CN115400296A - 一种原位喷雾法及其在动脉粥样硬化术中成像的应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种原位喷雾法在动脉粥样硬化术中成像的应用。本方法将特异性探针溶于溶剂中配制成探针母液，并使用生理盐水稀释至1～100μM，将稀释后的探针药液加入雾化器中，对着手术暴露出的动脉粥样硬化的血管连续喷雾10～60秒，之后静置2～30分钟，利用荧光活体成像系统进行图像采集与观察。本发明的原位喷雾法能快速、准确的将探针传递至目标血管内的斑块处，从而实现手术过程中的动脉粥样硬化斑块的稳定荧光成像，以辅助动脉内膜切除术。本发明使用的雾化器所喷射出的液滴较小且分布均匀，不易造成脆弱组织的损伤。
Description
技术领域
本发明涉及病患组织成像技术领域，尤其涉及一种原位喷雾法及其在动脉粥样硬化术中成像的应用。
背景技术
近年来，荧光成像在手术治疗引导方面展现了巨大的应用潜力，因此引起广泛的研究兴趣。除特异性荧光探针的构建之外，安全、高效、快速的探针传递系统亦是研究的热点问题之一。通过静脉注射探针进行活体成像是经典的探针给药方式，而最新研究指出，在术中成像时，可利用喷壶将探针原位喷洒到目标组织表面，利于探针的快速吸收与原位成像。
静脉注射法，探针到达病灶的时间长、效率低，大部分探针在到达病灶组织之前就被清除或被其他组织所吸收，递送效率慢的同时也增加了安全隐患。原位喷洒法使用的喷壶所喷射出的液滴较大，且分布不均匀，过强的喷射冲击力有可能造成脆弱组织的损伤。
发明内容
为了解决以上背景技术问题，本发明提出了一种原位喷雾法在动脉粥样硬化术中成像的应用，本方法将特异性探针溶于溶剂中配制成探针母液，并使用生理盐水稀释至1～100μM，将稀释后的探针药液加入雾化器中，对着手术暴露出的动脉粥样硬化的血管连续喷雾10～60秒，之后静置2～30分钟，利用荧光活体成像系统进行图像采集与观察。
作为本发明的原位喷雾法在动脉粥样硬化术中成像的应用的进一步改进，所述特异性探针的结构式为
作为本发明的原位喷雾法在动脉粥样硬化术中成像的应用的进一步改进，所述溶剂为DMSO、乙酸乙酯、乙醇、DMF或DCM。
作为本发明的原位喷雾法在动脉粥样硬化术中成像的应用的进一步改进，所述探针母液的浓度为1mM，并使用生理盐水稀释至10μM。
作为本发明的原位喷雾法在动脉粥样硬化术中成像的应用的进一步改进，所述连续喷雾的时间为15秒，之后静置的时间为5分钟。
作为本发明的原位喷雾法在动脉粥样硬化术中成像的应用的进一步改进，所述雾化器的输出端采用振动筛输出雾化的探针药液。
作为本发明的原位喷雾法在动脉粥样硬化术中成像的应用的进一步改进，所述振动筛的筛网目数为100～500目。
本发明其次还提出一种原位喷雾法，包括以下步骤：将特异性探针溶于溶剂中配制成探针母液，并使用生理盐水稀释至1～100μM，将稀释后的探针药液加入雾化器中，对着人体器官或组织连续喷雾10～120秒，之后静置2～30分钟；所述特异性探针的结构式为
作为本发明的原位喷雾法的进一步改进，所述溶剂为DMSO、乙酸乙酯、乙醇、DMF或DCM。
作为本发明的原位喷雾法的进一步改进，所述雾化器的输出端采用振动筛输出雾化的探针药液，所述振动筛的筛网目数为100～500目。
本发明相比于现有技术的有益效果是：本发明的原位喷雾法能快速、准确的将探针传递至目标血管内的斑块处，从而实现手术过程中的动脉粥样硬化斑块的稳定荧光成像，以辅助动脉内膜切除术。本发明使用的雾化器所喷射出的液滴较小且分布均匀，不易造成脆弱组织的损伤。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍。应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对保护范围的限定，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他相关的附图。
图1是试验例1提供的原位喷雾法进行组织成像的喷雾方式、持续时间和静置时间的试验结果图。
图2是试验例2提供的建立小鼠动脉粥样硬化模型，以原位喷雾法对动脉粥样硬化斑块进行显像的试验结果图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
