中红外光纤技术研究胃正常和肿瘤组织及其原位、在体临床应用

采用中红外光纤衰减全反射光谱法研究胃组织样品, 以48个病人的90个胃组织的红外光谱, 包括32个正常和58个肿瘤组织样品. 肿瘤光谱的特征通常表现在CH和C=O峰的消失, 酰胺I带以及接近1545 cm^−1的弱的酰胺II带向低波数位移, 1450 cm^−1峰强度下降并一般弱于1400 cm^−1峰. 减谱结果表明正常和肿瘤组织的酰胺I带和酰胺II带在峰位和相对强度方面有着较大的差别. 统计分析结果证实了这一结论. 结果表明中红外光纤技术提供了胃肿瘤组织的信息, 能够用来区分正常和肿瘤组织. 实现了肿瘤的在体原位检测, 在手术室旁对新鲜离体样品以及手术过程中在体原位检测恶性肿瘤的结果同对体外液氮冰冻样品和病理检测所得到的结论一致, 这一新结果成为临床应用的基础.     

傅里叶变换红外光谱体表无创探测乳腺肿瘤

利用傅里叶变换红外(FTIR)光谱仪联合衰减全反射(ATR)探头的中红外光导纤维对46名健康志愿者及113名乳腺肿物患者的体表皮肤进行无创红外光谱测定, 并从分子水平比较、分析了正常乳腺和有肿物乳腺体表皮肤的红外光谱特征. 结果表明, 健康志愿者乳房皮肤8个FTIR光谱测定部位的图谱趋于一致; 正常乳腺体表与有肿瘤乳腺体表的吸收峰差异明显, 而1080 cm^-1处核酸相关吸收峰的变化对鉴别肿瘤的良、 恶性有重要意义.     

肿瘤的红外光谱分析研究进展*

本文综述Fourier 变换红外光谱在生物体系中的应用研究进展。重点介绍肿瘤细胞和组织的红外光谱学研究内容、谱学特点及其分析方法研究进展。对应用红外光谱检测肿瘤的前景进行了展望。     

傅里叶变换中红外光纤光谱法用于腮腺肿瘤的检测

采用红外光谱仪与中红外光纤、衰减全反射(ATR)探头联用对40例腮腺肿瘤患者的腺体体表皮肤进行了测定, 并以病人术后肿瘤标本病理观察结果为判断标准, 对良性及恶性肿瘤光谱进行了判别, 发现光谱法判别结果与病理诊断结果基本一致. 实验结果表明, 正常腮腺、良性和恶性腮腺肿瘤体表皮肤的FTIR 光谱中存在显著的差异, 用相关吸收峰的峰形、峰位和峰强可以表征这些差异. 研究进一步发现, 对于不同类型的恶性肿瘤, 其体表组织的红外光谱主要差别在于1500—1000 cm-1区域内峰形及峰位的改变. 根据这一区域的差异可以将恶性肿瘤分为两大类: 一类恶性肿瘤具有上述的光谱特征(如腺泡细胞癌、嗜酸细胞腺癌和腺样囊性癌等), 另一类恶性肿瘤因为类型的不同在1500—1000 cm-1区域内峰形及峰位发生了很大的变化, 不同于上述的光谱特征.     

正常与癌症肺组织的傅里叶变换红外光谱差异的研究

傅里叶变换红外(FTIR)光谱可以在分子水平上研究细胞和组织等复杂的生命体系,提供分子结构和组成的信息.我们发展了一种用于直接测定肿瘤及正常组织红外光谱的方法,对16例肺癌及其癌旁正常组织进行了测定.结果表明,对于正常和癌变的肺组织,FTIR光谱中存在显著差异,相关谱带的相对峰高比可以表征这些差异.因此,傅里叶变换红外光谱可以用来诊断癌症与正常的肺组织,有望成为肿瘤快速诊断的新方法.     

