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最新研究进展进行了总结和进一步展望。     

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,并进行正交偏最小二乘法判别分析（ 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。     

人体血清可见拉曼光谱与DNA紫外共振拉曼光谱的检测

目的　从分子水平探讨正常人和癌症患者血清中代谢产物存在差异的信息,为临床诊断癌症提供一种新的方法。方法　选用氩离子激光器输出波长为４８８－０ ｎｍ 和５１４－５ ｎｍ 的单色光,照射人体血清,检测其拉曼光谱并对实验数据进行统计分析。共计１０５２ 份血清,其中正常人血清４５２ 份;乳腺癌、子宫颈癌、膀胱癌、胰腺癌、食管癌等患者血清３３０ 份,胃癌患者血清１３８ 份;一般胃病与其他炎症患者血清１３２ 份。选用Ｎｄ∶ＹＡＧ激光器三倍频输出,泵浦染料激光器,再经倍频器获得２５０ ｎｍ波长附近的可调谐紫外光,照射核酸样品,检测其共振拉曼光谱并将实验数据与人体血清结果对照。结果　正常人血清由４８８－０ ｎｍ 波长的单色光激发的拉曼光谱的相对强度,小于由５１４－５ ｎｍ 波长的单色光激发的拉曼光谱的相对强度;癌症患者血清由４８８－０ ｎｍ 波长的单色光激发的拉曼光谱的相对强度,大于由５１４－５ ｎｍ 波长的单色光激发的拉曼光谱的相对强度;正常人与癌症患者血清拉曼光谱存在差异。人体血清的拉曼频移的平均值分别为１００６ ｃｍ －１ 、１１６１ ｃｍ －１ 和１５２６ ｃｍ － １,核酸中碱基的拉曼频移为１３３７ ｃｍ －１ 和１４８５ ｃｍ － １。结论　采     

用血清和呼气样品的拉曼指纹谱方法筛查早期肺癌与乳腺癌

我国每年大约有310万新发生癌症病例,约200万人死亡,目前还没有找到可普及的早期癌症筛查方法。我们在前期研究中,采用血清拉曼指纹谱筛查方法,联合筛查肺癌（43例）和早期乳腺疾病（58例）,对照健康人（35例）队列,用10条特征谱线（636,805,945,1 017,1 135,1 330,1 399,1 453,1 620,1 688 cm-1）处理。联合主成份分析结果：真阳性（+）准确率分别为100%,86%,91.4%;假阴性（-）误判率分别为接近0,14%,8.6%;联合聚类分析结果：真阳性（+）准确率分别为81.4%,86%,100%;假阴性（-）误判率分别为18.6%,14%,0。我们建议,早期肺癌拉曼筛查的研究重点：①为了增強拉曼指纹谱筛查早期癌症方法的敏感性和特异性,需要采集血清和呼气两种样本,在该两者样品中,将包含患者的与全部癌变细胞的代谢有关的全部特征小分子的信息;②以大样本队列的Ⅰ期肺癌病例创建早期肺癌代谢特征拉曼指纹谱数据库,然后,再创建早期乳腺癌、胃癌和其他癌症的数据库;③推进普及的早期癌症筛查国家系统工程的研究,包括硬件、软件和管理等建设。     

表面增强拉曼光谱在化学恐怖物质检测中的应用进展

在应对和处置涉及化学恐怖物质的突发公共安全事件中,实现实时快速、准确可靠、高灵敏的现场侦检非常关键。表面增强拉曼光谱技术因其灵敏、快速、便携等特性,在化学恐怖物质的侦检领域逐渐受到重视。该文综述了这一技术在化学战剂及相关物质、生物毒素检测中的应用进展,并分析了其应用前景。     

表面增强拉曼光谱技术在农药福美双检测中的应用

目的：制备具有表面增强拉曼光谱（surface-enhanced Raman spectroscopy ,SERS）性能的复合基底并用于农药福美双的检测。方法通过沉积法制备具有粗糙金属表面的金基底,经氨基化处理后与银溶胶结合,形成金基底／银纳米粒子复合基底。以对巯基苯胺（ PATP）为探针分子,比较复合基底和金基底拉曼强度。结果与结论与金基底相比,复合基底对PATP具有更强的拉曼增强效果。复合基底用于检测农药福美双,其检测灵敏度可达10－9 mol／L。应用金基底／银纳米粒子复合基底的SERS可定量检测福美双。     

