体外联合使用指纹区及高波数区拉曼光谱诊断胃癌

目的:研究正常胃粘膜和胃癌组织在拉曼光谱指纹区(800-1 800 cm-1)和高波数区(2 800-3 000 cm-1)的光谱特征,并将其联合使用建立胃癌诊断模型。方法:收集38例正常胃粘膜和37例胃癌组织活检标本,采用785 nm激发光拉曼光谱仪进行拉曼光谱采集。比较正常胃粘膜和胃癌组织在指纹区和高波数区的拉曼光谱异同,使用偏最小二乘判别分析(PLS-DA)结合留一法交叉验证建立诊断模型。结果:1)胃癌组织在853 cm~(-1),879cm~(-1),1 003 cm~(-1),1 047 cm~(-1),1 173 cm-1,1 304 cm~(-1),1 319 cm~(-1),1 338 cm~(-1),1 374 cm-1、2 932 cm-1谱峰处与正常胃粘膜的拉曼峰强度差异有统计学意义(P0.05)2)将拉曼光谱指纹区和高波数区联合,利用PLS-DA建立胃癌诊断模型的敏感性为94.59%(35/37),特异性为86.84(33/38),正确率为90.6%(68/75)。结论:正常胃粘膜和胃癌组织在拉曼光谱指纹区和高波数区均有显著差异,将上述两区联合使用建立模型诊断胃癌能取得良好的诊断效果。     

皮肤组织显微共聚焦拉曼光谱成像研究

显微共聚焦拉曼光谱成像技术(Confocal Raman Microspectroscopy Imaging,CRMI)能够对样品微区进行精确无损的拉曼光谱分析和光谱图像扫描,提供生物样品的无损高分辨光学信息。本项研究工作,利用CRMI技术实验获取了正常人体离体皮肤组织的拉曼光谱特征,并结合典型特征峰的扫描图像,探讨了脂类、蛋白质等成分在皮肤真皮层的分布特点。实验发现皮肤组织真皮层内胶原蛋白的拉曼特征峰1 248 cm-1强度及其空间分布尤为突出,这一实验结果与组织学中胶原纤维占真皮结缔组织95%的事实相符。实验结果显示,CRMI技术能够全面诠释生物组织内部生化组成与分布信息,在实验描述皮肤组织病理变化的分子生物学机制方面具有广阔的应用前景。     

动脉粥样硬化斑块的微区拉曼光谱检测

为探讨动脉粥样硬化斑块的微区拉曼光谱特征,以球囊损伤日本长耳白兔右侧颈总动脉后予以高脂饮食喂养,在实验过程中监测体重和血脂变化情况。3个月后,以中国斑点蝰蛇毒和组胺加以触发使斑块破裂,将动物处死并查找动脉硬化斑块,动脉组织经大体病理分类后,进行微区拉曼光谱及病理检测。结果显示:动脉粥样硬化斑块的拉曼光谱图在1450及1660cm-1处均有明显的胆固醇等脂质特征峰。特征峰曲线下相对面积统计结果表明:明显动脉粥样硬化斑块的谱峰下相对面积(5.80×10-3±3.51×10-3)显著高于轻度动脉粥样硬化组织(2.01×10-3±1.49×10-3)及正常动脉组织(1.01×10-3±0.94×10-3),P<0.05。正常动脉组织拉曼光谱曲线较光滑,无明显特征峰。血栓形成处拉曼光谱图荧光背底较强,未见特征谱峰。该研究结果证明微区拉曼光谱可以对动脉粥样硬化斑块的胆固醇等脂质含量进行特异性定量检测,表明微区拉曼光谱是评估动脉粥样硬化程度及斑块稳定性的可行方法。     

一种酵母细胞生长现象的实时单细胞拉曼光谱观察

用拉曼镊子观察单个即发活性干酵母(Saccharomy cescerevisiae)细胞在2.0%葡萄糖溶液中的活化过程,收集其拉曼光谱。结果发现,在某一批次的产品中,酵母细胞的1364cm-1峰强度随着细胞的活化而显著增加,531cm-1、652cm-1、1053cm-1等源自葡萄糖或葡萄糖基的信号峰也会随细胞的生长而增强,随后增强的还有1432cm-1、1448cm-1、1561cm-1等源自脂类物质的峰,而源自蛋白质及脂类的1000cm-1、1445cm-1、1655cm-1等峰的信号强度基本不变,酵母细胞代谢活跃的标志峰1603cm-1也基本不变。该批次产品中,10次实验有7次观察到上述现象,而在别的批次产品中并没有观察到该现象。用单细胞拉曼光谱实时记录了这一特殊的生长现象。     

