用于诊断成像的量子点的制作方法

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用于诊断成像的量子点的制作方法
【专利说明】用于诊断成像的量子点
[000。 背景 1.发明领域。
[0002] 本发明设及用于医学应用的诊断成像,并且更特别地,设及量子点(QDs)用于诊 断成像的应用。
[0003] 2.巧巧报据37CFR1. 97巧1. 98公开的信息的巧关巧术的描沐。
[0004] 对于影响小肠的病况的检测,现有技术中已知多种诊断成像技术。用于诊断影响 小肠的疾病的现有技术包括在内部窥探肠的内窥镜技术和放射性成像技术。现有的成像技 术的性质和局限性通常取决于小肠内炎症的位置和程度。
[000引 内窥镜技术
[0006] 常规的内窥镜技术可W用'上GI内窥镜检查术'或'胃镜检查术'来显现上胃肠 (GI)道(食道、胃和十二指肠)并且用'结肠镜检查术'来显现下部肠(结肠和回肠末端)。 该方法的优点包括可W采集活组织检查样品,然而,存在大面积不能被窥探的小肠,即,空 肠和近端回肠。此外,所述方法是侵入性的,并且令患者不舒服,通常需要镇静。
[0007] 已经开发了窥探和活组织检查整个小肠的较长的内窥镜,包括'推进式内窥镜检 查(pushendoscopy)'和'双气囊肠镜检查(double-balloonenteroscopy)'技术。然而, 运些诊断方法不是广泛可用的,并且由于其需要长时间的镇静(多至约=个小时),因此是 不利的。
[0008] 胶囊内窥镜(Capsuleendoscopy)是最近用于完整小肠成像的技术。例如, PillCamSB(Given衝Iamging)录像胶囊具有大维生素胶囊(Ilmmx26mm)的尺寸,患者 将其吞下,在八小时期间拍摄50, 000张图像。图像记录在穿戴在患者腰部的传感器腰带 上。所述方法的优点包括:其是非侵入性的;胶囊设计成经消化系统行进,并且随大便排泄 出来。然而,当存在肠结构化(Struc化ring)时,可能发生并发症,在该情形中,胶囊可能被 卡住,并且可能需要手术移除。因此,所述技术不适用于所有的患者。可W施用探路胶囊 (patencycapsule)来鉴定具有胶囊滞留风险的那些患者。另一个缺点是,胶囊内窥镜检查 不能提供组织学信息。由此,存在对确定在胶囊内窥镜检查期间观察到的异常的潜在原因 的方法的需要,来作为常规内窥镜检查中的活组织检查的备选方案。
[000引放射性成像技术
[0010] 放射性成像技术可W用来研究小肠中的结构异常,然而,其不能提供组织学信息, 因此,其诊断价值是有限的。成像技术的选择可能取决于患者的症状、之前对放射的暴露和 成像资源的可用性。
[0011] 超声扫描是容易使用的成像技术,其在妊娠过程中使用是安全的。虽然腹部超声 可W用来淘汰能够引起腹部疼痛,例如,肝脏和肾脏问题,胆结石等的可能的其他诊断,其 在小肠成像中的应用是有限的。熟练的放射科医生可能能够使用超声来区分由活动性炎症 引起的结构化(structuring)和由于癒痕组织引起的结构化,然而其诊断潜力是有限的。
[0012] 平腹X-射线成像(Plain油dominalX-rayimaging)也容易使用。其在肠成像 中的应用非常有限,但是其可W用来显示梗阻(医学紧急症)的区域。为了有效对小肠成 像,必须施用造影剂。领追踪检查使用硫酸领(其是一种在X射线上显示为白色的无毒、不 透射线的化合物),从而对小肠成像。患者饮用硫酸领制剂,然后当造影剂通过肠时,定期进 行X射线照射。当领到达小肠末端时,使用便捷式X射线机来实时追踪领的通过。可W要 求患者改变姿势,并且可W使用工具挤压腹部,W尝试分开邻近的肠回路。所述技术的缺点 包括:其是漫长的过程,其使患者经受延长时期的放射(典型地,射线剂量等价于100次平 腹X-射线的剂量,或一年的背景放射暴露的剂量)。硫酸领饮用起来可能是味道差的。此 夕b在具有低体重指数(运是小肠疾病的显著特征)的患者中,可能难W充分挤压腹部W区 分肠回路,运使得该技术成为多余的。
[0013] 计算机体层检查(CT)扫描利用X射线来提供腹部,包括小肠的横截面图像。更快 速的获取时间可W提供比由磁共振成像(MRI)扫描获得的那些图像清楚得多的图像。然 而,该技术使得患者暴露于高剂量的电离福射。
[0014] 标记的白血细胞扫描研究体内白血细胞的聚集,W定位炎症部位。采集患者的血 液样品,然后通过离屯、提取白细胞,并且用放射性同位素""Tc标记。将所述白血细胞注射 回所述患者的血液中,然后定期用丫照相机扫描患者,W评估白细胞是否聚集在身体的特 定部分;运可W指示炎症的位置。由于在标记的白血细胞扫描中癒痕不显现,因此,该技术 还用于区分活动性炎症和由癒痕组织引起的症状。然而,该技术不区分不同的炎症原因,例 如,感染或自身免疫,因此,其诊断益处是有限的。由于高水平暴露于放射,并且随着诸如磁 共振成像(MRI)扫描的技术的改进,现在,肠胃科医生很少需要标记的白血细胞扫描。
