1/4波片将线偏振光束变为圆偏振光束以降低激光束的偏振效应。
[0030]飞秒脉冲激光通过高色散玻璃棒(SF57)产生线性啁啾，脉冲宽度展宽至几个皮秒(泵浦光：～3.8ps，Stokes光束：～1.8ps)，以获得较高的受激拉曼散射光谱分辨率，同时，也可通过设置泵浦光与斯托克斯光之间的相对时间间隔进而设置特定的拉曼波数，通过扫描两束光束之间的时延，得到SRS光谱。
[0031]将泵浦激光的波长设置为976nm，以匹配MSU的拉曼峰(630cm
‑1)。
[0032]将泵浦激光的波长设置为937nm，以匹配二水焦磷酸钙盐(CPPD)的拉曼峰(1050cm
‑1)。
[0033]采用801nm泵浦激光与1040nm斯托克斯激光相互作用，匹配脂质或者蛋白的拉曼峰，进而成像脂质/蛋白质。
[0034]2.SRS图像的生成
[0035]首先，将对准后的光束送入激光扫描显微镜(FV1200，Olympus)，通过物镜(UPLSAPO 60XWIR，NA 1.2water，Olympus)聚焦痛风样品；通过带通滤波器(CARS ET890/220，Chroma)对痛风样本中MSU产生的受激拉曼损耗(SRL)信号进行滤波以消除Stokes光束，用锁相放大器(HF2LI，Zurich Instruments)进行解调，从而得到每个像素的SRS信号；其次，使用两个扫描振镜扫描激光，生成SRS图像。
[0036]MSU样品的泵浦光功率和Stokes光束的光功率保持在80mW和160mW左右。每个视场大小为512
×
512像素(180
×
180μm)，横向分辨率为～350nm，像素停留时间为2μs。
[0037]3.SHG图像的生成
[0038]使用epi扫描模式，通过窄带通滤波器(FF01
‑
520/10，Semrock)，利用光电倍增管(PMT)对1040nm Stokes光束激发的SHG信号进行检测，生成SHG图像，以显示痛风组织中胶原纤维的分布。
[0039]实施例2...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.受激拉曼散射技术在尿酸盐晶体体内外成像中的应用。2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述尿酸盐晶体的体内成像包括：尿酸盐晶体成核、生长以及与周围组织细胞相互作用的成像。3.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述尿酸盐晶体的体外成像包括：尿酸盐晶体的沉积的成像。4.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述受激拉曼散射技术所采用的受激拉曼散射系统以光学参量振荡器的双输出商用脉冲飞秒激光束作为光源，以基本1040nm激光器作为斯托克斯光束，以OPO可调谐激光作为...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐翰林，张博涵，华英汇，季敏标，
申请(专利权)人：复旦大学附属华山医院，
类型：发明
国别省市：