苯丙氨酸取代的丝氨酸八聚体离子的红外光解离光谱及其在手性分析中的应用

通过电喷雾电离的方法,结合质谱-红外解离光谱技术对苯丙氨酸取代的丝氨酸八聚体团簇离子的红外解离光谱手性效应进行了研究,获得了相应的团簇离子在2 700~3 600 cm~(-1)的红外解离光谱。实验结果显示,苯丙氨酸取代的丝氨酸八聚体团簇离子均存在明显的同手性优势。通过比较相应红外解离光谱图的差异或在特定波长处的红外解离质谱均可实现苯丙氨酸单元的手性区分。     

傅里叶变换中红外光谱法检测脑胶质瘤

采用傅里叶变换衰减全反射中红外光谱法检测了19例液氮冻存的脑胶质瘤离体组织样品(星形细胞瘤10例, 少枝-星形细胞瘤9例), 对得到的红外光谱进行分析发现, 恶性程度不同的星形细胞瘤组织的红外光谱存在差异, 并且不同类型的脑胶质瘤组织的红外光谱也表现出较为明显的区别, 因此可以根据各个特征吸收峰的峰位、 峰形及谱峰强度等信息来区分脑胶质瘤, 并初步鉴别脑胶质瘤的性质. 研究结果表明, 通过某些特征吸收峰峰位的变化来鉴别星形细胞瘤和少枝-星形细胞瘤与病理诊断结果的符合率约为80%, 说明傅里叶变换衰减全反射中红外光谱法有望发展成为一种对样品无损伤、 快速的脑肿瘤诊断新方法.     

同步辐射红外光谱成像技术对细胞的研究

同步辐射红外显微光谱技术凭借其超高亮度和高空间分辨率的优势,已经在多学科领域中取得了大量的研究成果。特别是在生物医学领域,同步辐射红外显微光谱可以对无染色、无标记的生物样品进行无损检测并可获得生物分子的大量结构信息,因此得到广泛应用。随着同步辐射红外显微光谱技术的发展,生物化学家和光谱学家已经将研究的重点从组织层次的红外光谱成像（组织红外光谱成像）扩展到细胞层次的红外光谱成像（细胞红外光谱成像）,并在近十年的研究中取得了大量的研究成果,但同时也暴露出一些问题,例如（1）细胞或介质中的水在红外光谱酰胺Ⅰ谱带具有很强的吸收;（2）不平整的细胞表面会导致红外光谱中产生Mie散射;（3）细胞红外光谱的复杂性和不确定性会影响数据分析的有效性和准确性。另一方面,生化学家和光谱学家也为解决这些问题采取了许多有用的策略。因此,本综述首先从样品制备、实验设计以及数据分析等方面对最近十年来细胞同步辐射红外光谱成像技术取得的成果进行了总结,随后介绍了目前细胞红外成像技术面临的问题以及解决策略。我们相信,通过多束同步辐射红外光与焦平面阵列（FPA）探测器的结合,同步辐射红外光谱成像技术在对细胞的结构和功能研究中以及其他领域不同材料的研究中都会逐步显示出独特的作用。     

聚合物前驱体方法低温合成LiTaO3纳米粉体

采用聚合物前驱体方法,以柠檬酸为配位剂,乙二醇为酯化剂,低温合成纳米LiTaO3粉体.以红外光谱和拉曼光谱研究了柠檬酸与金属离子的配位情况.当柠檬酸和金属离子物质的量的比为2.5:1、柠檬酸和乙二醇的物质的量比为1:2时可形成稳定的Li-Ta前驱体溶胶.用差热.热重对凝胶前驱体的热分解历程进行分析,采用X射线衍射和红外光谱对Li-Ta凝胶前驱体及不同温度下煅烧所得粉体的相组成进行分析.结果表明,凝胶前驱体经600℃下煅烧2 h可以得到纯钙钛矿型纳米LiTaO3粉体.平均粒径为60～80 nm.     