褪黑素对癫痫病作用的激光拉曼光谱研究

分别对正常状态,癫痫状态以及癫痫状态注射褪黑素后的Wistar大鼠的大脑皮质上清液样品进行了拉曼光谱分析.研究表明三种样品的拉曼特征峰分别为波数1 654 cm-1、1 623 cm-1及1 632 cm-1.它们有明显的区别.癫痫状态样品光谱在波数1 654 cm-1位置幅值有所减小;注射褪黑素样品光谱在波数1 654 cm-1位置幅值有所增加,证明褪黑素对癫痫病有抑制作用.     

卵巢癌患者血清的拉曼光谱研究初探

目的:探究拉曼光谱技术应用于卵巢癌研究的可能性。方法:收集卵巢癌患者血清及健康人血清各20例,用激光共聚焦显微拉曼光谱仪进行检测。结果:两组血清的平均拉曼光谱形态和谱峰基本相似,但在约1010、1158、1283、1520、1646、2307和2661cm-17个拉曼频移附近,卵巢癌患者血清的拉曼光谱谱峰强度明显低于健康对照组,而在其余大部分波段,卵巢癌患者血清的拉曼光谱强度均高于健康对照组。结论:拉曼光谱技术可以初步区分卵巢癌及健康人血清,值得进一步研究和探讨其临床应用价值。     

二甲基亚砜对离体猪皮肤组织的拉曼光谱的影响

拉曼光谱技术作为鉴定生物分子种类最有力的分析工具之一,具有快速、简单、无损、准确等优点.目前,拉曼光谱已被国内外学者广泛开展了在人体组织的应用研究,但由于生物组织具有高散射性,因此限制了拉曼光谱对其的检测深度.本文主要采用光透明剂--二甲基亚砜对组织拉曼光谱的影响进行研究,对离体猪皮组织的不同深度（100 μm,200 μm,300 μm,400 μm）拉曼光谱强度随处理前、后不同时间（0 min,10 min,20 min,30 min,60 min）的变化进行对比.结果发现,不管是经二甲基亚砜处理前还是后,都出现随着距猪皮组织表面的深度加深,其拉曼光谱强度都不断减少;同时发现各层猪皮组织随着处理后时间的加长,其特征峰的强度不断加强,信噪比逐渐提高,在处理后的60 min效果最好;而且出现了在经二甲亚砜处理前看不见的峰（1 126 cm-1和1 426 cm-1）.结果表明：5%DMSO对组织的处理能增强其拉曼光谱的强度,同时也能使拉曼光谱仪的信噪比提高,并且使组织谱图中特征峰也得到相应的增加.     

唇腺炎性病变组织的共聚焦显微拉曼光谱特征研究

目的:研究唇腺炎性病变组织的拉曼光谱指纹特征,为拉曼光谱技术临床鉴别诊断唇腺炎性病变提供理论基础。方法:收集舍格伦综合征病变唇腺30例、唇腺急性炎症组织18例及正常唇腺组织30例,应用激光共聚焦显微拉曼光谱仪对唇腺组织进行拉曼光谱检测。应用主成分分析法(Principal component analysis,PCA)及判别函数(Discrimination function analysis,DFA)对光谱数据进行分析,研究唇腺组织光谱指纹诊断价值。结果:唇腺炎症组织与正常组织光谱间存在光谱指纹差异,这些差异代表了某些蛋白、核酸及脂类物质等生物大分子发生改变。PCA-DFA分析发现这些差异性拉曼光谱具有鉴别诊断价值,可以区分不同唇腺组织,总体诊断准确率达91.8%,经交互验证后准确率为89.4%。结论:不同唇腺炎症组织及正常组织间拉曼光谱存在差异,不仅揭示生物大分子改变,还具有临床鉴别诊断价值。拉曼光谱技术在唇腺炎性病变组织鉴别诊断具有巨大应用潜力。     

