大鼠死后肺脏FTIR光谱变化与死亡时间的关系

应用傅里叶变换红外(FTIR)光谱分析大鼠死后肺脏组织随死亡时间推移的化学降解过程,为法医死亡时间推断提供新的研究方法。结果表明,随着死亡时间的推移,大鼠肺脏组织FTIR光谱的主要吸收峰峰位没有明显变化,而其峰高有明显差异：(1)与核酸有关的1080,1241cm-1谱带的峰强呈下降趋势。(2)酰胺Ⅰ(I₁₆₄₇),Ⅱ(I₁₅₄₁)峰强比随死亡时间推移下降。1338和1313cm-1处的吸收峰强略有升高。(3)1460, 1400,1170 cm-1的谱带没有明显变化趋势。(4)死亡72 h后,1120 cm-1处出现新的吸收峰,吸收强度随时间推移逐渐增高;这一结果表明FTIR光谱分析技术有望成为法医死亡时间推断的有效方法。     

大鼠死后脑组织FTIR光谱变化与死亡时间的关系

应用傅里叶变换红外(FTIR)光谱技术分析大鼠死后脑组织随死亡时间推移的化学变化过程,为死亡时间推断的研究提供新的途径与数据。大鼠断颈处死后置于室温(20±2)℃环境下,在不同时间点提取大鼠脑皮质,运用FTIR光谱仪检测不同化学基团的变化。随着死亡时间的推移,大鼠脑组织FTIR光谱的主要吸收峰峰位没有明显变化,而其峰高有明显差异:(1)与核酸有关的谱带的相对峰强呈明显下降趋势;(2)酰胺Ⅱ和Ⅰ的峰强比呈上升趋势;1 338,1 313 cm-1,1 398 cm-1的峰强比呈下降趋势。(3)1 456和1 398cm-1谱带的峰强各自呈下降和上升趋势。(4)2 852,2 871,2 923,2 958 cm-1的峰强相对于1 647 cm-1而言,呈现上升趋势。     

辐射损伤小鼠胸腺组织的FTIR光谱变化与辐射剂量的关系

应用傅里叶变换红外(FTIR)光谱分析辐射损伤小鼠胸腺组织随辐射剂量增加的生化变化过程,为临床评估患者辐射剂量提供新的研究思路。结果表明,随着辐射剂量的增加,辐射损伤小鼠胸腺组织FTIR光谱的主要吸收峰位变化表现在照射2,3,5Gy时,在1 550,1 460,1 400及1 640 cm-1处峰位发生移位(P<0.05),峰高差异表现在：(1)与核酸有关的谱带1 085和1 236 cm-1的峰强比呈下降趋势,(2)与蛋白质有关的谱带1 640与1 550 cm-1的峰强比随剂量增加明显下降,(3)与脂类有关的谱带2 958,2 925,1 460及1 400 cm-1未发生明显的变化。研究结果表明傅里叶变换红外光谱有望成为临床估算受照剂量的新方法。     

傅里叶变换红外光谱应用于乳腺癌临床诊断的探索

应用了ATR探头测定了10例正常乳腺组织块和8例乳腺癌组织块的傅里叶变换红外(FTIR)光谱,用统计学的方法详细比较了乳腺癌组织与正常乳腺组织的13条谱带的19个红外光谱指标的差异。结果表明：乳腺癌组织的红外光谱中与蛋白质、脂类、碳水化合物和核酸相关的谱带同正常乳腺组织之间存在明显的差异：(1)N—H的相对强度明显增高,蛋白质酰胺Ⅰ带显著红移。(2)—CH₂基团的对称伸缩振动和反对称伸缩振动以及CO的伸缩振动明显减少;(—CH₂)_n变角振动的相对强度降低。(3)1 160 cm-1谱带与1 120 cm-1谱带的相对强度明显降低。(4)1 080 cm-1谱带红移。这些差异是应用红外光谱诊断乳腺癌的基础。FTIR光谱在乳腺癌的临床诊断和治疗方面有着十分美好的前景。     

