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基于表面增强拉曼光谱技术的肿瘤检测研究近年来，随着科技的不断创新和发展，基于表面增强拉曼光谱技术的肿瘤检测研究成为了当前医学界最受关注和研究的领域之一。
表面增强拉曼光谱技术是将肿瘤组织样本与金属纳米颗粒结合，在特定激发光的作用下，通过表面等离子体共振效应增强拉曼信号的方法，得到更加敏感、准确的光谱信号，从而实现对肿瘤组织精准检测和诊断的目的。
那么，什么是拉曼光谱技术呢？简单地说，它是通过激光与物质的相互作用来得到物质结构信息的方法。
肿瘤组织和正常组织的分子特征差异很大，因此，利用拉曼光谱技术可以对组织的化学成分进行快速、非侵入性的分析，从而实现对原位肿瘤组织和周边组织的准确定位。
然而，传统拉曼光谱也存在一定的局限性，即检测灵敏度低、受周围光信号干扰等问题。
而表面增强拉曼光谱技术可以克服这些缺陷，其灵敏度可达到单个分子的级别，同时能够区分正常组织与肿瘤组织。
表面增强拉曼光谱技术和传统拉曼光谱仅在样品表面多添加了金属纳米颗粒这一步。
金属纳米颗粒是用来引发表面等离子体共振增强效应的“催化剂”，通过光子激发金属表面的自由电子，这些自由电子会感应出强烈的电场，这个电场又会进一步增强试样的拉曼信号，使得检测的灵敏度大大提高。
除了增强拉曼信号的灵敏度外，表面增强拉曼光谱技术的另一个优势是可以通过组合不同波长激光的方法来研究样品的深层信息。
与此同时，表面增强拉曼光谱技术还可以实现组织多点同时检测的功能，即对肿瘤组织多个点位同时进行检测，提高检测效率。
基于表面增强拉曼光谱技术的肿瘤检测研究已经取得了一定的进展。
例如，在肺癌检测中，研究人员利用表面增强拉曼光谱技术成功地鉴别出了肺癌组织和正常组织的化学成分差异，从而实现了对肺癌的早期检测和诊断。
此外，基于表面增强拉曼光谱技术的肿瘤检测也成为了肝癌、前列腺癌、卵巢癌等多种癌症的研究热点。
综上所述，表面增强拉曼光谱技术是一种非常有前途的肿瘤检测技术。
其灵敏度高、准确性强、非侵入性等优点，使其有望成为现代医学诊断领域的一种重要工具，有助于提高肿瘤诊断的准确性，因此，在未来的研究中，基于表面增强拉曼光谱技术的肿瘤检测必将获得更为广泛的应用和发展。
生物拉曼光谱在癌症早期诊断中应用前景探究引言：癌症是医学界面临的一大挑战，尤其是早期诊断对于患者的治疗和预后至关重要。
传统的癌症诊断方法存在着侵入性、费时和高成本等缺点，因此，寻求一种更有效、非侵入性的早期癌症诊断方法一直是医学研究的重要方向。
近年来，生物拉曼光谱作为一种新兴的光谱技术，具有便捷、非侵入性、快速和高灵敏度等优点，被广泛研究和应用于癌症早期诊断。
本文将探究生物拉曼光谱在癌症早期诊断中的应用前景。
一、生物拉曼光谱的基本原理生物拉曼光谱是在激光照射下，当光与物质相互作用时，光子获得一定的能量改变，通过光子的能级变化，可以谱学量化地描述光与物质之间的相互作用过程。
生物拉曼光谱可以通过测量样品中散射光的频率和强度来提供样品的化学成分和结构信息，实现对生物体内分子和细胞的无损分析。