肿瘤外泌体的分析检测

肿瘤外泌体是由肿瘤细胞释放到细胞外环境的微小囊泡,其直径约为30~150 nm,主要存在于血液、尿液、唾液等多种体液中,是早期肿瘤诊断的标志物之一。肿瘤外泌体具有较好的稳定性且含量丰富,因此是液体活检标志物的研究热点。肿瘤外泌体携带母细胞相关的蛋白、脂质和核酸等生物活性物质,为生物检测提供了多种特征标志物。本文就肿瘤外泌体的生成、分离、表征及分析检测进行了论述,重点讨论了肿瘤外泌体检测的研究进展。     

傅里叶变换红外光谱法用于体表无创性检测乳腺肿瘤的研究

乳腺肿瘤是女性常见的疾病之一,其中乳腺癌的发病率在女性恶性肿瘤中占首位,并且发病率呈不断增加的趋势,严重危害妇女的身体健康．乳腺癌的早期诊断和治疗是提高乳腺癌患者整体生存率的关键．目前大多采用传统的X线、超声、CT和核磁共振等技术进行影像诊断,这些诊断方法需要等到肿块形成具有占位效应时才能检测出来．而振动光谱法是分子结构变化的灵敏探针,它在癌症形成的初级阶段即可观察到分子结构的改变,因此傅里叶变换中红外光谱技术有可能发展成为一种无损伤、快速和方便的肿瘤早期诊断方法．     

中红外光纤光谱法在化学反应过程中的应用

将傅里叶变换中红外光纤光谱技术分别用于液相反应体系和固液反应体系的在线监测. 在液相反应体系中, 监测了环烷酸皂化时形成微乳的过程, 初步了解了皂化环烷酸时微乳液的形成机制; 在固液反应体系中, 监测了邻苯二甲酸与氯化铕的配位反应过程, 探索了络合物的生成过程及组分间的相互作用. 该技术有望发展成为一种实时监测化学反应过程的新方法.     

Distinguishing malignant from normal stomach tissues and its in vivo, in situ measurement in operating process using FTIR Fiber-Optic techniques

The application of molecular spectroscopy inthe biological fields is more and more extensive.Recently vibrational spectroscopy, including FTIRATR Optic Fibers[1—3], FT-IR microspectroscopy[4—6],FT-Raman[7,8] and near IR spectroscopic[9] methods,was used…     

红外光谱酰胺Ⅲ带用于蛋白质二级结构的测定研究

用甲醇对BSA和RaseA等蛋白质进行变性处理,结合蛋白质酰胺带的拟合结果对酰胺带各二级结构的谱峰进行了初步指认:1330～1290cm^-1为α-螺旋;1295～1265cm^-1为β-转角;1270～1245cm^-1为无规卷曲;1250～1220cm^-1为β-折叠.依据这些谱峰归属,对一些已知二级结构的蛋白质进行了测定,所得结果与X射线衍射数据以及酰胺带的定量结果基本一致.     

Distinguishing malignant from normal stomach tissues and its <Emphasis Type="Italic">in vivo,in situ</Emphasis> measurement in operating process using FTIR Fiber-Optic techniques

Gastric tissue samples were studied using mid-IR fiber-optic attenuated total reflectance (ATR) spectroscopy. FTIR spectra of 90 tissue samples from 48 patients, including 32 normal and 58 malignant tissue samples, were chosen as examples. Malignancy was usually characterized by the absence of CH and C=O bands, a weak amide II band near 1545 cm^-1, a shift of the amide I band to lower wave number, a decrease in the ∼1450 cm^-1 peak to less than the ∼ 1400 cm^-1 peak. Subtraction spectra indicate that the amide I and amide II bands of normal and malignant tissues have larger differences in peak positions and relative intensities. The statistical analysis results confirm this conclusion. The results indicate that FTIR fiber optic techniques provide important information about cancerous tissue of the stomach, which can be used to differentiate the malignant tissue from the normal tissue. Based on the above results we successfully realize the detection of the tumor tissues of digestive tract in vivo and in situ. And the results of detection cancer near operating room and in vivo and in situ in the operating room are consistent with the conclusions for the samples stored in liquid N², which is the basis for the clinical application.     

