一种光声成像造影剂及其应用

1.本发明涉医学检测领域，尤其涉及一种光声成像造影剂及其应用。


背景技术：

2.细菌感染是致病菌或条件致病菌侵入人体生长繁殖，产生毒素和其他代谢产物所引起的局部或者全身性感染。早期细菌感染没有明显的症状，这使得临床实践中很难针对早期细菌感染进行诊断。临床实践中通常依赖于c反应蛋白(crp)、降钙素原(pct)和白细胞计数等生物标志物的变化，这些变化通常滞后于感染的发展，缺乏特异性和感染位置分布信息。光声成像(pa)是一种基于光声效应的无创生物医学诊断技术。pa在高光学对比度和深部组织穿透方面具有优势，pa可以提供高对比度图像和准确的实时空间证据，用于诊断决策。近年来，pa在皮肤学成像、血管成像和肌肉骨骼成像等临床应用中具有巨大的潜力和快速发展。然而，目前仍缺乏用于感染诊断的pa探针。因此，迫切需要开发一类新型pa探针，该探针能够特异性地开启以响应感染微环境，并实现准确的感染早期诊断功能。


技术实现要素：

3.有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明提供一种光声成像造影剂及其应用，通过采用能释放bi
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的供体对早期细菌感染进行光声诊断。
4.本发明提供了一种光声成像造影剂，其包括bi
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供体。
5.本发明的进一步改进在于：所述bi
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供体包括铋基金属有机框架材料、枸橼酸铋钾、次水杨酸铋、果胶铋中一种或多种的组合。
6.本发明的进一步改进在于：还包括溶剂；所述溶剂包括水、pbs、细胞培养基等。
7.本发明的进一步改进在于：所述bi
3+
供体为铋基金属有机框架材料时，所述bi
3+
供体在光声成像造影剂中的浓度为0.1mg/ml～5mg/ml。
8.本发明的实施例还包括一种上述的光声成像造影剂在制备用于检测细菌感染的光声探针试剂中的应用。
9.本发明提供的方案具有以下技术效果：
10.(1)灵敏度高，可检测早期的细菌感染；
11.(2)可检测多种细菌感染，适应性广泛；
12.(3)成分简单稳定，毒性低，不需要低温保藏。
附图说明
13.图1为活细菌产生h2s的相关证据；
14.图2为bi
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的供体与h2s进行反应并具有光声效应的相关证据；
15.图3为小鼠的光声成像结果。
具体实施方式
16.以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
17.本发明的实施例提供一种光声成像造影剂，其包括bi
3+
供体以及溶剂。bi
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供体包括铋基金属有机框架材料(bimof)、枸橼酸铋钾、次水杨酸铋、果胶铋等可以提供bi
3+
的化合物。
18.本实施例中，溶剂采用水，bi
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供体采用bimof。bi
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供体的浓度为1mg/ml。
19.本实施例的光声成像造影剂的原理为：活细菌会产生h2s分子。如图1所示，图1(a)激光共聚焦显微镜下观察到h2s探针(sf7-am,cayman chemical,michigan,usa)被细菌表达的h2s激活(绿色荧光)；(b)醋酸铅试纸法观察细菌h2s表达，醋酸铅试纸明显变黑色，表明细菌表达h2s。
20.而同时bi
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的供体(如铋基金属有机框架材料bimof,枸橼酸铋钾，次水杨酸铋，果胶铋等)可以和细菌表达的h2s生成bi2s3,bi2s3具有光声信号，从而实现对感染部位细菌诊断。
21.如图2所示，原理以bimof举例说明：图2.(a)bimof和细菌共培养后变成黑色数码照片；(b)bimof和细菌共培养后的产物具有光声信号，而单独细菌或bimof没有光声信号；(c)bimof和细菌共培养后的产物xrd分析，为bi2s3；(d)细菌和bimof共培养后的细菌元素分布照片，明显可见bi和s元素的偏析，可见两者产生了反应。
22.依据上述原理，本实施例还包括一种将上述光声成像造影剂在制备用于检测细菌感染的光声探针试剂中的应用。本实施例中，所述细菌感染指的是可产生h2s的细菌感染，例如金黄色葡萄球菌、伤寒沙门菌等。光声探针试剂中，光声成像造影剂可通过注射、灌注或涂抹等方式施加于待检测区域。
23.在一个具体示例中，将实验动物小鼠分为四组，即两组正常组，两组感染组。感染小鼠通过在正常小鼠的皮下分别注射200μl浓度为109cfu/ml的金黄色葡萄球菌实现造模。之后两组小鼠分别注射pbs缓冲液和200μl 1mg/ml的bimof水溶液，0，3h，6h观察光声成像效果。
24.图3为实验结果，正常小鼠或皮下感染小鼠皮下腔注射pbs和200μl lmg/ml bimof。在注射后0、3和6小时监测光声成像。结果显示，bimof可以实现针对细菌感染早期诊断，对于金黄色葡萄球菌感染区域形成较强的光声信号。
25.上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。


技术特征：
1.一种光声成像造影剂，其特征在于包括bi
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供体。2.根据权利要求1所述的一种光声成像造影剂，其特征在于：所述bi
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供体包括铋基金属有机框架材料、枸橼酸铋钾、次水杨酸铋、果胶铋中一种或多种的组合。3.根据权利要求2所述的一种光声成像造影剂，其特征在于，还包括溶剂；所述溶剂包括水、pbs、细胞培养基。4.根据权利要求3所述的一种光声成像造影剂，其特征在于，所述bi
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供体为铋基金属有机框架材料时，所述bi
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供体在光声成像造影剂中的浓度为0.1mg/ml～5mg/ml。5.如权利要求1所述的光声成像造影剂在制备用于检测细菌感染的光声探针试剂中的应用。

技术总结
本发明公布了一种光声成像造影剂及其应用，光声成像造影剂包括Bi


技术研发人员：黄凯 杨盛兵 袁凯 陈辰 汤亭亭 赵杰
受保护的技术使用者：上海交通大学医学院附属第九人民医院
技术研发日：2022.06.08
技术公布日：2022/9/2