使用碳纳米管的组进行成像的制作方法

使用碳纳米管的组进行成像的制作方法
【专利摘要】一种成像方法使用多组碳纳米管。在组内，碳纳米管携带针对相应受体的标记，所述相应受体对于所述组是特异性的，并且碳纳米管具有几何形状，其通过例如手性数量来表征，所述手性数量产生对于所述组特异性的波长处的电磁吸收峰值。通过大体在多个组的吸收峰值的波长处（例如彼此时间多路复用地）将电磁辐射发射到主体，并且探测例如对发射的电磁辐射的吸收的响应的超声，从而形成图像。形成作为针对不同波长，在主体中的位置的函数的电磁吸收的不同图像。
【专利说明】使用碳纳米管的组进行成像
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种使用碳纳米管的组的成像方法和系统、用于成像的造影剂结合体以及用于形成造影剂的一套部件。
【背景技术】
[0002]US专利号7，500，953描述了用于光声成像的造影剂。光声成像涉及通过具有光脉冲的照射在材料的主体中激励声(超声)波。光脉冲引起位置相关的加热，作为局部光吸收性能的函数。继而，这导致对具有取决于位置的激励幅度的声波的激励。在所述波已经穿过主体之后，探测作为时间和位置的函数的声幅度，并且由此重建作为位置的函数的吸收的图像。
[0003]US7, 500, 953描述了使用纳米粒子作为造影剂，用于从光脉冲吸收能量。基于尺寸或形状选择纳米粒子，使得其被调谐为照射光的相同波长。例如，选择的纳米粒子被应用至患者，其后通过使用在纳米粒子的波长处的光的脉冲的光声成像能够获得纳米粒子遍布在患者身体内的分布图像。US7，500，953描述了可能的纳米粒子的宽范围，包含任何金属、金属合金、或金属和非金属的组合。提到了金、银、钯和钼以及碳纳米管，并且可以利用水、氮、氩、或氖、水凝胶、以及有机物质填充粒子。
[0004]US7，500，953描述了该技术的多种其他实施例。一个这样的实施例涉及将纳米粒子附接至针对体内的特异性受体分子的标记。以这种方式，在受体分子存在的主体区域中将聚集纳米粒子。因此，得到的图像将示出作为位置的函数的受体分子的浓度。
[0005]在不同的实施例中，US7，500, 953通过使用具有不同的形状、结合体和大小的纳米粒子的混合物，描述了使用对两种不同的照射波长敏感的造影剂。对应于对探测低氧血液中富集的血管肿瘤尤其有用的波长，选择第一组纳米粒子的形状、结合体和大小。对应于高穿透并且尤其对肿瘤和含有缺氧血液的其他组织敏感的波长，选择第二组纳米粒子的形状、结合体和大小。利用这些不同波长获得的图像的比较提供病变组织与正常组织或异常但无害的组织之间的分化。

【发明内容】

[0006]其中，目的是提供一种可能获得更详细的图像信息的成像方法和系统以及造影剂。
[0007]提供根据权利要求1所述的成像方法。该方法使用多组碳纳米管，所述多组中的相应多个组的每个包括携带标记的碳纳米管，所述标记与在所述多组中的其他多个组中的所述碳纳米管的标记不同地或以与所述多组中的所述其他多个组中的标记的不同的标记浓度组合用于在材料的主体中的相应受体，所述多组中的相应一个组的碳纳米管具有相应的几何形状(例如相应的手性数量)，其在与所述多组中的其他多个组中的碳纳米管的几何形状对应的吸收峰值的波长不同的波长处产生针对电磁辐射的吸收峰值。例如在将来自这些组中的每个的碳纳米管的组合施予主体之后，作为碳纳米管的一个结合体，和/或通过单独地施予来自个别组的碳纳米管而实现组合的施予，以使其可以同时存在于主体中，可以应用所述方法。也可以使用已经存在于主体中的碳纳米管。碳纳米管的使用提供不同几何形状的宽范围，例如不同手性数量，其提供相当数量(至少三个或更多)的不同的碳纳米管，通过使用不同波长能够选择性地使所述碳纳米管吸收电磁辐射。