Label-free detection of protein-protein interactions at the GaAs/water interface through surface infrared spectroscopy: discrimination between specific and nonspecific interactions by using secondary structure analysis

Here, we propose a label-free detection of protein-protein interactions that enables simultaneous qualitative analysis of target proteins by using Fourier transform infrared (FTIR) absorption spectroscopy in multiple internal reflection geometry (MIR-FTIR). Using this method, the target proteins were detected based on the peak height of the amide I and amide II bands, while discrimination of specific and nonspecific signals is made based on the secondary structure of the analytes, which is determined through second-derivative analysis of the amide I band. As a model system, an antigen peptide was immobilized on the surface of GaAs, which was transparent to mid-infrared light, and the interaction with its antibody was examined in aqueous media. We demonstrated that the binding of the antibody to the antigen immobilized on a GaAs surface selectively gave rise to beta-sheet amide I vibrations (1639 and 1690 cm-1), while no structurally related signals were induced by nonspecifically adsorbed proteins. The peak height of the beta-peak (1639 cm-1) in the amide I band linearly increased with the antiserum concentration as well as that of the amide II band. The detection limit (S/N = 3) was a 1:36 000 dilution for the amide I signal. In addition, through the use of surface-sensitive MIR-FTIR, the present sensor selectively detected the antigen-antibody interactions at the surfaces without being affected by the presence of bulk species, enabling rapid and wash-free detection. Our method provides not only rapid label-free detection of protein-protein interactions but a more accurate discrimination between specific and nonspecific interactions through the use of the secondary structure of the target proteins as a measure for the specific signals.     

一种天然纳米纤维捕鸟蛛丝的物理化学结构表征

蜘蛛丝作为功能性结构材料, 其独特的纤维成型方法与优良的结构和性能引起许多人的关注. 从20世纪80年代开始有关蜘蛛丝的研究报道日益增加[1]. 与高温高压下或由溶剂纺丝成型的合成纤维相比, 蜘蛛丝在空气中凝固成型, 丝纤维成型安全、无害, 从腹部若干不同吐丝器产生不同种类的丝具有不同的用途[2]. 蜘蛛拖曳丝(dragline silk)的比强度大于钢丝, 且具有较大的断裂伸长率(9%～30%)[3,4], 抗张强度1.1～1.4 GPa. 在相对湿度50%和应变速率100%/min的条件下, 模量值可达10～50 GPa. 在所有已知纤维品种中, 蜘蛛丝的断裂能是最高的. 此外, 蜘蛛丝在许多方面的综合性能优于最优良的人造纤维. 另外, 蜘蛛丝的细度为已知纤度最小的天然有机纤维, 这种高性能丝具有捕捉昆虫甚至鸟类的功能, 因此蜘蛛丝是具有特异功能的天然纤维材料. 目前, 蜘蛛丝结构和性能的研究主要包括其化学组成[5]、结晶结构[6,7]、结构模型[8,9]以及其NMR表征[10]等, 这些研究揭示了蜘蛛丝的氨基酸组成、分子量及其分布、结晶度、晶胞尺寸、链构象以及结构模型等. 这些研究主要集中在少数几种蜘蛛品种上, 如金色圆网织网蛛(Nephila clavipes)、十字圆蛛(A.diadematus)和大腹圆蛛(A.ventrocosus)等. 目前, 已知的蜘蛛种类大于30 000种[11], 以蜘蛛丝为例的生物大分子材料研究是一个挑战性的课题. 国内蜘蛛丝的研究仅有大腹圆蛛拖曳丝蛋白一级结构的研究报道[12,13]. 本文报道了广西捕鸟蛛丝的红外光谱、形貌结构和原子力显微镜的初步研究结果.     

中红外光纤技术用于口腔肿瘤在体原位检测的研究

肿瘤是严重威胁人类健康和生命的疾病,早期诊断和及时治疗是提高肿瘤病人存活率的重要因素,肿瘤的发生和发展一般可分为3个阶段：(1)基因突变;(2)生物分子组成和结构发生改变;(3)细胞和组织形态发生变化,目前常用的影像学方法只能检测较大的肿块,组织标本的病理诊断法需在