傅里叶变换红外光谱用于肿瘤细胞株检测的研究

采取在体外培养胃癌细胞株(SGC7901), 将培养细胞涂于BaF₂窗片的方法,应用美国Nicolet(尼高力)公司Magna750-Ⅱ型红外光谱仪对细胞株进行透射红外光谱检测, 得到了时间轴上体外培养细胞株的光谱图, 将特征性光谱与胃癌组织光谱进行了比对。发现胃癌细胞株红外光谱特征与相应癌组织光谱特征存在异同,说明细胞胃癌组织所表现的红外光谱特征可以反映胃癌细胞本身的红外光谱特征, 同时也具有自身的复杂特点。实验为红外光谱法诊断胃癌奠定了细胞学基础。     

FTIR应用于经染色处理的妇科肿瘤组织切片的研究

应用FTIR分析经染色处理的妇科肿瘤组织切片及常规红外切片,将二者的红外光谱图与正常组织的红外光谱图对照.结果显示,经染色处理的肿瘤组织的各特征峰与未经染色的肿瘤组织的特征峰大体一致,二者与正常组织的红外光谱相比,都具有明显且有规律的差异,说明FTIR直接对经染色处理的肿瘤组织切片进行红外分析以作为肿瘤诊断的依据是可行...     

结直肠癌细胞株及细胞核的傅里叶变换红外光谱研究

运用傅里叶变换红外光谱技术研究了正常组织(30例)和细胞株(SW 620),正常细胞核和癌变细胞核的红外光谱特征,为红外光谱诊断结直肠癌奠定了细胞及亚细胞水平的实验基础。将所得光谱图的峰位及峰强比进行统计分析发现:细胞株(SW 620)和癌变细胞核中谱带(2 925,1 240和1 085cm-1)的峰位均向高波数移动(p<0.05),而谱带1 400cm-1的峰位均向低波数移动(p<0.05);细胞株(SW 620)中峰强比(I1 650/I1 460,I1 400/I1 460,I1 240/I1 460,)较正常组织升高(p<0.05),而I1 740/I1 460则降低(p<0.01)。癌变细胞核中(I1 650/I1 460,I1 400/I1 460,I1 240/I1 460)较正常细胞核亦升高(p<0.05).这些差异可作为区别组织良恶性的指标。     

傅里叶变换红外光谱用于胃镜样品的检测

应用傅里叶变换红外光谱(FTIR) 法对184例不同病理状态的胃镜下活检组织样品进行检测和分析,结果表明,慢性浅表性胃炎的基本谱图特征包括：较强的酰胺Ⅱ带;1 460 cm-1处的峰强高于1 400 cm-1处的峰强。典型的胃癌组织的谱图特征包括：较低的酰胺Ⅱ带;1 460 cm-1处的峰强低于1 400 cm-1处的峰强;1 300 cm-1的峰强明显增加。慢性萎缩性胃炎呈现出部分胃癌的光谱特征。这一结果表明,应用FTIR可以对胃镜下活检的小块组织进行鉴别诊断。     

