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拉曼光谱法快速区分周围神经束性质
目的 探索一种快速鉴别神经束性质的方法.方法 取新西兰大白兔32只,放血处死后,在手术显微镜下暴露取脊神经前根、后根各3~5 mm,立即做冰冻横切片,片厚30 μm,进行拉曼光谱观察.结果 同类标本拉曼光谱重现性好,光谱特征基本相似.运动神经与感觉神经的拉曼光谱在1 088 cm-1、1 276 cm-1、1 439 cm-1等附近的拉曼振动峰相对强度存在明显差异,1276 cm-1处的峰值与1 439 cm-1处的峰值比反映了运动神经与感觉神经之间的微观结构差异.结论 不同性质神经拉曼光谱具有各自的特征谱,依据光谱特征的不同来区分神经束性质是一种鉴别神经束性质的有效方法.
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表面增强拉曼光谱检测滤纸干血片用于新生儿先天性甲状腺功能减低症筛查的研究
目的 建立一种表面增强拉曼光谱(SERSp,也称拉曼分子指纹谱)分析技术检测滤纸干血片方法,探索用于筛查新生儿先天性甲状腺功能减低症(CH)的可能性和可靠性.方法 本研究为病例对照研究.新生儿滤纸干血片标本和有关CH-hTSH筛查检测结果与诊断结论由作者在上海儿童医院新生儿筛查中心提供,SERSp实验在大连理工大学合作完成.选取经常规时间分辨荧光免疫法检测促甲状腺素(TSH)浓度筛查CH(CH-hTSH)后确诊阴性和阳性滤纸干血片标本各6份,检测滤纸干血片水溶液表面增强拉曼光谱,以725 cm-谱线为内标,分析得到的拉曼分子指纹谱；使用特征谱线分析,主成分分析方法(PCA)及PCA分群散点图分析,比较TSH检测结果.结果 用725 cm-拉曼峰为内标,对照CH阴/阳性标本的SERSp实验结果,发现1373和1400 cm-1两谱线用于分析CH的阴性和阳性的相对峰高差大,提示1373和1400 cm-1两条谱线可能为CH的特征谱线；而TSH的三条拉曼特征谱线(785、827和853 cm-)的阴性/阳性的相对峰高差异很小,用于TSH的特征峰进行CH-拉曼筛查尚存在困难；12例SERSp检测结果用主成分分析方法、PCA分群散点图和1373和1400 cm-1两条CH特征谱分析方法均证实,CH-拉曼筛查与用荧光免疫检测CH-hTSH筛查的结果基本相符,其符合率为91.7％,CH-拉曼筛查方法的灵敏度为100％,特异性为83.3％.结论 初步成功地开拓了一种采用SERSp检测分析的CH-拉曼筛查新方法,证实将足跟滤纸血片-SERSp分析技术应用于新生儿CH筛查有很好的前景.
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活细胞非标记检测技术
活细胞成像技术可以实时或在一定时间内观察细胞内部结构和生理过程，能够提供比固定细胞成像技术更加真实可靠的信息。现有的活细胞成像技术多基于荧光成像技术，通过增加荧光基团亮度、减少细胞毒性来获得高信噪比的图像，这些方法对细胞活性会造成一定的影响。现代物理技术的改进使得活细胞非标记成像检测成为可能，本文就活细胞的非标记物理成像技术进行深入探讨，以期为活细胞的非标记检测提供新的方法参考。（中华检验医学杂志，2016，39：801－803）
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支持向量机-递归特征消去法分析拉曼光谱在乳腺良恶性疾病鉴别诊断中的应用
目的 探讨支持向量机-递归特征消去法(SVM-RFE)分析拉曼光谱在乳腺良恶性疾病鉴别诊断中的价值.方法 收集168例手术患者的新鲜乳腺组织标本,其中正常组织51例,良性病变组织66例,恶性病变组织51例,均进行拉曼光谱检测,SVM-RFE方法处理数据,构建模型,马氏距离法判断数据处理方法的优劣.结果 共得到1 800个拉曼光谱,良性和恶性乳腺组织的特征峰出现在1 281、1 341、1 381、1 417、1 465、1 530和1 637 cm-1处,而正常乳腺组织的特征峰出现在1 078、1 267、1 301、1 437、1 653和1 743 cm-1处.良性和恶性乳腺组织的主要不同集中在1 340和1 480cm-1处.SVM-RFE判断正常和恶性乳腺组织的正确率分别为100.0％和95.0％,判断良性乳腺组织的正确率为93.0％.结论 正常、良性与恶性病变组织的拉曼光谱存在显著差异,SVM-RFE可以用来构建鉴别乳腺病变性质的模型.