大鼠大脑皮质与纹状体显微拉曼光谱的研究

用Spex-1428显微激光拉曼光谱仪测定正常大鼠大脑皮质和纹状体的激光拉曼光谱的变化,发现正常大鼠大脑皮质和纹状体的激光拉曼光谱在模式上大同小异,包含有十分丰富的生物大分子结构信息。结果如下：（1）在大脑皮质和纹状体同时出现且性状亦相似的有以下一些特征峰：808cm^-1的特征峰,对应于A型DNA的特征峰;832cm^-1和836cm^-1对就于酪氨酸（Tyr)环的振动峰;1020cm^-1和1046cm^-1相当于蛋白质中氨基酸内的C－N伸缩振动峰;1330cm^-1相当于腺嘌呤环的C＝C和C－N伸缩振动峰;1544cm^-1相当于酰胺Ⅱ的N－H平面内弯曲振动和C－N伸缩援峰;1684cm^-1对应蛋白质二级结构中的转角（turn)结构。（2）大脑皮质较纹状体明显的特征峰：1092cm^-1的DNA骨架的对3称振动峰;1350cm^-1的色氨酸峰;1690cm^-1为尿嘧啶的C＝O振动峰。（3）纹状体较大脑皮质明显的特征峰;1450－1463cm^-1为蛋白质CH2弯曲振动的特征峰带,纹状体在此区段有1454cm^-1峰,而大脑皮质在此区域比较低平;1490cm^-1,为鸟嘌呤的特征峰。结果显示：显微拉曼光谱揭示的大脑皮质和纹状体的生物大分子的结构成分信息十分丰富,既有共性也有差异,显微拉曼光谱是一种十分灵敏的研究手段。     

胃癌血清的表面增强拉曼光谱研究

表面增强拉曼光谱技术在癌症诊断领域已经有了广泛的研究和应用,本文利用金纳米溶胶为增强基底,采用便携式近红外拉曼光谱系统,对89例胃癌患者及正常人血清样本进行了SERS光谱探测。结果表明,血清的特征峰主要归属于氨基酸,其次是核酸、糖类及脂类。相比于正常人血清SERS光谱,胃癌血清中归属于核酸的特征峰强度都较高,大部分归属于蛋白质的特征峰强度较低,与医学研究结论相符。说明SERS技术可以有效地反映胃癌患者和正常人血清的差异,为后期SERS技术快速诊断胃癌提供了实验基础。     

Reglα蛋白表达在胃癌及癌前病变组织中的变化

目的：观察再生基因1α（Regeneration gene 1α,Regla）在胃癌前病变组织及胃癌组织中的表达变化,探讨Reglot在胃粘膜癌变中发挥的作用,为临床诊治提供理论基础。方法：收集2011年1月-2012年12月在我院接受胃镜活检的患者胃粘膜组织,病理确诊为浅表性胃炎的为正常组,中度以上萎缩及肠化的为癌前病变组及胃腺癌即胃癌组。采用荧光定量PCR的方法检测三组胃粘膜组织中Regla的mRNA表达情况。结果：Reglet的mRNA表达在正常组、癌变组及胃癌组织中呈进行性升高;胃癌组中,低分化及印戒细胞癌和Ⅳ期胃癌患者的Reg1α表达升高最为明显;Regla在不同分化程度的胃癌组织间表达无显著差异;Regla在Ⅳ期胃癌中的表达显著高于I／II期;差异均具有统计学意义（P〈0．05）。结论：作为一种生长因子Regla可能参与了胃粘膜癌变的过程,并且Reglet的高表达可能与胃癌的预后相关。     

