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FTIR在癌症检测上的应用

 

近10多年,红外光谱广泛应用于膀胱癌、结直肠癌、胃癌、肺癌、皮肤癌、甲状腺癌、乳腺癌等细胞或组织的研究上,取得了一些重要的研究成果。发现与正常组织相比,癌变组织的红外光谱图在谱型、强度、频率等方面存在较为显著的差异口。

二级结构的变化与正常组织相比,癌组织的分子间β-折叠、转角、转角+卷曲等二级结构含量增加;分子内β-折叠、a一螺旋、非典型螺旋、卷曲等二级结构含量减少;分子间β-折叠/分子内β-折叠比值以及转角/螺旋比值显著增大;而非典型螺旋/a一螺旋比值以及β-折叠/螺旋比值的变化不明显。

核酸中磷酸二酯键usPO2强度的改变和峰的位移在癌细胞和组织中,核酸的相对含量增加,核酸分子中磷酸二酯键的氢键结合力增强。核酸的磷酸二酯键基团的对称伸缩振动呈现在1083cm-1。附近,其相对吸收强度呈增强趋势,而usPO2谱带强度与细胞核DNA含量有关,这就说明了癌组织中核酸(主要是DNA)含量增加;同时,核酸分子中PO:基团大部分形成氢键导致频率下降(由1240cm-1降至1220cm-1)强度增加,表明氢键结合力增强。

蛋白质中氨基酸残基C—OH的UC—O吸收峰的位移在癌细胞和组织中,原先参与氢键作用的蛋白质的C一0键减少,氨基酸残基C—OH基团的结合氢键大部分遭到破坏。癌组织蛋白质分子的OC-O谱带在1170cm-1附近,它主要归属于蛋白质中的丝氨酸、苏氨酸和酪氨酸残基的C-O(H)伸缩振动;其去卷积光谱由1152cm-1(低波数谱带)、1160cm-1(中波数谱带)、1170cm-1(高波数谱带)这3个谱带组成,其中低波数和中波数谱带来源于组织中氢键化的C—O(H),而高波数谱带则来源于非氢键化的C—O(H)。当组织发生癌变时,氨基酸残基C—OH基团的结合氢大部分遭到破坏,谱带向高波数位移口。

脂质中CH2吸收峰的位移。在癌细胞和组织中,脂质中亚甲基链变得更无序uCH2两谱带(2853cm-1,2927cm-1)在组织中的位移,在一定程度上反映膜脂质次甲基的堆积特征和脂质双层的有序/无序性质。癌变使uCH2呈有规律地向高波数位移,CH3基团数量与CH2基团数量的比值减少,这说明癌组织中膜脂质的亚甲基链趋向无序。

文章标签:傅里叶变换光谱仪应用FTIR癌症检测 评论收藏分享

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