木蜡油涂饰对檀香紫檀易混树种的红外光谱影响分析

卢氏黑黄檀和染料紫檀木材特征与檀香紫檀相似,特别是两者经过加色精的木蜡油涂饰后,用肉眼很难与珍贵的檀香紫檀分辨。市场上销售的很多红木家具为了达到防腐、防尘、防开裂的性能以及提高红木表面光泽度和显现珍贵木材的纹理,大都进行了木蜡油表面涂饰加工,因而只研究木材本身的鉴别不能满足市场需求。借助红外光谱（FTIR）结合二阶导数红外光谱（SDIR）和二维相关红外光谱（2D-IR）技术,对经过木蜡油涂饰的檀香紫檀（Pterocarpus santalinus）、染料紫檀（P.tinctoricus Welw）和卢氏黑黄檀（Dalbergia louuelii）进行了红外光谱分析。通过打磨-涂底油-打磨-涂面油-干燥的涂饰工艺对3个树种进行表面涂饰。分别取3个树种素材的木粉和经过表面涂饰的木材表面的木粉进行FTIR,SDIR和2D-IR三级鉴别分析,同时测定了木蜡油的FTIR谱图。结果表明：(1）木蜡油FTIR谱图在2 925,1 733,1 465和1 378 cm-1较强的特征峰出峰位置与3个树种木材本身的出峰位置基本重合,且在2 854 cm-1处归属于亚甲基C-H对称伸缩振动,1 233 cm-1处归属于羧基C-O伸缩振动,729 cm-1处归属于长链的亚甲基C-H弯曲振动的特征峰在涂饰后三种样品的FTIR谱图中有相同的体现,说明木蜡油涂饰未对3个树种红外谱图的特征峰产生影响;3个树种表面涂饰前后FTIR谱图的相关系数同时可以对木蜡油涂饰未对3个树种的特征峰产生影响进行佐证;(2）FTIR谱图在1 595,1 060和836 cm-1处可以将染料紫檀与檀香紫檀和卢氏黑黄檀两个树种区分开;SDIR谱图可以在1 551 cm-1将卢氏黑黄檀区分开,并能进一步对染料紫檀的特征峰进行验证;在2D-IR光谱中,在1 425~1 800和850~1 300 cm-1两个波段范围,檀香紫檀的自动锋明显区别于其他两个树种,在1 250 cm-1处归属于醚类化合物的吸收峰可以将檀香紫檀区分开。目前红木识别主要利用木材解剖方法,表面涂饰大多集中在木材材色变化研究。借助红外光谱技术,最终利用各个树种和木蜡油在红外光谱谱图中不同的特征峰体现的官能团差异直接推测特征成分的含量差异,无须测定其特征成分的具体物质,进而实现准确、快速地把经木蜡油表面涂饰的檀香紫檀及与其易混淆的染料紫檀和卢氏黑黄檀区分鉴别。     

组织非特异性碱性磷酸酶活力的细胞原位红外检测

以富含组织非特异性碱性磷酸酶(TNAP)的人成骨肉瘤细胞株Saos-2为研究模型,利用β-甘油磷酸(β-GP)作为TNAP的生物底物,以红外(IR)光谱为监测工具,检测Saos-2细胞水解β-GP的反应过程,根据红外谱图特征吸收峰的变化,计算TNAP酶活力值。     

傅里叶变换红外光谱法研究肺组织切片

采用傅里叶变换红外光谱(FTIR)仪并借助OMNI采样器直接、快速地测定了正常肺组织及肺癌组织的红外光谱,通过研究表明,正常肺组织与肺癌组织样品的红外光谱在峰位、峰强及峰形等方面均存在明显而有规律的红外光谱差异,这反映了组织中的蛋白质、核酸和脂类等生物分子在不同性质的组织中含量上的差异。研究表明,FTIR可从分子水平上揭示正常肺组织和肺癌组织的特性,能对正常肺组织和肺癌组织的良、恶性的鉴别提供丰富而可靠的结构信息。     

枸杞子四种原性状的FTIR光谱法鉴别

本文利用傅里叶变换红外（FTIR）光谱法无损快速鉴别了枸杞了的四种原性状。结果表明：不同颜色、不同味道、不同质地及不同形状的枸杞子的红外光谱谱图较为特征,各种枸杞子的红外官能团吸收均遵循一定的变化规律。该方法快速、简便、直观、样品不需要分离提取。     

板蓝根颗粒的红外光谱无损快速鉴别及可视化表达

用傅里叶变换红外光谱对传统中成药板蓝根颗粒进行了研究。对同一厂家不同批次和不同厂家的板蓝根颗粒主要成分板蓝根和大青叶的红外光谱图及二阶导数谱图进行了比较分析,并将谱图进行可视化表达。结果显示,傅里叶变换红外光谱法结合二阶导数谱和谱图的可视化,能够有效地提取配方颗粒的特征指纹谱图,直观地反映出不同生产厂家产品质量的差别及同一生产厂家不同批号产品之间谱图的可重现性,从而实现中成药的无损快速鉴别,为中成药质量检测及监控提供一种方便、有效和直观的方法。     