[0008]大体在所述多组的吸收峰值的波长处，彼此多路复用地将电磁辐射发射至主体。例如，发射的电磁辐射可以是波长在0.7-1.1微米范围内的红外辐射，但还能够使用其他波长。例如，通过时分多路复用可以多路复用波长，在不同时间点发射不同波长的电磁辐射，但还可以使用其他多路复用技术，诸如调制频率多路复用。
[0009]例如以超声的形式探测对发射的电磁辐射的吸收的响应。除此以外能够使用其他响应，诸如非弹性散射辐射(例如，拉曼光谱)。
[0010]从探测到的对辐射的响应中可以形成作为主体中的位置的函数的一幅或多幅吸收图像。当电磁辐射是可见光，并且探测到作为时间函数的超声幅度时，所述一幅或多幅图像将是光声图像，但利用其他波长处的电磁辐射，可以使用类似的图像形成技术。
[0011]针对多个波长的相应多个波长，可以形成多幅图像，每幅图像来自在波长的相应一个波长处对电磁辐射的吸收的响应。当不同组的碳纳米管携带相互不同的标记时，每幅图像示出不同标记的结合的效应。可以组合这些图像，以形成针对所述多组中的选定的多个组的组合图像。通过组合针对波长的选定组合的探测以及形成来自组合的探测的图像，可以直接形成针对波长的选定组合的组合图像，而不具有来自个别波长的图像。即使所述组碳纳米管含有具有相互不同的标记的碳纳米管，所述标记与不同组中的碳纳米管的标记相同，然而，与其他组中的浓 度组合相比，在携带不同标记的碳纳米管的浓度组合中的差异仍然可以提供具有不同信息的图像。
[0012]在实施例中，在所述多组中的至少一组的波长处发射脉冲，其与用于成像的电磁辐射相比具有更高能量。更高能量的脉冲可以用于从碳纳米管中分离标记。在添加其他纳米管之前，这能够用作“复位”，或作为触发器用于测量时间相关的响应。
[0013]在实施例中，使用碳纳米管的另外组，其类似于具有标记的碳纳米管的组，代替标记或除标记之外，还具有可释放物质，诸如药物。在另外组中的碳纳米管可以具有与在前述组中的那些相同的关联吸收波长或不同吸收波长。通过大体在另外组中的选定的一个或多个组的吸收峰值的波长处将电磁辐射发射到主体，其可以用于触发选定的物质的释放。由此，例如，在成像之后可以立即应用基于图像选定的处置。
【专利附图】

【附图说明】
[0014]参考以下附图，通过对示范性实施例的描述，这些和其他目的以及有优势的方面将变得显而易见。
[0015]图1示出了一种成像系统。
【具体实施方式】
[0016]图1示出了一种成像系统，其包括电磁辐射源10、超声接收器12阵列、处理系统14和图像显示设备16。处理系统14被耦合到电磁辐射源10、超声接收器12和图像显示设备16。所述成像系统也可以包括造影剂供应设备18，其任选地配备被耦合到处理系统14的控制输入部。
[0017]在操作中，电磁辐射源10和超声接收器12阵列对准含有造影剂的材料19的主体。例如，可以将造影剂从造影剂供应设备18供应至主体19。处理系统14导致电磁辐射源10在多个连续不同波长处向主体19发出电磁辐射的脉冲。例如，可以在已经停止供应造影剂之后完成该过程。例如，可以使用波长在0.7-1.1微米范围内的红外辐射。超声接收器12接收来自主体19的超声，并且将得到的探测信号供应至处理系统14。
[0018]处理系统14使用探测到的信号来计算主体19的电磁声(例如光声)图像，每幅图像针对波长的相应一个，例如，针对脉冲的相应一个。优选地，至少三个不同波长用于分别计算至少三幅图像。计算光声图像的方法本身是已知的。针对每个波长，脉冲引起接收具有时间相关幅度的超声。关于脉冲在相应时间延迟接收到的幅度对应于与接收幅度的超声接收器12相对的相应虚拟表面中的脉冲吸收。不同位置处的超声接收器12定义不同的(交叉)虚拟表面。例如借助于反投影，通过组合由超声接收器12在不同位置处接收到的幅度能够重建吸收的完全位置相关性。