本发明实施例提出了一种原位喷雾法在动脉粥样硬化术中成像的应用，该方法将特异性探针溶于溶剂中配制成探针母液，并使用生理盐水稀释至1～100μM，将稀释后的探针药液加入雾化器中，对着手术暴露出的动脉粥样硬化的血管连续喷雾10～120秒，之后静置2～30分钟，利用荧光活体成像系统进行图像采集与观察。本发明的原位喷雾法能快速、准确的将探针传递至目标血管内的斑块处，从而实现手术过程中的动脉粥样硬化斑块的稳定荧光成像，以辅助动脉内膜切除术。本发明使用的雾化器所喷射出的液滴较小且分布均匀，不易造成脆弱组织的损伤。
优选的，所述特异性探针的结构式为
以下以代号CN-PD指示上述结构式的特异性探针。上述结构的特异性探针具有优秀的溶剂效应，在水相中几乎不发光，而在有机相中可发出绿色波段强光，且只在脂质体存在下才能发出强荧光，对于其他生物大分子如核酸、蛋白质、糖类等不响应，展现了良好的选择性，对脂质体的响应迅速。本特异性识别探针为小分子有机化合物，在人体皮层中的穿透性更强。
优选的，所述溶剂为DMSO、乙酸乙酯、乙醇、DMF或DCM。其中DMSO不易挥发，无色无臭，相比其他溶剂更适合作为上述特异性探针的溶剂。
优选的，所述探针母液的浓度为1mM，并使用生理盐水稀释至10μM，在此浓度下的探针溶液的荧光发光较强。
优选的，所述连续喷雾的时间为15秒，之后静置的时间为5分钟。分别对试验对象进行0、5、15、30、60、120s连续喷雾后进行荧光显像，结果显示连续喷雾的时间达到5秒后能进行显像，而达到15秒后即可稳定显像。连续喷雾15、30、60、120s后均能稳定显像。连续喷雾后的静置时间分别为0.5、1、2、5、10min进行离体显像，结果显示，在静置5分钟以及10分钟后，均能观察到稳定且清晰的目标图像。
优选的，所述雾化器的输出端采用振动筛输出雾化的探针药液。所述振动筛的筛网目数为100～500目。用振动筛代替喷口，将含有探针的盐水溶液雾化成直径为3μm的液滴，避免了由喷壶带来的高冲击力造成的组织损伤，并且均匀的液滴可以促进良好的分布和快速的组织吸收，本方法可以快速、安全地进行术中荧光成像。
实施例1
将特异性探针CN-PD溶于DMSO，配制1mM探针母液，使用生理盐水稀释至10μM，将探针稀释液加入Aerogen雾化器的储液室中，对着手术暴露出的动脉血管连续喷雾15秒，之后静置5分钟，利用荧光活体成像系统进行图像采集与观察。其中，雾化器的输出端采用振动筛输出雾化的探针药液，所述振动筛的筛网目数为300目，将含有探针的水溶液雾化成直径为3μm的雾气。
实施例2
将特异性探针CN-PD溶于DMSO，配制1mM探针母液，使用生理盐水稀释至100μM，将探针稀释液加入Aerogen雾化器的储液室中，对着手术暴露出的动脉血管连续喷雾30秒，之后静置2分钟，利用荧光活体成像系统进行图像采集与观察。其中，雾化器的输出端采用振动筛输出雾化的探针药液，将含有探针的水溶液雾化成直径为3μm的雾气。
实施例3
将特异性探针CN-PD溶于DMSO，配制1mM探针母液，使用生理盐水稀释至1μM，将探针稀释液加入Aerogen雾化器的储液室中，对着手术暴露出的动脉血管连续喷雾60秒，之后静置30分钟，利用荧光活体成像系统进行图像采集与观察。其中，雾化器的输出端采用振动筛输出雾化的探针药液，将含有探针的水溶液雾化成直径为3μm的雾气。
试验例1
为了证明术中原位喷雾法的技术效果，本试验例采用分子量为361.12的CN-PD小分子脂滴探针作为喷雾成像试剂，选择可见光探头用来进行术中动脉粥样硬化斑块的荧光成像。
为了快速、安全地进行术中成像，发明人改进了原位喷雾，用振动筛代替喷口，如图1中的分图a所示，用振动筛将CN-PD溶液雾化成气溶胶，将含有探针的水溶液雾化成直径为3μm，实现快速穿透。这种改进避免了由喷雾带来的高冲击力造成的组织损伤，并且均匀的液滴可以促进良好的分布和快速的组织吸收。
如图1中的分图b所示，为脂肪块暴露于CN-PD气雾剂(10μM)分别于0、5、15、30、60、120s进行离体显像，使暴露于CN-PD气雾剂的脂肪组织获得差异荧光对比，0s时无荧光显色，5s时发出红色荧光，直到15s及以后，发出稳定的荧光，表明脂肪块暴露于CN-PD气雾剂15s后即达到稳定染色。
此外，心、肝、脾、肺、肾、肠、A549肿瘤组织和脂肪组织同时暴露于CN-PD气雾剂15s(图1c,d)，可以区分不同脏器的脂肪含量及考察不同脏器脂肪量的正常与否。