正常人体甲状腺体表傅里叶红外光谱图的特征分析

应用傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)并联合衰减全反射(ATR)探头经体表方式测定120名健康受试者的双侧甲状腺,由此获得240张正常人体甲状腺体表傅里叶红外光谱图;通过分析比较正常人体左右两侧甲状腺体表红外光谱12个谱带的峰位、相对峰强及半高宽等35个FTIR光谱参数以探讨双侧甲状腺体表红外光谱有无差异;同时明确甲状腺体表红外光谱中蛋白质、脂质、核酸和糖类等生物化学成分相应特征吸收峰的变异特征。结果表明：正常人体左右两侧甲状腺体表红外光谱图大体趋于一致,仅F_{1 640} P_{2 920} P_{1 040}和I_{2 920}/I_{1 460},4个光谱参数差别存在统计学意义;并计算得到一系列正常人体甲状腺体表傅里叶红外光谱特征谱带光谱参数的90%正常参考值范围及绘制出能充分代表正常人体甲状腺基本特征的标准平均红外光谱图,进一步为傅里叶变换红外光谱应用于临床甲状腺疾病诊断提供参考。     

宫颈正常与宫颈癌组织傅里叶变换红外光谱的初步研究

利用傅里叶变换红外光谱对宫颈鳞癌(17例)、宫颈腺癌(5例)及宫颈正常组织(13例)进行了分析。结果显示,18个谱带在各类组织中的出现概率都在80%以上,显示其在组织中的特征性;这3类组织红外光谱的相对吸收峰吸光度差异主要表现在1 080,1 238,1 314,1 339,1 397,1 454,1 541,1 647,2 854, 2 873,2 926和2 958 cm-1处的比较上。傅里叶变换红外光谱仪可用于区分宫颈鳞癌、腺癌及宫颈正常组织,以该仪器为基础的方法有望成为宫颈癌筛检及临床诊断的新方法。     

Fourier Transform Infrared Spectroscopic Analysis of Breast Cancer Tissues; Identifying Differences between Normal Breast,Invasive Ductal Carcinoma,and Ductal Carcinoma In Situ of the Breast

Abstract

A nondestructive method employing Fourier transform infrared (FTIR) microspectroscopy coupled with attenuated total reflectance (ATR) objective for the analysis of histopathological specimens is described. Malignant breast tissue specimens have been analyzed to demonstrate the hypothesis that chemical changes taking place in biological tissue can be reliably and reproducibly identified. This study is the first report to elucidate clear spectral differences between different ductal carcinoma in situ (DCIS) grades. Sixty individual cases of breast carcinoma including DCIS and invasive ductal carcinoma (IDC) and seven cases of normal breast tissues were studied using the FTIR-ATR spectroscopic technique. FTIR analysis of tissue sections has provided distinct spectra that can be used to distinguish between the nuclear grades of DCIS and IDC of the breast. It was concluded that FTIR could objectively and reproducibly discriminate between DCIS and IDC grades without sample destruction. In the future, applications of FTIR approaches should become feasible in the nondestructive express classification of grades and diagnosis of breast carcinoma.     

中红外光纤技术用于腮腺肿瘤诊断的研究

采用傅里叶变换红外光谱法与中红外光导纤维联用技术对１１例肿瘤，７例正常腮腺和１例舍格伦综合症的红外光谱进行了对比研究。结果发现正常腮腺和舍格伦综合症的红外光谱很相似，而与肿瘤的光谱存在着明显差别，同时也观察到良性与恶性肿瘤的光谱在若干波段处也有所不同．     

乳腺癌的傅里叶变换红外光谱成像研究

傅里叶变换红外光谱(FTIR)成像技术可同时获得组织样本的空间分布信息和红外光谱信息。本文利用FTIR成像技术对离体原位乳腺组织样本进行原位研究,通过特征谱带吸光度比值(面积比值)图像结合FTIR光谱分析研究健康和癌变乳腺组织的差异。发现乳腺癌组织的特征带吸光度比值A1087/A1455、A1238/A1455、A1550/A1455、A1650/A1455相对于健康组织明显增大,A1160/A1087、A1740/A1550则减小。研究结果论证了乳腺组织癌变过程中大分子含量的变化规律,体现了FTIR成像技术在乳腺癌诊断方面的准确性、直观性和可行性,其有潜力成为基础研究和临床诊断的一种准确有效的技术手段。     