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。     

傅里叶变换红外光谱用于食管癌及癌旁正常组织结构的相关研究

应用傅里叶变换红外光谱法(FTIR)对43例食管癌及癌旁正常组织进行了分析,结果表明,食管癌组织和癌旁正常组织的红外光谱具有较大的差异:正常组织的红外光谱在1550 cm-1附近的酰胺Ⅱ带吸收峰相对较强,峰型高尖,与酰胺Ⅰ带的相对峰高比(I1647/I1550)在癌组织中比较高;正常组织中酰胺Ⅰ带的吸收峰峰位比癌组织的高1-6 cm-1;正常组织中1453 cm-1处的峰强大于1402 cm-1处,而在癌组织中则相反,1402 cm-1附近的吸收峰峰高大于1453cm-1处;癌组织中1080 cm-1附近的峰位和正常组织相比显得高而强,癌组织的相对峰高比(I1080/I1550)高于正常组织。说明傅里叶变换红外光谱法可以用于对良、恶性组织进行鉴别诊断,有希望发展成为肿瘤快速诊断的一种新方法。     

5-氟尿嘧啶诱导结肠癌细胞系SW 620凋亡的傅里叶变换红外光谱研究

探索红外光谱监测肿瘤细胞凋亡的可行性及初步分析。采用结肠癌细胞系SW620作为诱导细胞模型,MTT法确定最优5-FU诱导浓度, 无血清饥饿培养协同细胞周期阻滞在G1和S期,傅里叶显微红外光谱仪(FTIR) 联合流式细胞仪(FCM)对SW 620细胞和凋亡的SW 620细胞12 h、早期凋亡(24 h)和晚期凋亡(48 h)的峰位、相对峰强等指标进行比较分析。光谱分析结果显示SW 620对比凋亡细胞有以下特征：(1)与脂类相关谱带1 740 cm-1相对峰强比I_{1 740}/I_{1 460}明显降低(p<0.05),表明凋亡细胞中脂类相对含量增多。(2)与氨基酸残基相关谱带1 410 cm-1,I_{1 460}/I_{1 460}在凋亡早期和晚期明显升高(p<0.05), 与丝、苏氨基酸相关谱带1 120 cm-1 向高波数移动,I_{1 120}/I_{1 460}明显升高(p<0.05),表明凋亡细胞中DNA双螺旋解链,氨基酸残基增多。(3)DNA的反对称伸缩1 240 cm-1向高波数移动,表明凋亡细胞中核酸分子构象发生改变。(4)与核酸多糖1 040 cm-1相关谱带在凋亡的24和48 h出现,向高波数移动,I_{1 040}/I_{1 460}在凋亡晚期降低(p<0.05)。初步研究结果表明傅里叶变换红外光谱分析可能成为实时无创监测肿瘤化疗的有效方法。     

蛋白质二级结构的二维红外相关光谱模拟研究

利用Voigt函数模拟了蛋白质二级结构的红外光谱吸收带和酰胺I带,其中1680cm-1吸收峰被严重叠加。为了研究二维红外相关光谱分析技术对叠加峰的分辨能力,选取1680cm-1吸收峰作为研究对象。当1680cm-1单峰峰高发生变化时,其同步谱中自相关峰能准确的反映出来。当1680cm-1和1640cm-1双峰峰高都发生变化时,其同步谱中自相关峰不但能准确反映出这两个峰的变化,还能获得1680cm-1子峰对外部扰动的灵敏度高于1640cm-1子峰的信息。它们同步谱中负交叉峰说明了1680cm-1和1640cm-1的变化取向相反,异步谱中该位置的负交叉峰说明了1640cm-1的变化快于1680cm-1。二维相关分析的结果和模拟吸收带假设的变化情况一致。研究表明二维红外相关光谱技术具有高分辨率、高灵敏度等优点,可以用于研究严重叠加的酰胺I带,获取蛋白质二级结构变化的相关信息。     

大血藤药材及不同提取物FTIR的比对分析

采用红外光谱法(FTIR)、二阶导数红外光谱法和二维相关光谱分析技术(Two-Dimensional Correlation Spectroscopy) 对江西和安徽大血藤药材、水提物、蒽醌类提取物和残渣进行了快速无损比对分析研究,从中发现两产地大血藤药材的谱图中均出现1 400～1 620 cm-1和1 000～1 200 cm-1两个强峰带,说明药材含有大量的药效成分蒽醌类和糖类物质;蒽醌提取物的谱图中也有上述2个谱带,但1 400～1 620 cm-1谱带明显强于1 000～1 200 cm-1谱峰,说明该提取工艺适宜提取蒽醌类物质;而水提物中2个谱峰带则是后者明显强于前者,证实该提取工艺适宜提取糖类物质;另外通过红外谱图和二阶导数红外谱图的对比发现在药材残渣中含有大量的草酸钙晶体。证明红外光谱技术不仅能对原药材及提取物的药效基团进行分析和指认,还能区分不同产地药材的提取物含量的高低,成功地建立了大血藤及其不同提取物药效成分比对分析的新方法。     