[001引最近MRI扫描中的进展已经使得其成为诊断小肠病况中最突出的技术。由于其使 用无线电波,非电离福射,因此,其对于妊娠过程中W及患者之前已经暴露于高剂量的福射 的情形中的应用是安全的。该技术应用强效的磁体,在体内诱导顺磁核,例如,水分子,沿着 磁场排列,而射频电流产生电磁场W系统地改变磁场的方向。取决于其所位于的组织,水分 子W不同的速率弛豫(relax)至其平衡位置。可W静脉内和/或口服施用造影剂,W改变水 分子的弛豫时间。因此,该技术可W用来区分炎症的不同组织类型和部位。然而,腹部成像 的一个挑战是肠壁中的肌肉不断地收缩,与获取时间短得多的CT扫描的图像清楚度相比, 运可能降低图像清楚度。可W施用肌肉松弛药来减轻该问题。然而,MRI不适合用于所有 的患者;由于扫描仪使用强磁体,携带有金属钉或板等的患者和可能已经不注意地摄入金 属碎片的金属工作者不应该进行扫描。此外,口服造影剂可能需要患者饮用数升流体,如果 他们患有呕吐症状的肠梗阻,运可能是不可行的。对于患有幽闭恐怖症(claustro地obia) 的患者,MRI扫描可能是禁忌的。
[0016] 总之,小肠诊断技术的大量选择是可用的,然而,仅有少量能够观察肠中的微观变 化,从而准确区分炎症的不同原因。在可用的运些中,仅推进式或双气囊肠镜检查技术具有 窥探完整的小肠的潜力,它们是不广泛可用并且需要延长的镇静时间的方法。因此,对于能 够对完整小肠成像,同时区分不同的医学病况的最小侵入性成像技术存在需求。本文描述 解决现有的小肠成像技术的一些缺点的方法,所述方法使用量子点,使得肉眼可观察到组 织中的微观变化,提供了使用非侵入性内窥镜方法进行诊断的潜力。
[0017] 近年来,诊断成像技术已经变得更加先进,并且对患者较少侵入性或较少潜在 有害。对于小肠成像,胶囊内窥镜检查已经成为常规应用,W产生常规内窥镜不能到达 的肠部分的图像。其可W用于观察宏观的粘膜变化,诸如糜烂和溃瘍,W及恶性肿瘤(malignancies)和出血部位。即使如此,由于其不能提供通常区分具有相似的宏观表现的 病状所必需的组织学数据,其诊断价值是有限的。
[0018] 例如,局限性肠炎(化Ohn'Sdisease)是可能在消化道的任意部分引起炎症、 导致吸收不良和营养不良的慢性病况。并发症可能引起结构化(structuring),脈肿形 成,穿孔和擾。当影响小肠时,其通常存在于回肠末端,但是局部化的炎症斑块能够出现 在沿着胃肠道的长度任何位置。为了证实局限性肠炎的诊断,需要活组织检查受影响区 域,来观察肠粘膜和更深层组织的微观组织学变化,如肉芽肿溃瘍和W隐窝为中屯、的炎 症(UTpt-centredinflammation)。由于其他病况,诸如其他自身免疫性病症(贝切特 病(Behsersdisease),溃瘍性空肠炎(ulcerativejejunitis),狼疮性肠炎(lupus enteritis))、感染(胃肠结核(gastrointestinal1:ube;r州losis),小肠结肠炎耶尔森菌 (Yersiniaenterocolitica))和非酱醇抗炎药的使用可能导致相似的宏观表现,但是不 正确的治疗可能潜在地具有致命性的后果,因此,运需要确定溃瘍的准确原因。然而,远至 十二指肠近至回肠-盲肠区的小肠的活组织检查是具有挑战性的,原因在于运位于标准内 窥镜的范围之外。诸如推进式内窥镜检查和双气囊肠镜检查的技术可W潜在地窥探并且活 组织检查整个小肠,但是仅在专家中屯、可用,并且,由于它们被认为需要持久的镇静的令人 不舒服的方法,其不常规使用。
[0019] 用于诊断成像的量子点
[0020] 量子点(QDs)是典型具有2 - 10皿的直径的半导体材料的纳米颗粒。QDs展示出 量子限域效应(quantumconfinementeffect),W使其半导体带隙由粒度决定;当纳米颗 粒直径减小时,带隙增加。当光子福照时,QDs下转换光,在由纳米尺寸决定的波长(颜色) 发出巧光。由此,可W通过操作粒度来"调整"给定半导体材料的量子点的光致发光。已知 在电磁谱可见区的光致发光用于一些量子点材料,包括基于II-VI半导体(诸如CdSe)和 III-V半导体(包括In巧的那些。
[0021]QDs可W在胶体溶液中制备,W产生具有用有机配体纯化("覆盖的(capped)") 表面的纳米颗粒。所述表面配体促进QDs的处理,例如,进入到溶液中。已经开发了改性 QDs的表面纯化使其与水性系统相容的技术。QDs的一种潜在的应用是体内诊断成像。
[0022] 在现有技术中胶囊内窥镜检查
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