[0019]任选地，在相同波长处的多个脉冲可以用于形成图像。例如，可以将利用不同脉冲获得的结果取平均数，以提高信噪比。另外，在不同脉冲之间可以改变超声接收器12的位置，以便探测在更多位置处的超声响应。而且，可以执行扫描，其中，电磁辐射源10在主体19的不同虚拟表面中连续集聚脉冲的能量，以帮助求解出吸收的位置相关性。
[0020]当在相同波长处的多个脉冲可以用于形成图像时，这些脉冲可以与用于形成其他图像的其他波长处的脉冲交错。由此，例如，当改变超声接收器12的位置，以探测在更多位置处的超声响应时，一个波长处的脉冲可以与其他波长处的脉冲交错。由此，不需要额外的动作来执行利用在其他波长处的脉冲的测量。类似地，可以在辐射源10的扫描中的每个步骤中使用在多个波长处的连续脉冲。
[0021]在实施例中，处理系统14可以被配置为使针对个别波长(例如至少三个不同波长)的探测到的图像得到显示。所述图像可以被存储在存储设备(未示出)中。在另一实施例中，处理系统14将针对相应不同波长的探测到的图像组合为组合图像，并且使图像显示设备16显示所述组合图像。通过添加针对个别波长的图像、为针对个别波长的图像设置阈值(像素值是否在阈值以上确定是/否值)以及执行结果中的逻辑操作、将针对个别波长的图像分割为片段(其中，具有相似值的像素总是在不大于彼此的最大距离)并且组合这些片段(取横截面、交叉点等)，可以实现在至少三个不同波长处组合的组合图像。
[0022]造影剂包括具有附接标记的碳纳米管，所述碳纳米管选择性地结合到在主体19中的特异性反射器。如本身已知，碳纳米管能够被认为从石墨片折叠中产生，其是六边碳环的平面晶格结构，如铁丝网。由沿着纳米管的一个循环的晶格的相应单位向量的整数n、m的组合(n，m)表示这样的纳米管的手性向量Ch。已经发现，碳纳米管具有在频率(波长)处针对电磁辐射的尖锐的电磁吸收峰值，取决于数字n、m所述频率(波长)不同。能够使用单壁和/或双壁碳纳米管。
[0023]造影剂包括多组碳纳米管的混合物。在每个组中的碳纳米管都具有与该组关联的手性向量(n，m)。与不同组关联的手性向量彼此不同。不同组的碳纳米管具有在相互不同频率处的吸收峰值。使用具有不同手性向量的碳纳米管使其可能实现具有相互不同的关联波长、但是具有类似尺寸、形状和大小的相当数量(至少三个)的组。能够实现IOOnm的吸收波长带宽。
[0024]而且，每个组与相应的标记分子关联，所述标记分子选择性地结合到主体19中的对应受体。在组中的纳米管携带与组关联的标记分子。不同组与不同标记关联。任选地，所述多个组中的至少一组不与任何标记关联，该组中的纳米管不携带标记分子。
[0025]所述标记可以包括
[0026]-抗体，其包括单克隆抗体，例如靶向在肿瘤细胞上表达的⑶20表位的抗体和/或靶向在肿瘤环境的新生血管中存在的生长因子诸如VEGF、FGF、HGF的抗体
[0027]-肽类，例如RGD(精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸)肽类
[0028]-维生素，例如叶酸，其结合到由许多肿瘤表达的叶酸受体。
[0029]-适配体，例如寡核苷酸链