第4代航天育种白芷的FTIR分析

针对植物航天育种变异大的特点,利用傅里叶变换红外光谱(FTIR)结合二阶导数谱对第4代航天育种白芷与地面组白芷从整体上对主要组分进行测定和对比分析。结果表明:太空白芷主要活性成分香豆素类组分(1 741cm-1)含量增加,蛋白质(1 459,1 419cm-1)和脂肪(930cm-1)组分含量略有增加;而淀粉、膳食纤维(1 152,1 105,1 080,1 050cm-1)的含量大幅度降低。二阶导数谱中峰强差异更明显,1 279cm-1处揭示出太空白芷含有胺类组分。航天育种有利于选育出变异幅度大的特异质白芷新品种。     

鼻咽癌患者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例鼻咽癌患者手指甲的红外光谱,结果表明：癌指甲样品与正常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;它们的最大区别是：酰氨Ⅱ带峰形的变化,δ_s(CH₃)峰的消失,以及874.0 cm-1附近有无吸收峰。还着重研究了磷酸二酯基团的对称和反对称伸缩振动;以及C—O基团伸缩振动峰的变化。并从蛋白质、核酸氢键的角度以及膜脂碳氢链排列及构像变化角度等方面分析了发生变化的原因。磷酸二酯基团的对称伸缩振动峰呈现有规律的变化, 即癌样品由1 080.0位移到1 077.6 cm-1, 反对称伸缩振动由1 239.4位移到1 238.4 cm-1, 表明指甲核酸分子内磷酸二酯键骨架的结构发生了改变。另外, 膜脂分子中的CH₂弯曲振动 δ(CH₂)的波数也有些改变, 即癌样品由1 453.1位移到1 453.7 cm-1。而且,峰的强度也有所增强, 说明癌患者指甲的膜脂中亚甲基链的无序状态较正常人的大。     

FTIR结合主成分分析法对直肠癌转移淋巴结的研究

应用傅里叶变换红外光谱(FTIR)联合主成分分析法(PCA),分析直肠癌转移淋巴结的谱学特征,并对直肠癌转移淋巴结和非转移淋巴结进行线性判别分析。80例直肠癌转移淋巴结和80例未转移淋巴结进行FTIR光谱分析,计算峰强并进行主成分分析,得出在波数4 000～1 700 cm-1范围主成分1(Principal components 1,PC1)是3 260 cm-1,PC2为1 740 cm-1。波数1 700～1 000 cm-1范围,PC1为1 640 cm-1,PC2为1 080 cm-1,将良、恶性淋巴结光谱3 260,1 740,1 640,1 080 cm-1相对峰强比(I/I_{1 460})和波数1 080和1 300 cm-1进行t检验,良、恶性结果差异有统计学意义(p<0.05),表明癌转移淋巴结中蛋白含量、蛋白的形成、氨基酸增多;脂肪含量明显减少与癌组织中无氧酵解脂肪含量减少有关。将相对峰强比(I_{1 080}/I_{1 460}, I_{1 640}/I_{1 460}, I_{3 260}/I_{1 460}, I_{1 740}/I_{1 460}, n=160)进行PCA聚类分析,结果显示可以将良恶性淋巴结鉴别,良性淋巴结聚类在第一和四象限,恶性淋巴结聚类在二和三象限。将相对峰强比、1 080和1 300 cm-1进行线性判别分析(LDA),将25例淋巴结作为验证集进行分析,得出PCA/LDA模型的敏感度是87.5%,特异度是88.5%。结果表明傅里叶变换红外光谱分析技术可成为术中原位、在体和快速诊断直肠癌淋巴结转移的一种简便方法。     

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。     

FTIR技术应用于香烟烟气的分析

文章采用傅里叶变换红外光谱(FTIR)结合气溶胶流管技术(AFT)和衰减全反射技术(ATR)分别得到香烟整体烟气和气溶胶的红外谱图。通过解析红外谱图可得到丰富的基团振动信息,1 230 cm-1处为酚类化合物的C—O伸缩振动峰,1 735 cm-1处的尖峰为羧酸中羰基的伸缩振动峰。由于烟气中气体占主要比例,所以CO在2 118和2 170 cm-1出现较强的双峰,2 343和2 362 cm-1为CO₂特征吸收峰,其强度远远高于其他峰的强度。而气溶胶谱图中最明显的不同就是CO峰消失,CO₂峰强度也大大减弱。因此将两种技术结合,特别是通过分析对比某些特征峰的变化,得到香烟烟气所发生的化学变化、组分挥发以及形态聚集等动态变化过程。为分析香烟燃烧产物提供了一个新思路,且不需对样品进行预处理,具有方便、快捷、无损等优点。     