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。     

血清蛋白质指纹谱对结直肠癌的鉴别诊断价值研究

目的探讨应用血清蛋白质指纹谱鉴别结直肠癌与其他常见恶性肿瘤的效能。方法应用表面增强激光解吸离子化飞行时间质谱(SELDI-TOF-MS)技术检测58例结直肠癌、30例结直肠良性疾病、90例其他恶性肿瘤(乳腺癌、胃癌、食管癌、肝癌、肺癌及肾癌各15例)患者及57例正常人的血清蛋白质指纹谱,建立结直肠癌鉴别诊断最优分类树模型。再从同期住院或健康体检人群中随机抽取以上诸病种及正常人各10例组成测试组,对鉴别诊断模型进行盲法验证。结果成功建立了由16种不同M/Z蛋白组成的结直肠癌鉴别诊断模型,该模型在测试模式下对结直肠癌的鉴别诊断准确率为83.8%,敏感度和总特异度分别为86.2%、83.1%,盲法验证总准确率为74.4%。结论应用血清蛋白质指纹谱技术建立的结直肠癌鉴别诊断模型具有较高的敏感度与特异度。     

一种新型的表面增强拉曼散射基底的制备及其在大肠杆菌BL21检测中的应用

目的：研制一种新型的拉曼增强液态基底,采用免标记表面增强拉曼散射（ surface-enhanced Raman scat-tering,SERS ）技术快速检测大肠杆菌。方法采用改进后的Stober方法制备360 nm二氧化硅纳米球（ SiO2）,在其表面结合不同粒径Au＠Ag,制备纳米复合物（ SiO2-Au＠Ag）。通过透射电镜（ TEM）、紫外可见（ UV-Vis）分光光度仪对所制备的纳米结构进行分析表征。以对巯基苯胺（ PATP）为待检分子,筛选出SERS效果最佳的SiO2-Au＠Ag。以此纳米复合物检测不同浓度PATP,并通过简单混合培养的方法检测大肠杆菌。结果透射电镜拍摄图片显示,随着Au＠Ag 粒径增大,结合到SiO2表面的Au＠Ag 聚集度也增加。紫外光谱显示,随着Au＠Ag 粒径增大, Au＠Ag和SiO2-Au＠Ag最大吸收峰红移。通过实验,SiO2-100 nm Au＠Ag检测PATP的灵敏度为10-10 mol／L,最低可检测的大肠杆菌的浓度为105 CFU／ml。结论在该实验范围内,SiO2-Au＠Ag的SERS效应随着SiO2表面结合的Au＠Ag粒径增大而增大。 SiO2-100 nm Au＠Ag具有最强的SERS效应。     

应用基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱研究细菌性血流感染的血清多肽指纹图谱

目的 应用基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱系统(MALDI-TOF MS)分析金黄色葡萄球菌、大肠埃希菌引起的血流感染血清多肽指纹图谱,寻找差异多肽峰并建立相应的诊断模型.方法 建立ICR小鼠金黄色葡萄球菌、大肠埃希菌血流感染模型,收集血清标本,经弱阳离子交换磁珠纯化,MALDI-TOF MS检测及BioExplorer生物软件分析研究金葡菌感染组与正常对照组、大肠埃希菌感染组与正常对照组间血清多肽指纹图谱.结果 比较金葡菌感染组与正常对照组发现,表达上调的多肽有6个,表达下调的多肽有7个,表达呈先上调后下调的多肽有8个.比较大肠埃希感染组与正常对照组发现,表达下调的多肽有5个,表达呈先下调后上调的多肽有4个,表达呈先上调后下调的多肽有8个.结论 利用MALDI-TOF MS技术和BioExplorer软件研究大肠埃希菌和金黄色葡萄球菌血流感染的血清多肽,可以发现感染组与正常对照组间的差异多肽并有效地建立这两种细菌感染的诊断模型,对于细菌性血流感染的诊断具有一定的价值.     

基于FMECA方法的高剂量率后装放疗中人因可靠性研究

目的 研究高剂量率( high dose rate,HDR)后装放疗中的人因可靠性,找出人因风险较高的操作并提出合理可行的控制措施,从而提高HDR后装放疗的临床应用安全.方法 采用现场调研、流程分析和专家评分的方法获得基础数据,并基于失效模式、影响及危害度分析( failure mode,effects and criticality analysis,FMECA)方法 对HDR后装治疗实施中的人因可靠性进行研究.结果 建立了HDR后装放疗的FEMCA人因分析模式,得出实施HDR后装放疗177步骤中相对风险高的有25个,占14.1％.结论 采用FMECA方法研究HDR后装放疗人因失误是可行的.针对较高风险步骤提出了降低人因失误的措施,为提高HDR后装放疗的临床应用安全提供了重要参考依据.