食道癌组织表面增强拉曼光谱研究

本研究采用以金纳米粒子为增强基底的表面增强拉曼光谱技术对31位食道癌患者的62例食道组织样本进行分析,其中包含31例肿瘤组织与31例正常组织.食道癌组织和正常组织表面增强拉曼光谱之间存在明显差异.利用主成分分析和线性判别分析算法对采集的组织表面增强拉曼光谱进行诊断研究.利用主成分分析-线性判别分析统计分析方法得到诊断灵敏度与特异性分别为90.3%与90.3%.为验证所构建的主成分分析-线性判别分析算法的有效性,利用受试样品的工作特征曲线方法,对所构建的算法的有效性进行评价.通过对组织表面增强拉曼光谱谱峰归属分析可知,癌组织中蛋白质结构可能发生变化,磷脂质的相对含量下降;而氨基化合物、组蛋白、苯基丙氨酸和酪氨酸的相对含量出现上升.研究表明,以金纳米粒子为增强基底的表面增强拉曼光谱技术结合主成分分析-线性判别分析统计分析方法能够准确区分食道癌患者肿瘤与正常组织.食道癌组织表面增强拉曼光谱技术有望成为一种食道癌的临床诊断与筛查工具.     

拉曼光谱技术在肿瘤检测中的应用

癌症是威胁人类健康和生命的严重疾病之一,早期诊断与及时治疗是提高癌症患者生存率的最有效途径。激光拉曼光谱技术作为一种非侵入性的检测技术,可以无损伤地提供丰富的分子结构特征和物质成分信息,从分子水平上反映癌变组织与正常组织之间的结构差异,从而可用于癌症的早期诊断。综述了激光拉曼光谱技术在皮肤癌、鼻咽癌、肺癌、胃癌、结肠癌、乳腺癌及前列腺癌诊断中的研究进展,并对拉曼光谱技术在癌症诊断中的发展方向和应用前景作了进一步的展望,为癌症的早期检测和诊断技术的应用研究提供参考依据。     

单细胞拉曼光谱在微生物研究中的应用

拉曼显微光谱是一种能够提供0.5–1.0μm空间分辨率的单个微生物细胞内化学结构信息的研究技术。近几年来,拉曼显微光谱被越来越多地应用于微生物单细胞的研究中,它可以快速无损地检测微生物细胞内的特征化学组分。典型的单个微生物细胞的拉曼光谱包含核酸、蛋白质、碳水化合物、脂质和色素(例如类胡萝卜素)等信息,这些信息能够表征微生物细胞的基因型、表型和生理状态。所以单细胞拉曼显微光谱是一种可用于区分微生物样品的"全生物指纹"技术,它可用于研究单个微生物细胞生命阶段的转变、鉴定微生物单细胞中的色素及其他化合物的含量变化等。本文综述了目前拉曼显微光谱在微生物单细胞研究上的应用,主要包括与稳定同位素标记(stable isotope probing,SIP)、拉曼成像、光谱分类和细胞分选技术结合来探究微生物单细胞对物质吸收后特征峰的变化、推导物质循环过程、进行微生物分类鉴定和探索基因型与表型的关系。拉曼显微光谱作为微生物单细胞研究的手段之一,在代谢过程的研究、活细胞分选和细胞对物质的利用上具有广泛的应用前景。     

基于傅里叶变换红外光谱的葡萄褐斑病研究

利用傅里叶变换红外(Fourier Transform Infrared,FTIR)光谱研究了葡萄褐斑病病叶和正常叶片。测试分析了大褐斑病叶病斑处和非病斑处、小褐斑病叶病斑处和非病斑处、未染病正常叶片的红外光谱,结果显示:葡萄叶片光谱主要由碳水化合物、蛋白质、脂类的吸收带组成。褐斑病叶片光谱与正常叶片红外光谱变化主要在1 800-1 500 cm-1范围脂类、蛋白质酰胺的吸收区和1 200-900 cm-1范围多糖的吸收区。用1 800-1 500 cm-1范围拟合峰的峰面积比A1657/A1517考察蛋白质相对含量变化,A1738/A11517考察脂类相对含量变化,用吸光度比I1066/I1441考察多糖相对含量变化,结果显示患褐斑病的葡萄叶中脂类、蛋白质、糖类等营养物质含量降低。褐斑病和正常葡萄叶红外光谱的二阶导数光谱结合聚类分析方法,利用1 800-1 500 cm-1与1 200-900 cm-1范围数据进行聚类分析,结果将正常叶片与患褐斑病叶片准确区分开。证明褐斑病叶片红外光谱在1 800-1 500 cm-1与1 200-900 cm-1范围为敏感谱带。     