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拉曼光谱技术在肿瘤研究中的进展
蛋白质、脂类、碳水化合物和核酸是构成正常细胞和组织的主要物质,在恶变早期过程中,这些化学物质的结构、构象和数量都发生了明显的改变,但临床症状和医学影像学尚无明显的变化.而拉曼光谱却能反映早期变化,因此拉曼光谱技术有望成为恶性肿瘤早期诊断及癌变机制研究的重要手段.就目前拉曼光谱技术在肿瘤研究中的应用以及新进展作一综述.
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腮腺良性肿瘤拉曼光谱特征及诊断模型研究
目的 研究腮腺良性肿瘤拉曼光谱(Raman spectra)特征,并结合统计学方法建立诊断分类模型.方法 收集腮腺正常组织、腮腺多形性腺瘤和Warthin瘤组织样本各20例,以785 nm波长近红外激发光对样本进行拉曼光谱扫描,分析不同组织光谱的特征,应用主成分分析法(principle component analysis,PCA)与线性判别函数分析(liner discriminant analysis,LDA)相结合的方法建立诊断分类模型.结果 比较不同组织的平均拉曼光谱,腮腺多形性腺瘤较腮腺正常组织在蛋白质、核酸和脂类的峰位谱峰增强,Warthin瘤在蛋白质和核酸峰位的谱峰较正常增高,而脂类峰位谱峰明显降低.通过PCA-LDA建立诊断分类模型,其总体分类准确率达90%以上.结论 腮腺正常组织、多形性腺瘤与Warthin瘤组织的拉曼光谱存在差异,通过PCA-LDA建立诊断分类模型,可以鉴别区分3者.
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不同类型视网膜脱离患者视网膜下积液蛋白质结构分析
为比较不同类型视网膜脱离(RD)患者视网膜下积液(SRF)蛋白质结构的异同,我们用傅里叶拉曼(FTRaman)和傅里叶红外(FTIR)光谱测定不同类型RD患者血清及SRF蛋白质结构.结果发现不同类型RD患者血清的两种光谱很相似,但他们的SRF的两种光谱因类型和病程而异.不同类型RD患者SRF不仅有芳香族结构明显改变,而且脂蛋白结构也有改变.
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不同pH值过氧化氢对人牙本质颜色、透明度和激光诱导荧光的影响
目的 研究不同pH值30％过氧化氢对人牙本质颜色、透明度和激光诱导荧光的影响,探究30％过氧化氢对牙本质的漂白机制.方法 从60颗人下颌第三磨牙冠部取得牙本质样本,按随机化数字表随机分成4组(每组15颗):酸性、中性、碱性30％过氧化氢组(简称漂白组,pH值分别为3.4、7.0、9.0)以及对照组(去离子水).使用相应过氧化氢溶液分别对3组进行漂白处理,每次0.5h,共4次；对照组不进行漂白处理.在基线(0 h)和处理时间分别为0.5、1.0和2.0h时,根据国际照明委员会(Commission Internationale Ed I'eclairage,CIE) L* a* b*色彩系统(L*为明度,a*为红绿色品,b*为黄蓝色品),以色度计(Shade Eye NCC)测量牙本质样本在白、黑、黄三种背景下的L*、a*和b*值,得出牙本质透明度系数(translucency parameter,TP)、遮盖效应、彩度和白度.用拉曼光谱仪测量牙本质拉曼光谱,得出激光诱导荧光强度(laser-induced fluorescence intensity,FI)及其比例值(FI％).计算上述指标3个时间点与基线的差值(即△值).使用重复测量方差分析比较差异.结果 2h时酸性、中性、碱性30％过氧化氢组的△FI分别为9960.03±2037.74、8502.09±1413.86、8554.29±1986.19;△FI％分别为84.60±3.43、84.89±5.19、86.72±2.65.漂白组各指标均受时间因素影响(P ＜0.001),相同时间点漂白组△TP、△彩度、△白度、△L*、△a*、△b*、△E、△FI和△FI％与对照组差异均有统计学意义(P＜0.001)；而相同时间点各漂白组△TP、△遮盖效应、△彩度、△白度、△L*、△b*、△E、△FI和△FI％间差异均无统计学意义(P＞0.05).基线水平的FI与彩度(r=-0.41,P =0.001)、a*(r=0.48,P=0.000)、b*(r=-0.41,P=0.001)和白度(r=-0.38,P =0.003)有相关性；△FI与△遮盖效应(r=-0.50,P=0.000)、△TP(r=-0.29,P=0.001)、△彩度(r=-0.28,P=0.001)、△白度(r=-0.34,P=0.000)、△b*(r=-0.28,P=0.001)和△E(r=-0.28,P=0.001)有相关性.结论 不同pH值30％过氧化氢均可改变人牙本质的颜色、透明度和激光诱导荧光,其漂白效果无差异.激光诱导荧光的变化与颜色和透明度的变化相关,激光诱导荧光可作为探索牙本质漂白机制的新途径.
