胞嘧啶核苷在纳米银膜上的NIR-SERS光谱检测

采用一种高活性的纳米银膜作为表面增强拉曼散射(SERS)基底,以近红外激光(785 nm)作为激发光源,对胞嘧啶核苷(胞苷)水溶液(10-2～10-8 mol·L-1)进行了近红外表面增强拉曼散射(NIR-SERS)光谱检测。实验结果表明,当胞苷水溶液浓度等于或低于10-7 mol · L-1时,可在300～2 000 cm-1范围内获得信噪比较好的NIR-SERS光谱。将胞苷水溶液(10-2～10-5 mol · L-1)分别滴在10片不同的纳米银薄膜上进行检测,结果表明该纳米银膜体现出了较好的光谱重现性。通过对纳米银膜表面形貌进行表征发现聚乙烯醇(PVA)包覆的纳米银颗粒在铝片表面形成“草状”结构。并通过对吸附了胞苷分子的纳米银膜进行紫外-可见光反射光谱检测,发现在800 nm处出现等离子共振峰。因此采用785 nm的近红外激光作为激发光时,该体系能够体现出强烈的表面等离子共振(surface plasmon resonance, SPR)特性。同时采用DFT-B3LYP/6-311G对胞苷分子进行了拉曼光谱计算,计算所采用入射光波长为785 nm,通过计算结果与实验测得的胞苷固体的拉曼光谱对比发现在300～2 000 cm-1范围内两者匹配得较好,进而对其振动进行了归属。最后通过比较胞苷的拉曼光谱和NIR-SERS光谱对胞苷分子在纳米银膜上的可能吸附方式进行了分析。分析结果表明胞苷分子主要为其核糖部分吸附纳米银颗粒上,同时该分子的17NH₂基团可能靠近局域电磁场增强区域。     

基于NIR-SERS技术结合PCA-LDA统计分析肝癌术后恢复状况

采用近红外表面增强拉曼散射(NIR-SERS)光谱技术,基于高效、稳定、低廉的纳米银膜基底检测了25例肝癌患者、25例肝癌术后患者和25例健康人的氧合血红蛋白(Oxy Hb)。对比发现,健康人、肝癌术后患者和肝癌患者的Oxy Hb的NIR-SERS光谱谱峰强度呈现依次下降的趋势,表明从谱峰强度可以初步判断肝癌术后患者恢复情况。利用主成分分析(PCA)结合线性判别分析(LDA)统计方法进行分析,25个肝癌术后患者中8人判别为健康人,其余17人判别为肝癌患者。判别分组与实际情况相符,表明PCA-LDA统计方法可以更准确地判断肝癌术后患者恢复状况。因此,NIR-SERS技术结合PCA-LDA统计方法有望为肝癌术后患者恢复状况的诊断提供一种新的思路和方法。     

FTIR结合聚类分析法在姜科植物物种分类及鉴别中的应用

利用傅里叶变换红外光谱仪分别检测17种姜科植物的的光谱特征,并通过系统聚类和相关性系数法来探讨各植物间的亲缘关系。结果显示,聚类分析树系图和相关性分析结果相吻合,当花叶山姜和黑果山姜的距离系数为1(最小),相关系数为0.991(最高),亲缘关系最近。该研究得出同亚属植物间、野草果与山姜属植物属近缘种,支持了顶花莪术、温郁金在分类系统中的独立性,建议划分为独立种。聚类分析中姜科植物种间的聚合较好,物种鉴定正确率达到100%。因此,FTIR结合聚类分析法在姜科植物物种分类及鉴别中是一种可行性手段。     

结合多变量统计分析肝癌氧合血红蛋白表面增强拉曼光谱

采用二维纳米结构银膜作为基底,检测了30例肝癌患者和30例健康人氧合血红蛋白表面增强拉曼散射(SERS)谱。利用主成分分析(PCA)结合独立变量t检验建立SERS光谱诊断多元统计算法模型,并用判别分析方法对此统计算法的诊断效果进行评价。实验结果表明,肝癌患者与健康人氧合血红蛋白SERS光谱有明显区别。采用PCA分析结合独立变量t检验统计分析方法得出SERS光谱PCA得分三维散点图可以很好的区分健康人和肝癌患者。利用判别分析方法得出该统计算法诊断肝癌的特异性和灵敏度分别为90%和96.7%,总判别正确率为93.3%。与健康人相比,肝癌患者氧合血红蛋白中吡咯环的呼吸振动模式的数量、酪氨酸和苯丙氨酸的含量相对偏低。研究结果表明,氧合血红蛋白SERS光谱统计分析有望发展成为一种新型的肝癌诊断工具。     

甲氰菊酯在纳米银膜上的SERS光谱检测

本文将聚乙烯醇(PVA)包覆的纳米银粒子组装在铝片表面形成的纳米银薄膜作为表面增强拉曼散射基底,使用扫描电镜对纳米银膜的表面形貌进行了表征。同时采用近红外激光(785nm)作为激发光对甲氰菊酯的丙酮溶液(10-4~10-7 mol/L)进行了近红外表面增强拉曼散射(NIR-SERS)光谱检测。结果表明该方法对甲氰菊酯的检测极限为10-6 mol/L。最后对甲氰菊酯的NIR-SERS光谱重现性进行了检测,即分别检测了浓度为10-4 mol/L和10-5 mol/L的甲氰菊酯丙酮溶液各6个样品,实验结果表明该纳米银膜在检测甲氰菊酯时体现出了较好的重复性。     

基于NIR-SERS技术结合统计分析肺癌氧合血红蛋白

基于新型、高效、生物兼容性近红外表面增强拉曼散射(NIR-SERS)基底,采用共焦光路设计的便携式拉曼光谱仪,对25例肺癌患者和25例健康人的氧合血红蛋白进行NIR-SERS光谱检测,再对两者NIR-SERS光谱的谱峰强度和谱峰位置进行分析研究。发现两者的NIR-SERS光谱的谱峰强度在一定区域存在较明显的差异性,在473,816和1 583 cm-1处健康人的光谱的谱峰强度比肺癌患者要大,健康人氧合血红蛋白平均NIR-SERS光谱在1 208和1 425 cm-1谱峰处时,肺癌患者分别蓝移到1 212和1 432 cm-1,健康人氧合血红蛋白平均NIR-SERS光谱在1 583 cm-1的谱峰处,肺癌患者红移到1 579 cm-1。采用主成分(PCA)分析和独立变量T检验统计分析方法得出NIR-SERS光谱在主成分得分PC3,PC4和PC9处具有显著差异,并通过PCA得分二维、三维散点图可以将健康人和肺癌患者区分,诊断的特异性为88%,灵敏度为80%,总判别正确率为84%。通过谱峰归属分析,两者的NIR-SERS光谱存在显著差异与氧合血红蛋白吡咯环和乙烯基团(C_aC_m)的振动有关。该研究为肺癌的SERS光谱技术诊断提供了实验依据,NIR-SERS技术有望发展成为一种新型的临床辅助诊断工具。