[0030]由Nadine Wong Shi Kam 等人在 PNAS Voll02No33,第 11600-11605 页发表的标题为“Carbon nanotubes as multifunctional biological transportersand near-1nfrared agents for selective cancer cell destruction，，的文章中和由 Lara Lacerda、Simona Raffab> Maurizio Pratoc、Alberto Biancod、KostasKostarelosa 在 Nanotoday Volume2, Number6A,第 38-43 页，2007 年 12 月上发表的标题为“Cell-penetrating CNTs for delivery of therapeutics”的文章中描述了这些标记附接到碳纳米管(功能化)本身。Kam (2005)公开了具有一半叶酸的SWNT (单壁碳纳米管)的功能化、在标有叶酸受体肿瘤标记的细胞内的SWNT的选择性内化。Kang (2008)公开了在细胞表面过表达叶酸受体的Hep G2细胞内的叶酸共轭纳米管的摄取。最近，McDevitt等已经报道了对具有作为靶向配体使用的单克隆抗体的CNTs的连续多个衍生化。队列重建的CNT抗体共轭，以特异性地靶向人类伯基特淋巴瘤细胞上的CD20表位。
[0031]如在US专利号7，500，953中，标记能够是氨基酸、肽类、寡肽、多肽、蛋白质、抗体、抗体片段、激素、激素类似物、糖蛋白、凝集素、糖、糖类(包含单糖和多糖)、碳水化合物、维生素、类固醇、类固醇类似物、激素、辅因子以及基因材料(包括核苷、核甘酸、核苷酸酸结构和多核苷酸以及这些材料的衍生物)。
[0032]在US2008/227687中本身也公开了标记附接至碳纳米管。基本上，可以通过混合具有相同几何形状和手性矢量的碳纳米管与含有特异性类型的标记分子的溶液来形成碳纳米管的组。随后，可以混合具有附接的标记的不同组的纳米管，并且将其供应至主体19，或供应至主体19使其在主体19中混合。
[0033]例如，通过吞咽和/或吸入、和/或通过皮下和/或静脉注射和/或用于以较慢速率(滴下)施予的设备可以向人体或动物口服施予多组纳米管。
[0034]来自电磁辐射源10的不同多个脉冲的波长每个大体等于所述多个组中的相应不同一组的碳纳米管的吸收峰值的波长(即，如果其恰好不在峰值处，在其到距离峰值位置处，所述吸收不少于由在峰值处的碳纳米管组导致的吸收的四分之一并且优选不少于一半)。优选使用至少三个不同波长，其大体在三种不同类型的碳纳米管的峰值处。
[0035]例如，电磁辐射源10可以包括被调谐到这些波长的不同多个波长的激光组，或与一个或更多单色光源组合的宽带脉冲源，所述单色光源被调谐到所述多个组的相应不同多个组的碳纳米管的吸收峰值的波长。例如从坚浦绘图(Kataura plots)本身已知具有不同手性数量的碳纳米管的吸 收波长。吸收波长也可以微弱地取决于碳纳米管的环境。在实施例中，通过利用在多个稍微不同波长处的测试信号(包含基于估计或先验经验数据的一个)最初照射主体19、选择这些多个波长中的一个波长(其中，接收到的信号是最强的)以及使用选择的波长以激励超声波，从所述超声波中形成所述图像，从而接收到的是优化信号。
[0036]由于通过在不同波长处利用电磁脉冲进行激励来获得图像，通过碳纳米管的相应组来吸收每个波长，不同的图像示出具有不同标记的碳纳米管的浓度。
[0037]在一个实施例中，首先应用具有不同组的混合物的造影剂，并且停止应用。停止后，观察等待周期，所述等待周期对造影剂来说足够长，以到达主体19中的靶区域，并且在标记未被结合到靶区域中的受体时离开靶区域。在该等待周期后，应用所述脉冲。因此，得到的图像将示出具有被结合到受体的标记的碳纳米管的浓度。
[0038]在另一实施例中，在应用脉冲期间，可以不断地应用具有不同组的混合物的造影剂。因此，得到的图像将示出在每个波长处的碳纳米管，但是在这些碳纳米管被结合到受体的区域中碳纳米管的选定的一个或多个组的浓度增加。在这个实施例中，可以使用差分图像，例如每个使用在具有相应标记的碳纳米管的相应组的波长处形成的图像与利用在无标记的碳纳米管的组的波长处的脉冲形成的图像之间的差异。备选地，可以采用在使用在碳纳米管的不同组(每个具有不同标记)的波长处的脉冲形成的图像之间的差异。