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口腔黏膜鳞状细胞癌、上皮异常增生及正常黏膜组织拉曼光谱研究
目的 研究口腔黏膜鳞状细胞癌、上皮重度异常增生及正常黏膜组织的拉曼光谱特征,以期为拉曼光谱诊断口腔黏膜癌变提供依据.方法 收集手术切除的新鲜口腔黏膜鳞状细胞癌组织56例,重度上皮异常增生组织50例及正常黏膜组织32例,采用配备光纤探头的便携式拉曼光谱仪获取拉曼光谱.应用主成分分析法(principle component analysis,PCA)结合判别函数分析(discriminant function analysis,DFA)对不同组织的光谱数据进行分析,建立诊断模型对口腔鳞状细胞癌、上皮重度异常增生及正常黏膜的光谱数据进行鉴别,应用交互验证方法对诊断模型进行验证.结果 口腔鳞状细胞癌、上皮重度异常增生及正常黏膜组织间的拉曼光谱存在差异,主要表现为口腔鳞状细胞癌和上皮重度异常增生组织光谱中对应核酸、蛋白质及脂类物质的谱峰明显高于正常黏膜上皮组织;鉴别诊断建模的总体分类准确率达96.4％(133/138),交互验证的分类准确率达92.8％(128/138).结论 口腔鳞状细胞癌和上皮重度异常增生组织中细胞增殖代谢明显高于正常黏膜组织;应用PCA-DFA建立的分类诊断模型可以很好地区分3种不同组织的光谱数据.
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原发性舍格伦综合征病变唇腺的显微拉曼光谱特征及诊断价值
目的 研究原发性舍格伦综合征(Sjǒgren's syndrome,SS)病变唇腺的显微拉曼光谱特征及其诊断价值.方法 收集原发性SS病变唇腺及正常唇腺各30例,应用785 nm激光作为激发光,对唇腺样本进行拉曼光谱检测.应用支持向量机(support vector machine,SVM)对光谱数据进行分析并建立分类模型.结果 病变唇腺光谱在蛋白质、核酸物质、脂类物质等谱峰存在差异.通过SVM对训练集样本分类,其灵敏度为92.0％ (92/100),特异性为92.0％(92/100),总体准确率为92.0％ (184/200).对测试集样本分类灵敏度为69.2％(37/53),特异性为100.0％(37/37),准确率为82.0％(73/89).结论 原发性SS病变唇腺与正常唇腺拉曼光谱存在差异,这些差异可以作为鉴别诊断的依据,应用SVM建立的诊断分类模型可以确诊.
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变异链球菌表面增强拉曼光谱的初步研究
目的 探讨以纳米银溶胶为增强基底的变异链球菌(Streptococcus mutans)表面增强拉曼光谱(SERS).方法 葡萄糖还原硝酸银制备纳米银溶胶,以该溶胶为增强基底,用DXR 激光显微拉曼光谱仪获取变异链球菌的SERS.结果 纳米银溶胶粒子为分散性好、均粒径约为11.08 nm的球形颗粒,其增强效果较高;变异链球菌SERS 的拉曼信号强且峰较多,被增强的谱峰主要集中在细胞壁成分相关的700 ～ 1800 cm-1 区域,在721.94、1270.35、1371.83、1441.51、1569.22、1628.91、2922.65 cm-1处均有明显的拉曼振动峰.结论 以葡萄糖还原硝酸银制备的纳米银溶胶为基底,可获得变异链球菌SERS,可用于变异链球菌的检测及其细胞壁成分的分析等,有助于进一步探索变异链球菌的致龋机制及研制新型防龋药物.
