[发明专利]膨胀切削显微成像方法及适用于该方法的超吸水水凝胶

权利要求书

1.一种适用于膨胀切削显微成像方法的超吸水水凝胶，其特征在于，该超吸水水凝胶由超吸水化合物、单体、交联剂、引发剂和加速剂组成，其中，超吸水化合物、单体、交联剂、引发剂和加速剂五者的质量之比满足(10-15)：(10-20)：(0.5-2)：(0.5-1)：(0.5-1)；

并且，按重量份计，每100份的超吸水水凝胶中，包括10-15份的超吸水化合物，10-20份的单体，0.5-2份的交联剂，0.5-1份的引发剂，以及0.5-1份的加速剂，其余组分为去离子水；

所述超吸水化合物为2-丙烯酰氨基-2-甲基-1-丙磺酸(AMPS)、衣康酸、马来酸、意大利酸、乙烯醇、醋酸乙烯中的一种或多种；

所述单体为丙烯酰胺或N,N-二甲基丙烯酰胺；

所述交联剂为双丙烯酰胺；

所述引发剂为过硫酸铵(APS)或者过硫酸钾(KPS)；

所述加速剂为四甲基乙二胺(TEMED)。

2.如权利要求1所述超吸水水凝胶作为膨胀物质在生物组织的切削显微成像实现生物组织三维超分辨成像中的应用。

3.如权利要求2所述应用，其特征在于，该应用是将向待成像的初始生物组织施加膨胀物质，在该膨胀物质的作用下使所述初始生物组织膨胀成硬度不低于15KPa的膨胀组织，然后结合机械切削对该膨胀组织进行切削和显微成像，从而实现生物组织的三维膨胀切削显微成像，获取三维超分辨数据，实现三维超分辨成像。

4.如权利要求3所述应用，其特征在于，所述将向待成像的初始生物组织施加膨胀物质，在该膨胀物质的作用下使所述初始生物组织膨胀成硬度不低于15KPa的膨胀组织，具体包括以下步骤：

(1)组织锚定：将荧光标记的生物组织使用甲基丙烯酸N-羟琥珀酸亚胺酯(MA-NHS)或者6-丙烯氨基乙酸琥珀酸酯(AcX)对生物组织中蛋白质进行锚定；

(2)水凝胶渗透：将步骤(1)中获得的锚定后的生物组织置于配制完成的超吸水水凝胶溶液中进行渗透；

(3)水凝胶聚合：将步骤(2)中获得渗透后的生物样本置于聚合槽中，加入新的超吸水水凝胶溶液中，聚合槽表面进行封片，然后将聚合槽置于含有水的湿盒中，放入烘箱进行聚合；

(4)蛋白酶K消化：将步骤(3)中获得聚合后的生物样本置于蛋白酶K消化液中消化；

(5)去离子水中透析膨胀：将步骤(4)获得消化后的生物组织置于去离子水中透析，每隔1h换一次去离子水，重复3～5次，直至膨胀至样本体积最大。

5.如权利要求3所述应用，其特征在于，所述结合机械切削对膨胀组织进行切削和显微成像，具体包括如下步骤：

(a)以所述膨胀组织的表层作为第一层成像层，在荧光显微镜下激发成像，获得第一层的成像，然后切削掉该第一层成像层，得到一次切削后的膨胀组织；

(b)将步骤(a)得到的一次切削后的膨胀组织其表层作为第二层成像层，在荧光显微镜下激发成像，获得第二层的成像，然后切削掉该第二层成像层，得到二次切削后的膨胀组织；

(c)重复先荧光激发成像、后切削的过程，依次得到第三层、第四层以及更多层的成像，从而得到所述膨胀组织的系列二维图像，然后对这些二维图像进行叠加处理，即可实现整个膨胀组织的三维超分辨成像。

6.如权利要求3所述应用，其特征在于，所述结合机械切削对膨胀组织进行切削和显微成像具体是利用自动切削荧光显微镜。