[0039]首先混合单独溶液的选择可以实现造影剂的混合物，所述单独溶液每个含有仅仅由碳纳米管携带的标记，所述碳纳米管吸收与在其他溶液中携带标记的碳纳米管的吸收峰值不同的吸收峰值中的电磁辐射。这个混合的结果可以被馈送至主体19。备选地，通过相对时间单独地将溶液应用至主体19，可以应用混合，使得来自不同溶液的碳纳米管将同时存在于主体19中。一组溶液形成一套部件，能够从所述一套部件中组成所述混合物。
[0040]可以以不同方式使用所述图像。例如，所述图像可以用于区别图像区域，在所述图像区域中，多组碳纳米管被结合到多个预定受体类型的受体。作为另一范例，所述图像可以用于区别图像区域，在所述图像区域中，多组碳纳米管被结合到第一预定受体类型(或任选地第一多个预定受体类型)的受体，但未被结合到第二预定受体类型(或任选地第二多个预定受体类型)的受体。
[0041]尽管已经描述了形成图像的实施例，如果未显示所述图像，对于全部碳纳米管的组，应当认识到，在形成图像前可以组合针对不同波长的替代探测结果，使得仅仅形成组合图像。例如，可以加和/或减相对于在不同波长处的电磁辐射的脉冲的对应延迟的探测到的超声幅度，并且从经过加和/或减的图像中可以形成所述图像。由此，例如，可以计算针对选定的组的总和的图像。
[0042]可以例如取决于由操作员通过处理系统14接收的选择来显示针对个别组获得的图像。备选地，例如通过使用针对在组合图像的不同颜色通道中的个别组获得的图像，或使用在组合图像中针对不同组获得的图像之间的差异，或仅仅示出与第一组组合的图像的图像部分，可以基于针对第一组获得的图像的组合，其中第二组获得的图像值在阈值以上，或在阈值以下等，从而生成并且显示图像。
`[0043]如果提高脉冲的幅度和/或延长其持续时间，这可以导致吸收如此多的能量，使得标记将从碳纳米管分离。通常，能量与持续时间和幅度平方的乘积成正比。通过发射具有脉冲幅度和持续时间的不同组合的测试脉冲能够容易地确定在其中发生的能量、或幅度和持续时间的组合，接着使用具有较低脉冲幅度和持续时间的脉冲进行成像。在这种情况下，通过测试脉冲已经从其标记分离的碳纳米管将离开主体19的区域，在该区域，其被结合到受体，或在该区域，其将已经被结合。通过比较在具有不同能量、或幅度和持续时间的组合的测试脉冲后获得的图像，在碳纳米管的浓度中的相对差异减少能够用于确定阈值能量，在所述阈值能量处分离不多于碳纳米管的预定部分。在实施例中，利用具有低于该阈值的能量的脉冲执行成像。这使其可能执行测量的时间序列，所述测量的所述时间序列不受到分离的显著影响。例如，如果针对一组碳纳米管仅仅需要一幅图像或在时间上相近的多幅图像，但当然可以使用较高的能量。[0044]在实施例中，在一组碳纳米管的波长处的脉冲可以被发射至主体19，以有意地从碳纳米管分离标记，所述脉冲具有高于使用该组用于成像的脉冲的能量。例如，在使用在该波长处更低的能量脉冲获得一幅或多幅图像前，可以发射该较高能量脉冲。较高能量脉冲可以具有至少两倍并且优选至少十倍的用于成像的脉冲的能量。在使用所述组的稍后供应的碳纳米管获得图像之前，这可以用作“复位”，以促进碳纳米管的移除。在另一实施例中，通过测量利用在该波长处的脉冲获得的图像中的暂时改变，其可以用于确定释放率。在实施例中，较高能量脉冲可以包括在与多个组关联的波长处的辐射，其分别具有针对波长中的每个的所述较高的能量。