表面增强拉曼散射技术无标记检测乳腺癌细胞来源外泌体

外泌体含有释放细胞的特异性物质,反映了释放细胞的组成成分,成为液体活检的重要物质。为了鉴别正常乳腺上皮细胞和乳腺癌细胞来源的外泌体,本研究采用表面增强拉曼(SERS)技术检测乳腺癌细胞MCF-7和人正常乳腺上皮细胞MCF-10A来源的外泌体,并且对比两种细胞外泌体的SERS光谱,筛选出相应的特征拉曼光谱。结果发现在800~1800 cm-1区域内,相对MCF-10A细胞,MCF-7来源的外泌体中归属于核酸的拉曼峰相对强度明显增高,且部分脂类峰强有所降低或部分特征峰消失,同时发现MCF-7还表现出其自己独特的拉曼谱型。此结果表明SERS技术可高灵敏度检测不同细胞来源的外泌体细微分子变化,可区分肿瘤细胞来源的外泌体与正常细胞来源的外泌体。SERS技术可作为癌症的早期检测和诊断的一种快速、无标记和无损的方法。     

姜黄薄壁细胞原位拉曼光谱研究

用拉曼光谱原位分析姜黄橙黄色及黄色薄壁细胞中的物质。德宏、广西及西双版纳姜黄三种样品橙黄色细胞的拉曼光谱非常相似,较强峰出现在1 632/1 633/1 637、1 599/1 601/1 605、1 184/1 186/1 190 cm-1,中等强度的峰出现在1 529/1 528/1 534、1 425/1 426/1 430、1 306/1 308/1 311、1 235/1 235/1 239、1 167/1 168/1 173、1 122/1 125/1 130、967/969/975 cm-1。三种姜黄薄壁细胞中出现的强峰、次强峰位置、峰型都一致,说明三种姜黄橙色薄壁细胞中物质的主要成分相同。与姜黄素(curcumin)拉曼光谱的主要的19条谱线比较,在姜黄橙色细胞拉曼谱的17条谱峰中有16条与之对应。而黄色薄壁细胞中大部分谱线与支链淀粉的谱峰有较好的对应关系。用密度泛函理论计算了姜黄素的拉曼光谱,并对谱线进行了初步的归属。     

基于拉曼光谱的鼻咽癌细胞株总蛋白放射敏感性研究

本文以鼻咽癌细胞株CNE2为放射敏感性的研究对象,经不同剂量X射线照射及不同时间培养后分别提取总蛋白,用共聚焦显微拉曼光谱仪检测其拉曼光谱。统计分析表明:被测样品的拉曼光谱中观察到一些可以归属于蛋白质物质的较为明显的基团频率振动峰;不同剂量的X射线照射后,总蛋白质的平均拉曼光谱与对照组谱形基本一致,但与对照组间的光谱存在着对应峰信号强度的不同。实验提示:照射后谱峰强度的增大或减小,提示着相关物质含量有所改变。分析照射后癌细胞总蛋白拉曼光谱的变化情况,结合数学统计方法,以探寻放射敏感性的特征拉曼标志,可以作为研究肿瘤放射敏感性的手段之一。     

拉曼光谱检测胃癌变信号的研究

利用激光拉曼光谱对胃癌患者血清及非胃癌患者血清进行对比检测,并结合对体外培养胃癌细胞分泌物的检测,对胃癌特征拉曼峰作初步探讨。得出一种有重要临床应用价值的癌症辅助快速诊断方法。     

利用主成分分析法分析乳腺癌术后患者的血清表面增强拉曼光谱

为了探寻一种利用血清光谱检测诊断乳腺癌术后复发转移的方法,研究分析了10例乳腺癌术后复发转移患者与10例乳腺癌术后复查正常患者的血清表面增强拉曼光谱特征。首先从两组血清表面增强拉曼光谱特征峰的位移与峰强的变化上进行比较,发现其分子结构发生变化,脂类的有序性,糖质环境都发生了改变。然后基于Matlab,采用主成分分析法（Principal Component Analysis,PCA）,对上述两组患者血清的表面增强拉曼光谱的13个指标进行分析,发现区分两组患者的效果可以达到95%左右。