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一种基于水溶性试剂的快速组织透明化的处理方法及其应用

成果类型:: 发明专利

发布时间: 2023-10-16 15:23:49

科技成果产业化落地方案
方案提交机构:成果发布人| 王正伦 | 2023-10-16 15:23:49

一种基于水溶性试剂的快速组织透明化的处理方法,其特征在于:所述处理方法包括如下步骤:

S1、将经多聚甲醛固定过的组织放入组织膨胀处理剂中充分浸泡使其疏松膨胀,去除脂质;所述组织膨胀处理剂的组份包括间苯二甲胺和山梨醇,其余为水;所述间苯二甲胺、山梨醇的质量浓度分别为5%-20%、5%-15%;

S2、将步骤S1所得组织放入组织收缩剂中处理,使其由膨胀状态收缩回原始状态,并获得初步的透明效果;所述组织收缩剂的组份包括间苯二甲胺、山梨醇和磷酸盐缓冲液;组织收缩剂中间苯二甲胺、山梨醇的质量浓度分别为20%-40%、15%-30%,所述磷酸盐缓冲液的浓度为0.01M-0.05M;

S3、将步骤S2所得组织放入折射率匹配剂中浸泡,得到折射率相对均一的高度透明化的组织;所述折射率匹配剂的组份包括间苯二甲胺和山梨醇,其余为水;所述折射率匹配剂中间苯二甲胺、山梨醇的质量浓度分别为40%-60%、35%-50%。

本发明提供了一种基于水溶性试剂的快速组织透明化的处理方法及其应用,所述处理方法包括如下步骤:将经多聚甲醛固定过的组织放入组织膨胀处理剂中充分浸泡使其疏松膨胀,去除脂质;将组织膨胀处理剂充分浸泡过的组织放入组织收缩剂中,使其由膨胀状态收缩回原始状态,并获得初步的透明效果;将在组织收缩剂中充分处理的组织放入折射率匹配试剂进行浸泡,最终得到折射率相对均一的高度透明化的组织。经本发明处理后的组织变得高度透明,可以用于组织整体三维荧光成像中,实现对全脑神经网和器官血管网结构进行三维高分辨成像。

生物组织的整体高分辨成像可以为生命科学的研究提供完整、精细的三维组织结构信息,从而更好地理解组织网络结构与功能的关系。基于传统组织切片技术获取三维结构,费时费力,且易导致结构信息的丢失,图像重建难度大。近年来,多种荧光标记技术及显微成像技术的结合为获取组织的三维结构信息提供了全新思路。然而,生物组织的高散射特性使得光学成像技术在生物组织中的成像深度有限,无法满足大块组织的成像需求,如激光共聚焦显微镜的深度约为50-100μm,双光子显微镜的成像深度也仅有500-800μm,组织光透明技术的出现为大组织三维结构的整体成像提供了重要方法。组织光透明技术即通过向组织中引入高渗、高折射率的化学试剂,提高组织中各成分间折射率匹配程度,降低组织的散射,使组织变得“透明”,从而提升光学显微镜的成像深度。近年来,组织光透明的发展吸引了众多神经科学家的关注与参与,不断有新的光透明方法被提出。其中基于水溶性试剂的方法以其对荧光信号的较好保持和对样本形变的有效控制,受到生命学家的青睐。然而,基于水溶性试剂的方法透明速度缓慢,往往需要数周甚至数月的时间来实施组织透明,并且透明效果有限。这种缺点极大的限制了目前光透明方法在生命科学研究中的应用。

华中科技大学(Huazhong University of Science and Technology),简称华中大、华科大 ,位于湖北省武汉市,是中华人民共和国教育部直属的综合性研究型全国重点大学、位列国家“双一流”“985工程”“211工程”、入选“强基计划”“111计划”、卓越工程师教育培养计划、卓越医生教育培养计划、国家大学生创新性实验计划、国家级大学生创新创业训练计划、国家建设高水平大学公派研究生项目、国家级新工科研究与实践项目、基础学科拔尖学生培养计划2.0,是学位授权自主审核单位、全国深化创新创业教育改革示范高校、一流网络安全学院建设示范项目高校、中国政府奖学金来华留学生接收院校、教育部来华留学示范基地,为中欧工程教育平台成员和医学“双一流”建设联盟 、国际应用科技开发协作网 、全球能源互联网大学联盟成员。

本发明处理方法具有如下优点:(i)简单稳定;(ii)足够透明,使用光片照明荧光显微镜可以实现对全脑神经网以及血管网结构进行三维高分辨成像;(iii)透明时间短、透明速度快;(iiii)无显著形变。

本专利成果采用技术转让,技术入股,技术合作等成果转化方式,希望进一步实现该专利的有益效果,有兴趣皆可面议。