[0045]在又一实施例中，包含或被附接至药物的碳纳米管的多个另外组可以被供应至主体19。从US2008193490本身已知这样的碳纳米管。在目前情况下，使用多个不同药物，每个由碳纳米管不同的另外组供应。能够作为药物添加的可能物质的范例是小分子药物(包括抗肿瘤药物)、质粒DNA、短干扰RNA (siRNA)、核苷酸序列和肽序列。每个这样的另外组具有相应的关联波长和关联药物。在另外组中的碳纳米管具有在另外组的关联波长处的吸收峰值。不同的另外组具有不同的关联波长和不同的关联药物。
[0046]在操作中，通过大体在与另外组关联的波长处发射高能量脉冲来调停选定的药物的释放。可以试验性地确定要求高能量的最小值。这使其可能向患者应用多个药物，并且在供应多个药物后选择这些药物中的一个或更多个用于释放。当碳纳米管的另外组同时存在于主体19时，例如在同时供应所述另外组后，利用具有不同标记的多组碳纳米管获得的图像可以用于选择应当通过使用高能量脉冲释放的药物中的哪个或哪些个。而且，所述图像可以用于选择在主体的区域，在主体的所述区域中，应当聚集高能量脉冲的能量，其他区域接收较少能量。由此，位置相关的释放是可能的。
[0047]在又一实施例中，所述多组和另外多组可以叠合，即，与波长关联的碳纳米管的组可以含有携带标记的碳纳米管和供应药物的碳纳米管。相同的碳纳米管可以携带标记和药物，或与相同波长关联的不同碳纳米管可以相应地携带标记和药物。以这种方式，组能够用于选择性成像和选择性释放。
[0048]在没有用于成像的多个组的应用和没有成像的情况下，也能够应用另外组。由此，提供方法，其中，使用碳纳米管的另外组，另外组中的相应多个组的每个包括携带相应不同的可释放物质的碳纳米管，另外组中的相应一个组的碳纳米管具有在与另外组中的其他多个组中的碳纳米管的手性数量对应的吸收峰值的波长不同的波长处产生针对电磁辐射的吸收峰值的相应的几何形状，所述方法包括
[0049]-与来自所述另外组中的每个组的碳纳米管的组合相组合地向所述主体施予来自所述组的每个组的碳纳米管的组合；[0050]-通过大体在所述另外组中的选定的一个或多个组的所述吸收峰值的所述波长处向所述主体发射电磁辐射，从所述另外组中的所述选定的一个或多个组中的所述碳纳米管选择性地释放所述物质。
[0051]首先混合单独溶液的选择，可以实现另外组的混合物，所述单独溶液每个含有由碳纳米管携带的可释放物质中的一个，所述碳纳米管在与其他溶液中携带标记的碳纳米管的吸收峰值不同的吸收峰值中吸收电磁辐射。这个混合的结果可以被馈送到主体19。备选地，通过相对时间单独地将溶液应用到主体19，可以应用混合物，使得来自不同溶液的碳纳米管将同时存在于主体19中。溶液的组形成一套部件，从所述一套部件中组成所述混合物。
[0052]尽管已经描述了实施例，其中，使用在红外线范围内(0.7-1.1微米的波长)的电磁辐射的脉冲，应当意识到，可以使用其他波长。例如，在微波范围的波长、深红外、光学波长等。由于具有0.7-1.1微米波长的辐射容易穿透人体，使用具有该波长的辐射是有利的。例如，可以使用具有显著长于超声或其他调制模式的周期的周期性调制幅度，代替脉冲调制电磁辐射。当使用调制电磁辐射时，在不同波长处的用于辐射的相互不同调制的使用可以用于区别不同的组。由此，代替不同波长的脉冲的时分多路复用，可以使用调制频分多路复用或码分多路复用(CDMA)。
[0053]尽管已经描述了实施例，其中，碳纳米管的每个组(即在相同波长吸收的全部碳纳米管)携带相同的标记，其特定用于组，应当意识到，组可以含有携带相互不同标记的碳纳米管。当这些标记不同于在其他组中的那些标记时，将获得有用的不同图像。事实上，携带相互不同标记的组中的碳纳米管的浓度组合不同于在其他组中的碳纳米管的浓度组合就足够了。在这种情况下，所述图像仍然能够用于提供不同信息。
