胃癌患者血红蛋白的表面增强拉曼光谱分析

作     者：王巍 潘志峰 唐伟跃 李云涛 范春珍 WANG Wei;PAN Zhi-feng;TANG Wei-yue;LI Yun-tao;FAN Chun-zhen

作者机构：郑州大学物理工程学院河南郑州450052 

出 版 物：《光谱学与光谱分析》 (Spectroscopy and Spectral Analysis)

年 卷 期：2015年第35卷第12期

页      面：3402-3405页

核心收录：

学科分类：07[理学] 070302[理学-分析化学] 0804[工学-仪器科学与技术] 0703[理学-化学] 0702[理学-物理学] 

基　　金：国家自然科学基金项目(11104252) 河南省医学科技攻关计划(201403005)资助 

主　　题：银胶 表面增强拉曼散射光谱 胃癌 血红蛋白 PCA 早期诊断 

摘      要：胃癌患者能够得到早期诊断对其治疗具有十分重要的意义,疾病状态下的血红蛋白拉曼光谱检测在血液代用品的高铁血红蛋白含量检测中以及血氧饱和定量测定中占很大优势。本实验采用微波加热法制备银胶体粒子,依次对20例胃癌患者和11例健康人的血红蛋白进行表面增强拉曼光谱分析。采用SERS谱峰归属分析结果显示胃癌患者血红蛋白中的酪氨酸、苯丙氨酸和吡咯环的含量均低于正常人。本文还讨论了血红素的分子结构,在血红蛋白和氧气结合的前后,Fe^(2+)分别处于高低自旋态,离子半径也随着与氧结合缩小了0.075nm从而滑落入卟啉环平面中央的孔隙之中。这种空间的拉伸变化会牵动与铁相连的F8His,使得珠蛋白中两股螺旋之间空隙缩小,导致将HC2酪氨酸排挤出空隙。利用这一机理,对血红蛋白1 560cm^(-1)的吸收峰进行研究,证实了胃癌患者酪氨酸含量确实低于正常人。为了能得到更加明显的诊断区分,利用降维的思想,采用主成分分析(PCA)的方法对所有的拉曼光谱进行多元统计分析,得出三维的诊断散点图。为了更加精确的得出诊断准确率,用判别分析得出诊断的灵敏度和特异性分别为90.0%和90.9%,总判别正确率为90.3%。此项研究表明:对氧合血红蛋白的表面增强拉曼光谱诊断分析有希望成为一项新型的胃癌诊断技术应用于医学领域。