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拉曼光谱在检测动物乳腺癌中的应用

发布时间:2022-03-10 11:02:58 浏览量:1920 作者:Leaf

摘要

我国乳腺癌发病率在女性病人中占16%左右,是女性患者恶性肿瘤发病率第一位的恶性肿瘤,所以找到针对该病有效检测的方法是非常重要的。由于作为乳腺癌筛查和监测治疗效果的 X 光检查存在局限性,因此有必要为乳腺癌检测提供一种新的方法。拉曼光谱被认为是最好的替代方法之一,因为它能够可视化物质的(生物)化学信息。在这项研究中假设生化成分的变化发生在乳腺癌化疗期间的形态变化之前,并试图通过在小动物乳腺癌模型中采用光纤拉曼光谱进行纵向拉曼测量来证明这一点。为了证实这一假设,测量了4只雌性大鼠患癌组织和正常组织的拉曼光谱。患癌组织与正常组织的拉曼光谱没有显示出它们之间的明显差异,这可能是由皮肤干扰引起的。因此,将采用空间偏移拉曼光谱,以便直接从肿瘤中获取拉曼信号,同时抑制来自皮肤的拉曼信号。

正文


拉曼光谱在检测动物乳腺癌中的应用

X光是乳腺癌筛查和监测治疗效果的有力工具,但其缺点是有害、痛苦且仅提供形态学信息,而光谱技术被认为是研究乳腺癌的重要方法之一。不过,使用拉曼光谱进行的乳腺癌研究通常仅限于肿瘤和非肿瘤细胞或组织的分类。为了扩大目前乳腺癌拉曼研究的范围,假设在乳腺癌治疗期间,肿瘤中生化成分的变化比形态学变化发生得更早。为了证实该假设,我们从肿瘤组织和正常组织纵向获取拉曼光谱,并试图发现任何可能成为乳腺癌治疗监测因素的显着变化的存在。


使用患癌和正常的雌性大鼠来检验假设。为了最大限度地减少测量不同位点的自发荧光,采用了 785 nm 光纤拉曼光谱。光纤拉曼光谱仪由具有 1 根激发光纤(纤芯尺寸:300 µm)的分叉光纤探头(Emvision LLC)和 785 nm 激光二极管(FC -785-350-MM2-PC-1-0-RM,RGBLase)作为激发源耦合到光纤探头的 1 根激发光纤,高通量光谱仪(XPE85-NIR,Nanobase)耦合到 7 根收集光纤探头和热电 (TE) 冷却电荷耦合器件 (ccd)相机(iDus 401 BR-DD,Andor)获取通过光谱仪的斯托克斯-拉曼散射光子。拉曼光谱的校准是通过使用汞氖 (Hg-Ne) 校准源实现的。我们间隔不同培养时间分别从患癌组织和正常组织选取个别点获取拉曼信号。


图1正常组织(a)和患癌组织(b)随培养时间变化的拉曼光谱      


如上图显示了大鼠正常 (图 1.a) 和患癌 (图 1.b) 组织的拉曼光谱变化。值得注意的是,患癌组织的拉曼光谱的变化比正常乳房的拉曼光谱的变化要显著得多。例如,721 - 828 cm-1 的峰值在患癌组织中比正常组织增加更多。在该区域,存在被报道为乳腺癌或乳腺癌相关峰的727cm-1(C-C拉伸)、780cm-1(核苷酸)、811cm-1(核苷酸)、817cm-1(C-C拉伸、主链)和820cm-1(结构蛋白模式)的拉曼峰。


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