[0054]例如，第一组的碳纳米管可以包含携带标记A的碳纳米管的浓度Ca (=组中的所有碳纳米管的分数)和携带标记B的碳纳米管的浓度Cb，在这个范例中，第二组的碳纳米管可以含有携带标记A的碳纳米管的浓度Ca’和携带标记B的碳纳米管的浓度Cb’，其中，Ca不等于Ca’，并且Cb不等于Cb’。在这种情况下，在第一组和第二组的波长处具有电磁辐射的照射可以导致不同图像，或由于浓度差异，至少导致以不同方式取决于受体密度的图像。这些图像提供有关对于标记A和B的受体密度的不相关信息。每个组大体含有仅仅标记的组特异性类型的碳纳米管的多个组的使用仅仅是使用不同的浓度组合的极端情况。标记的组特异性类型的使用可以提供有关受体的密度的更精确的信息。
[0055]尽管已经描述了实施例，其中，材料的主体19是人类或动物的身体，已经向其中供应碳纳米管的组的混合物，应当意识到，能够使用任意类型的主体。例如，可以使用植物作为主体，大量食物或微生物、活检(biopt)、机器或其他工业结构，其中，可以存在不同受体材料例如作为污染物等。
[0056]尽管已经描述了实施例，其中，借助于超声探测执行电磁辐射的效应的探测，应当认识到，可以使用其他探测技术。例如，可以探测来自碳纳米管的非弹性散射(拉曼)。
[0057]处理系统14可以被实现作为单一可编程计算机，或借助于多个可编程计算机实现所述处理系统14。借助于被特定设计为执行描述的函数的电路，可以实现部分或全部处理系统14。
[0058]通过研究附图、公开内容和权利要求书，本领域技术人员在实践所主张的本发明的过程中，能够理解和实现所公开实施例的其他变型。在权利要求中，“包括”一词不排除其他要素或步骤，并且不定冠词“一”或“一个”不排除复数。单个处理器或其他单元可以实现在权利要求中引用的若干项的功能。在互不相同的从属权利要求中引用的某些措施的事实不表明不能够使用这些措施的组合来获益。计算机程序可以被存储/分布在适当的介质上，诸如与其他硬件一起或作为其他硬件的一部分供应的光学存储介质或固态介质，但也可以以其他形式分布，诸如经由互联网或其他有线或无线通信系统。在权利要求中的任何参考标记不应解释为限 制范围。
【权利要求】
1.一种成像方法，其使用多组碳纳米管，所述多组中的相应多个组的每个包括携带标记的碳纳米管，所述标记用于与在所述多组中的其他多个组中的所述碳纳米管的标记不同地或以与所述多组中的所述其他多个组中的标记的不同的标记浓度组合选择性地结合到在材料的主体中的相应受体，所述多组中的所述相应一个组的所述碳纳米管具有相应的几何形状，所述相应的几何形状在与所述多组中的所述其他多个组中的所述碳纳米管的所述几何形状对应的吸收峰值的波长不同的波长处产生针对电磁辐射的吸收峰值，所述方法包括 -大体在所述多组的所述吸收峰值的所述波长处，彼此多路复用地将电磁辐射发射到所述主体； -探测对发射的电磁辐射的吸收的响应； -针对所述多个波长中的相应多个波长，形成作为在所述主体中的位置的函数的所述吸收的图像，和/或针对所述多个波长的选定的组合，形成取决于作为在所述主体中的位置的函数的所述吸收的图像。
2.根据权利要求1所述的成像方法，其中，携带所述多组中的不同多个组的所述标记的所述碳纳米管具有相互不同的手性数量。
3.根据前述权利要求中的任一项所述的成像方法，包括向所述主体施予来自所述多组中的每个组的碳纳米管的组合。
4.根据前述权利要求中的任一项所述的成像方法，其中，所述探测到的响应包括由所述发射的电磁辐射的所述吸收激励的超声波的幅度。
5.根据前述权利要求中的任一项所述的成像方法，其中，以脉冲方式发射所述电磁辐射，通过在相互不同的时间点上大体在所述多组中的相应多个组的所述碳纳米管的所述波长处发射具有电磁辐射的脉 冲来多路复用所述波长。
6.根据权利要求5所述的成像方法，包括在所述多组中的至少一组的所述波长处发射另一脉冲，其具有比所述脉冲更高的能量，通过所述脉冲，在所述多组中的所述至少一组的所述波长处至少执行对吸收的所述响应的所述探测。