如图1中的分图c所示，将心、肝、脾、肺、肾、肠、A549肿瘤组织和脂肪组织同时暴露于CN-PD气雾剂(10μM)15s后，分别静置0.5、1、2、5、10min进行离体显像。显像结果如图1中的分图d所示，心、肝、脾、肺、肾、肠、A549肿瘤组织和脂肪组织的离体荧光强度随着静置时间的延长而增强，静置5min后趋于稳定。且各个器官和组织的离体荧光强度不同，脂肪组织的离体荧光强度最强，脾的离体荧光强度最弱。
试验例2
发明人选择ApoE基因缺陷的C57BL/6小鼠进行左颈动脉结扎和高脂饮食以模拟动脉粥样硬化模型(如图2中的分图a1所示)。动脉粥样硬化是在动脉内层形成的斑块，它可以阻断血流并导致血栓形成(如图2中的分图a2所示，分图a2从上至下依次是，正常、动脉粥样硬化、形成血栓)。在动脉内膜切除术中，外科医生需要直接观察暴露的动脉，以便于原位给药。发明人通过使用振动筛改进了原位喷涂，使CN-PD气雾剂进行快速且均匀的斑块成像(如图2中的分图a3所示)。
油红O和H&E染色用于测试动脉粥样硬化模型的成功建立，如图2中的分图b所示。分图b中，上图为未进行左颈动脉结扎和高脂饮食的空白对照组，下图为进行左颈动脉结扎和高脂饮食的试验组。
在小鼠中进行动脉粥样硬化术中成像的过程如图2中的分图c所示。造模后，暴露左颈动脉，喷CN-PD气雾剂15s。
如图2中的分图d显示，上面一行为未进行左颈动脉结扎和高脂饮食的空白对照组，下面一行为进行左颈动脉结扎和高脂饮食的试验组。两组均喷涂CN-PD气雾剂。从下行的试验组可以看出，在等待5分钟后，在颈动脉中观察到稳定且清晰的斑块(Plaque)，而空白对照组未出现荧光反应。这种斑块成像可以持续2小时以上，这使得医生有足够的时间进行手术。如果操作时间延长，荧光减弱，可反复喷洒探头，快速恢复成像。动脉上直径为0.5mm的斑块清晰可见(如图2中的分图e所示)。成像5min和2h后，斑块组织和正常血管组织的荧光信号比(P/N)分别为4.8％和5.6％(如图2中的分图f所示)，这表明荧光信号的信噪比很高。取动脉荧光部分进行切片分析，明显观察到，荧光染色的动脉粥样硬化斑块(如图2中的分图g所示)。
以上结果证实了术中原位喷雾法能快速、准确地对手术过程中的动脉粥样硬化斑块进行成像，以辅助动脉内膜切除术。
以上所述，仅为本发明较佳的实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种原位喷雾法在动脉粥样硬化术中成像的应用，其特征在于：将特异性探针溶于溶剂中配制成探针母液，并使用生理盐水稀释至1～100μM，将稀释后的探针药液加入雾化器中，对着手术暴露出的动脉粥样硬化的血管连续喷雾10～120秒，之后静置2～10分钟，利用荧光活体成像系统进行图像采集与观察。
2.根据权利要求1所述的原位喷雾法在动脉粥样硬化术中成像的应用，其特征在于：所述特异性探针的结构式为
3.根据权利要求1所述的原位喷雾法在动脉粥样硬化术中成像的应用，其特征在于：所述溶剂为DMSO、乙酸乙酯、乙醇、DMF或DCM。
4.根据权利要求1所述的原位喷雾法在动脉粥样硬化术中成像的应用，其特征在于：所述探针母液的浓度为1mM，并使用生理盐水稀释至10μM。
5.根据权利要求1所述的原位喷雾法在动脉粥样硬化术中成像的应用，其特征在于：所述连续喷雾的时间为15秒，之后静置的时间为5分钟。
6.根据权利要求1所述的原位喷雾法在动脉粥样硬化术中成像的应用，其特征在于：所述雾化器的输出端采用振动筛输出雾化的探针药液。
7.根据权利要求6所述的原位喷雾法在动脉粥样硬化术中成像的应用，其特征在于：所述振动筛的筛网目数为100～500目。
8.一种原位喷雾法，其特征在于，包括以下步骤：将特异性探针溶于溶剂中配制成探针母液，并使用生理盐水稀释至1～100μM，将稀释后的探针药液加入雾化器中，对着人体器官或组织连续喷雾10～120秒，之后静置2～30分钟；
所述特异性探针的结构式为
9.根据权利要求8所述的原位喷雾法，其特征在于，所述溶剂为DMSO、乙酸乙酯、乙醇、DMF或DCM。
10.根据权利要求8或9所述的原位喷雾法，其特征在于，所述雾化器的输出端采用振动筛输出雾化的探针药液，所述振动筛的筛网目数为100～500目。
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2021
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