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基于表面增强拉曼光谱的肝病血清检测技术研究
目的：通过比较正常人与慢性乙肝、肝硬变和肝癌患者血清之间的拉曼光谱差异，探索基于表面增强拉曼散射（ SERS）的血清诊断新方法。方法首先制备纳米银溶胶作为活性基底，分别测量30例正常人和48例慢性乙肝、48例肝硬变、46例肝癌患者血清的增强拉曼信号，并进行正交偏小二乘法判别分析（ OPLS－DA ）。结果正常人与3组肝病患者血清在位移625、725、806、947、1018、1219、1131、1329、1440、1580、1660 cm－1处均有拉曼峰，且峰强弱存在差异；正常人血清在位移1096和1395 cm－1处有强峰，肝病患者血清在位移887 cm－1有强峰。 ROC曲线下面积（AUC）分别为0．981、0．966、0．984。结论初步研究表明血清SERS图谱可作为肝病早期诊断的一种辅助手段。
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硫醇修饰的磁性银花纳米粒子SERS基底在氯霉素检测中的应用
目的：制备一种新型的硫醇修饰的磁性银花纳米粒子SERS基底对氯霉素（ CAP）进行拉曼检测，确定SERS基底的增强效果。方法选择烷基硫醇作为基底的表面修饰剂，自组装到磁性银花纳米粒子的银壳表面，通过疏水作用，将CAP分子富集到基底表面，从而实现检测CAP分子拉曼信号的增强。结果3种不同硫醇修饰的基底对CAP的增强顺序是正己硫醇＞十二硫醇＞十八硫醇。利用Fe3 O4＠SiO2-Ag-C6 SERS基底对浓度范围10－3～10－10 mol／L的CAP溶液和10－3～10－9 mol／L的牛奶中CAP进行拉曼检测，检测限分别为0．1 nmol／L（32 ppt）和1 nmol／L（323 ppt）。结论硫醇修饰的磁性银花纳米粒子是一种高活性的SERS基底，可用于低浓度物质的检测分析。
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表面增强拉曼光谱在人类血清中的应用
表面增强拉曼光谱（ surface－enhanced Raman spectroscopy， SERS）近几年来在物理、化学乃至生物医学方面应用广泛。由于其具有较高的灵敏度、特异性，可用来检测人体血清成分的改变。血清中的各种生物分子包括蛋白质、脂类、核酸等都有各自的特征拉曼光谱，因此不同的拉曼位移、谱带强度及宽度，在分子水平上反映了人体血清中不同的细胞代谢异常。该文对SERS的研究概况以及在多种疾病血清检测中的新研究进展进行了总结和进一步展望。
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生物光谱技术在病原微生物检测中的应用进展
病原微生物检测一直是微生物学研究领域的热点，常规检测方法，如分离培养、PCR、ELISA和基因组测序等，样品前处理复杂，耗时较长，不利于现场和实时在线检测。光谱技术因具有快速准确、安全高效、非破坏性和便于在线侦检等特点，成为一种新型无创检测技术，在病原微生物检测、疾病诊断等领域得到迅速发展。该文就3种常用的光谱技术，即激光激发荧光光谱、红外光谱和拉曼光谱在病原微生物检测中的工作原理、研究进展作一综述，讨论各自优缺点，并展望其应用前景。
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基于表面增强拉曼散射的血清指纹谱检测方法研究
目的：对基于表面增强拉曼光谱检测血清指纹谱的试验条件进行优化。方法以正常人血清为例，银胶溶液为活性基底，分别检测不同血清用量（2．5～500μl）、不同孵育时间（10～30 min）、不同孵育温度（4℃、室温、37℃）及不同血清处理方法（萃取、去蛋白）的增强拉曼信号。结果及结论血清用量不宜超过50μl，与增强基底材料的比例1∶1到5∶1均适宜；孵育时间在10～30 min均可；孵育温度为4℃、室温、37℃均可；血清直接与增强基底混合信号效果极强，进行萃取和去蛋白处理后，拉曼信号会减弱。