Studies on coordination and hydrogen bond intermolecular interaction using 1D & 2D FTIR spectroscopy

Two-dimensional (2D) correlation spectroscopy is a powerful method to study the intermolecular interactions between different molecules/functional groups. In the present paper, variable concentrations were selected to construct 2D synchronous spectrum for studying the weak intermolecular interactions in solutions. Mathematical analysis performed on 2D synchronous spectra using variable concentration as an external perturbation shows that the "Orthogonal Sample Design Scheme" is necessary for eliminating the interfering cross peaks in 2D synchronous spectra. The authors prepared four mixed-solutes-solutions whose concentration series satisfy the "Orthogonal Sample Design Scheme" for each chemical system and the consequent 2D synchronous spectrum was calculated from the corresponding four 1D spectra. Thus, by 1D & 2D FTIR spectra together with solid grinding reaction, the intermolecular interactions in two chemical systems (Sodium 2-Aminobenzoate/NdCl3 in aqueous solution, and 2-ethylhexyl phosphonic acid mono 2-ethylhexyl ester (PC88A)/Naphthenic Acid (NA) in heptane solution) were studied, where the intermolecular interactions only induce subtle spectral variations in conventional 1D spectra. First, the cross peaks between f-f transition bands of Nd3+ ion at 521, 574, 741, 795 and 865 nm and pi-pi transition band of Sodium 2-Aminobenzoate at 308 nm in 2D synchronous spectrum confirm the coordination interaction between Sodium 2-Aminobenzoate and Nd3+. Solid grinding reaction between Sodium 2-Aminobenzoate and NdCl3 and FTIR spectra of the product indicate that the vibration bands of amino, carboxyl groups from sodium 2-aminobenzoate show considerable changes. Based on the spectral result above, a conclusion is drawn that Nd3+ can coordinate with Sodium 2-Aminobenzoate by amino and carboxyl groups. Second, the cross peaks between POH stretching band of PC88A at 983 cm(-1) and COOH stretching band of NA at 1 710 cm(-1) in 2D spectra confirm the interaction between PC88A and NA. Subtraction spectrum demonstrates that when PC88A is mixed with NA in heptane solution, and P=O stretching band of PC88A shifts from 1 199 to 1161 cm(-1), and POH stretching band shifts from 983 to 965 cm(-1). Based on the spectral result above, a conclusion was made that PC88A and NA can interact with each other by forming new assemblies with POH and COOH groups.     

加热影响凹凸棒土结构的光谱分析

凹凸棒土含有四种羟基,3 614 cm-1处的吸收峰是与结构内部的四面体结构和八面体之间的Mg,Al相连羟基的伸缩振动;3 552和3 581 cm-1处的吸收峰是与凹凸棒土孔道边缘的Mg,Al八面体相连的结构水的羟基的对称和不对称伸缩振动;3 415 cm-1处的吸收峰是凹凸棒土中结晶水的羟基振动引起的;1 653 cm-1处的吸收峰是沸石水的吸收峰。将凹凸棒土在不同温度恒温30 min,通过不同的恒温温度各粉样的傅里叶红外光谱(FTIR)和X射线衍射光谱(XRD)的实测和比较,发现温度较低时结构内部的沸石水、结晶水、结构水同时减少;经450 ℃恒温30 min后,结构水被除去,凹凸棒土的晶体结构开始改变;结构羟基非常稳定,600 ℃恒温才会被破坏。文章初步探讨了热处理过程中化学变化过程。     

太空育种中药材防风的FTIR分析与表征

采用傅里叶变换红外光谱法（FTIR）对第四代太空防风与地面组防风和对照品防风进行了对比分析。三种防风主要吸收峰的峰形峰位相近,说明太空防风的主要化学成分和基本结构并未发生明显变化, 但1 640 cm-1处酮的CO吸收峰明显增强,表明色原酮类含量明显增加;2 927和2 856 cm-1处亚甲基的CH吸收峰和1 054 cm-1处C—O吸收峰明显增强,表 明色原酮苷类、多糖类含量明显增加;1 743 cm-1处内酯的CO吸收峰强于地面组,低于对照品,说明香豆素类含量较地面组增加,少于对照品。整体来看,太空防风成分得到优化,其有效 成分含量明显提升。