胆囊癌的傅里叶变换红外光谱研究

运用衰减全反射(attenuated total reflection,ATR)探头与傅里叶变换红外(Fourier transform infra-red,FTIR)光谱仪,测定并分析了新鲜离体的胆囊癌组织18例和良性组织139例的FTIR光谱。结果表明:(1)胆囊癌的1 167和1 123 cm-1谱带的峰位显著地向低波数移动(P0.05),而1 309 cm-1谱带的峰位显著地向高波数移动(P0.05)。(2)胆囊癌组织光谱多个峰的相对强度I2 856/I1 461,I1 167/I1 461,I1 123/I1 461和I1 082/I1 461明显升高(P0.05)。(3)1 167和1 082 cm-1谱带的半高宽显著升高(P0.05),谱带1 461 cm-1的半高宽则显著降低(P0.05)。(4)癌组织1 750 cm-1谱带的出现几率明显增加(P0.05)。与胆囊良性组织相比较,癌组织光谱中与脂类、糖和核酸相关的谱带均发生了明显的变化。     

甲状腺癌的傅里叶变换红外光谱研究

应用傅里叶变换红外光谱仪,测定了17例甲状腺癌和23例良性甲状腺疾病术中新鲜离体组织的红外光谱。通过用统计学方法对比分析,发现甲状腺良恶性组织的傅里叶红外光谱之间存在明显差异,其中恶性肿瘤光谱有以下特征：(1)甲状腺癌组织的酰胺Ⅰ带明显红移(P<0.01),酰胺Ⅱ带却出现蓝移(P<0.05),癌组织光谱中I_{1 640}/I_{1 460}和I_{1 640}/I_{1 550}较良性组织明显升高(P<0.01),说明恶性肿瘤不仅蛋白质结构上发生了变化,蛋白质的量化上也有明显变化;(2)与脂类相关的2 955, 2 920, 2 870, 2 850和1 740 cm-1谱带出现概率明显变低,表明癌组织的脂类相对含量降低;(3)与核酸相关的1 241 cm-1谱带明显蓝移至(1 238.29±2.87)cm-1 ,I_{1 080}/I_{1 460}较良性肿物组织有升高(P<0.05),表明癌组织中磷酸二酯基团中PO₂增加,因为在癌细胞分裂增生加快,细胞核内DNA含量增加。研究结果表明,红外光谱有望成为术中快速诊断甲状腺恶性肿瘤的主要方法。     

癌症患者及正常人指甲的红外光谱研究

利用傅里叶红外光谱研究了20例正常人和3例左上颌窦癌、前列腺癌、胆管癌三种癌患者手指甲的红外光谱，结果表明：癌症患者指甲样品与正常人指甲样品的红外光谱在峰形、峰强度、峰频率等方面均存在明显差异。     

人肺组织与肺癌组织FTIR光谱的统计分析

本文应用统计方法分析了人肺正常组织和肺癌组织的FTIR光谱 ,选择光谱谱型参数 ;峰位、峰高、峰位差、峰高比进行比较分析 ,发现有多个变量可以显示两类光谱的差异 ,选择峰高比参数建立了Logistic预测方程为光谱的应用进行了探索。结果表明可以借助数学方法对组织光谱进行数据转换和分析 ,为了研究大量的组织光谱提供思路。     

乳腺组织中核酸的FTIR光谱分析

在物理因素和化学因素的影响下 ,乳腺组织中DNA分子结构发生改变而出现损伤 ,导致碱基结构的诱发变异。研究表明 ,FTIR光谱能够灵敏地反应这种结构变化。通过比较不同类型乳腺疾病组织的FTIR光谱、去卷积光谱和数据分析 ,可以看出正常组织、良性组织以及癌组织在蛋白质、核酸和糖含量方面的差异。通过对不同类型乳腺组织中核酸的提取 ,经FTIR光谱和去卷积光谱分析 ,进一步研究了核酸中碱基结构和含量 ,磷酸盐结构和含量之间的差异。结果表明 :癌变组织中胶原蛋白和核酸含量有明显增加 ,糖蛋白含量逐渐减少 (除粘液癌外 )。提取核酸后的光谱和光谱数据显示 :癌变组织中碱基环鸟嘌呤的氢键化程度增强 ;在自由基·OH攻击下 ,癌组织中碱基环腺嘌呤大多数是以氧化的 8 OH Ade形式而存在 ,由于CN振动增强 ,峰位移向高波数 ,磷酸盐含量增加 ,去卷积后 ,A1 0 80 A1 0 50 数据显示 ,从正常、良性到癌组织 ,PO-2 相对于C—O含量增大。从分子生物学、分子医学角度 ,为研究癌变机理提供重要依据