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紫外线对大肠杆菌的损伤机制研究
目的：观察紫外线消毒对水中大肠杆菌（E．coli）的损伤情况及其损伤机制。方法选择 E．coli ATCC 25922为实验菌，用平板计数法研究不同紫外线照射剂量下 E．coli 的灭活率及损伤情况，用拉曼光谱和透射电子显微镜分别观察紫外线消毒后该菌的膜通透性和细胞形态的变化。结果紫外线消毒后 E．coli 细胞膜通透性增加4．87倍，拉曼光谱测量显示损伤状态的该菌存在蛋白质、脂质及糖类的结构变化，透射电镜观察显示损伤状态的E．coli 质壁出现一定程度的分离。结论紫外线消毒对 E．coli 的损伤表现在蛋白质、核酸、糖类等多种生物活性分子的不同程度损伤，而不是某种结构的单一损伤。
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拉曼光谱检测在辅助生殖领域的研究进展
辅助生殖技术(ART)的体外受精/胞浆内单精子注射-胚胎移植(IVF/ICSI-ET)需要实验室条件下处理两种配子、体外受精、体外培养形成胚胎或囊胚并挑选质量好的胚胎进行移植,使母亲妊娠,是目前解决不孕不育有效的手段.因此,客观评估配子及植入前胚胎的质量显得非常重要.拉曼光谱不受被测物形态限制,无需样本制备或标记等复杂操作,属于无损伤检测.由于其具有检测迅速、耗时短、敏感度高及分析准确等特点,因此近年被广泛应用于快速检测蛋白质、核酸和脂类等生物大分子损伤.拉曼光谱技术主要有表面增强拉曼光谱技术、共焦显微拉曼光谱技术和傅里叶变换拉曼光谱技术3种.本文概述拉曼光谱的特点及上述3种主要拉曼光谱技术在生物样品分析方面的应用,探讨拉曼光谱技术应用于对精液、卵子和植入前胚胎质量检测的可能性,在辅助生殖领域具有潜在的应用前景.
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微区喇曼光谱法区分周围神经束性质
目的:探索应用显微激光喇曼光谱快速鉴别运动神经与感觉神经的方法.方法:实验于2004-10/2005-10在长春中科院物理国家级重点实验室进行,取新西兰大白兔32只,放血猝死后,在手术显微镜下暴露取脊神经前根、后根各3～5 mm,立即做冰冻横切片,片厚30μm,把切片置于显微镜下,使激光焦点聚集到冰冻切片进行喇曼光谱观察.结果:①同类标本显微激光喇曼光谱重现性好,光谱特征基本相似,而在运动神经与感觉神经两种不同类标本中,某些特征喇曼峰相对强度和峰宽明显不同.②运动神经与感觉神经的喇曼光谱在1 088 cm-1,1 276 cm-1,1 439 cm-1,1 579 cm-1,1 659 cm-1等附近的喇曼振动峰相对强度存在明显差异,1 276 cm-1处的峰值与1 439 cm-1处的峰值比反映了运动神经与感觉神经之间的微观结构差异.以比值1.06作为判定标准,大于1.06为感觉神经,反之则为运动神经.③判别运动神经的灵敏度、特异度、阳性和阴性预测值分别为87.5%,93.8%,93.3%,88.2%;判别感觉神经的灵敏度、特异度、阳性和阴性预测值分别为93.8%,87.5%,88.2%,93.3%.结论:运动神经束与感觉神经束的喇曼光谱具有各自的特征谱,且具有恒定性和可靠性,可以根据光谱特征的不同来区分神经束结构性质.提示显微激光喇曼光谱法是一种鉴别神经束性质的有效方法.
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鳞癌及其癌旁组织的共聚焦激光拉曼光谱分析
目的:探索共聚焦激光拉曼光谱仪在检测癌组织及其癌旁正常组织的特征峰差异,提供分子光谱水平检测组织样本共聚焦激光拉曼光谱.方法:从临床手术获取的冰冻切片样品,采用共聚焦激光拉曼光谱仪,在Ar+激光照射下检测癌组织及其癌旁正常组织的光谱.结果:癌旁正常组织和癌组织的共聚焦激光拉曼光谱差异有显著性,肺癌、食管癌、喉癌组织的激光拉曼光谱均具有特征峰,并且具有一致的特征峰峰位,但喉癌还有2个特征峰峰位,而其癌旁正常组织均无特征峰.结论:癌组织与其癌旁正常组织的激光拉曼光谱具有明显差异,说明二者分子组成和结构不同.