7.根据前述权利要求中的任一项所述的成像方法，包括使用碳纳米管的另外组，所述另外组中的相应多个组的每个包括携带相应不同可释放物质的碳纳米管，所述另外组中的所述相应一组的所述碳纳米管具有相应的几何形状，所述相应的几何形状在与所述另外组中的其他多个组中的所述碳纳米管的所述手性数量对应的所述吸收峰值的所述波长不同的波长处产生针对电磁辐射的吸收峰值，所述方法包括 -与来自所述另外组中的每个组的碳纳米管的组合相组合地向所述主体施予来自所述组的每个组的碳纳米管的组合； -通过大体在所述另外组中的选定的一个或多个组的所述吸收峰值的所述波长处向所述主体发射电磁辐射，从所述另外组中的所述选定的一个或多个组中的所述碳纳米管选择性地释放所述物质。
8.根据权利要求7所述的成像方法，其中，携带所述另外组中的不同多个组的所述可释放物质的所述碳纳米管具有相互不同的手性数量。
9.根据权利要求7或8所述的成像方法，其中，所述可释放物质选自由小分子药物、质粒DNA、短干扰RNA (SiRNA)、核苷酸序列和肽序列组成的群组，所述小分子药物包括抗肿瘤药物。
10.根据前述权利要求中的任一项所述的成像方法，其中，所述发射的电磁辐射的所述波长在0.7和1.1微米之间。
11.根据前述权利要求中的任一项所述的成像方法，其中，所述标记包括选自由单克隆抗体、肽类、维生素、适配体组成的群组的标记。
12.—种成像系统，其包括 -电磁辐射源； -超声探测器阵列 -来自多组碳纳米管的碳纳米管的组合，所述多组中的相应多个组的每个包括携带标记的碳纳米管，所述标记用于与在所述多组中的其他多个组中的所述碳纳米管的标记不同地或以与所述多组中的所述其他多个组中的标记的不同的标记浓度组合选择性地结合到在材料的主体中的相应受体，所述多组中的所述相应一个组的所述碳纳米管具有相应的几何形状，所述相应的几何形状在与所述多组中的所述其他多个组中的所述碳纳米管的所述几何形状对应的所述吸收峰值的波长不同的波长处产生针对电磁辐射的吸收峰值， -处理系统，其被配置为使所述电磁辐射源大体在所述多组中的所述吸收峰值的所述波长处彼此多路复用地发射电磁辐射；接收来自超声探测器的探测信号；以及，响应于在所述频率的相应多个频率处对所述发射的电磁辐射的吸收，使用探测到的超声的幅度，以形成作为针对所述多个波长的相应多个波长的位置的函数的所述吸收的图像，和/或形成取决于作为针对所述多个波长的选定的组合在所述主体中的位置的函数的所述吸收的图像。
13.根据权利要求1·2所述的成像系统，其中，携带所述多组中的不同多个组的所述标记的所述碳纳米管具有相互不同的手性数量。
14.一种结合体，其包括来自多组碳纳米管的碳纳米管的组合，所述多组中的相应多个组的每个包括携带标记的碳纳米管，所述标记用于与在所述多组中的其他多个组中的所述碳纳米管的标记不同地或以与所述多组中的所述其他多个组中的标记的不同的标记浓度组合选择性地结合到在材料的主体中的相应受体，所述多组中的所述相应一个组的所述碳纳米管具有在与所述多组中的所述其他多个组中的所述碳纳米管的所述手性数量对应的所述吸收峰值的所述波长不同的波长处的针对电磁辐射的吸收峰值的相应的几何形状。
15.一套部件，其包括多种溶液，每种溶液包括携带标记的碳纳米管，所述标记用于或以相应不同的标记浓度组合选择性地结合到相应不同受体，所述多组中的所述相应一个组的所述碳纳米管具有在相应不同波长处产生针对电磁辐射的吸收峰值的相应的不同几何形状。
【文档编号】A61K49/22GK103717241SQ201280038775
【公开日】2014年4月9日 申请日期:2012年7月23日 优先权日:2011年8月9日
【发明者】B·I·拉朱, L·R·阿尔布 申请人:皇家飞利浦有限公司