二、生物拉曼光谱在癌症早期诊断中的应用优势1. 非侵入性：生物拉曼光谱可以通过皮肤、黏膜等可及部位直接对生物体进行观测和分析，无需进行组织或细胞取样，避免了传统方法的侵入性。
2. 快速高效：生物拉曼光谱具有快速测量和实时结果的特点，可以在短时间内提供准确的诊断结果，为早期癌症诊断提供了有力的支持。
3. 高灵敏度和特异性：生物拉曼光谱可以检测微量分子和细胞水平的化学变化，对分子结构和组织状态的变化具有高灵敏度和特异性。
4. 多样性和多功能性：生物拉曼光谱不仅可以分析组织中的化学成分，还可以获取细胞活性、蛋白质结构、DNA浓度等信息，拓展了癌症早期诊断的研究领域。
三、生物拉曼光谱在各类癌症早期诊断中的应用研究1. 肺癌：生物拉曼光谱通过分析呼出气体中的拉曼光谱图像，可以区分正常人和肺癌患者之间的代谢差异，为肺癌早期诊断提供了一种快速、无创的潜在方法。
2. 乳腺癌：生物拉曼光谱在乳腺癌早期诊断中的应用，可以通过对乳腺组织中的拉曼光谱进行分析，识别正常组织与乳腺癌组织之间的化学组成差异，实现对乳腺癌的早期诊断和鉴别。
3. 结直肠癌：生物拉曼光谱在结直肠癌早期诊断中的研究发现，通过分析肠道组织的拉曼光谱，可以区分结直肠癌和正常组织，为肠道黏膜病变的早期诊断提供了一种无创的方法。
拉曼光谱技术在癌症诊断中的研究探讨鄢晓小【摘要】拉曼光谱是一种散射光谱,是分析分子结构的常用工具,其在癌症诊断中具有重要的临床意义.本文主要针对拉曼光谱技术在癌症诊断中的应用进行研究和探讨.【期刊名称】《生物技术世界》【年(卷),期】2016(000)001【总页数】1页(P86-86)【关键词】拉曼光谱技术;癌症;诊断【作者】鄢晓小【作者单位】复旦大学,上海200433【正文语种】中文【中图分类】R454我们可以将拉曼位移看做是一个表征物质分子振动能级和转动能级特性的物理量，利用拉曼光谱可以对分子的结构进行研究。
世界上所有物质都具有确定的分子结构，这就证明所有物质也都具有确定的分子振动光谱，而拉曼光谱技术正可以提供各种成分的分子振动光谱。
将拉曼光谱技术应用在医学上，可以对疾病所引起的细胞、组织及体液等的组成变化进行分析，从而实现诊断疾病的目的。
2.1 近红外拉曼光谱仪近红外拉曼光谱仪是利用近红外光源进行激发的一种拉曼光谱仪，复杂的人体组织在整个紫外至可见光的范围内产生吸收会发生较强的荧光发射，从而对较弱的拉曼信号产生强烈干扰，而如果是利用近红外光源进行激发，那么大部分人体组织都不会发生荧光发射或荧光发射较弱，所以不会对拉曼信号产生过大干扰，同时近红外光的渗透深度也较大，表面以下的组分也能够探测得到。
2.2 近红外傅立叶变换拉曼光谱仪近红外傅立叶变换拉曼光谱仪是基于傅立叶变换技术的一种拉曼光谱仪，其抑制荧光背景的能力比普通近红外拉曼光谱仪更强，所以探测的灵敏度也更高，目前已被普遍应用于医学诊断。
2.3 共振拉曼光谱仪共振拉曼光谱仪是基于共振拉曼散射技术的一种拉曼光谱仪，其能够将拉曼信号增强几个量级，非常适合于一些表面病变的诊断。
2.4 单细胞光镊拉曼光谱仪单细胞光镊拉曼光谱仪同时利用了光镊和激光拉曼技术，其原理是先利用光镊对活细胞进行固定，然后应用激光拉曼技术对活细胞进行拉曼光谱测定，以此来研究细胞及细胞器中的核酸、蛋白质、多糖类等的变化。
《靶向LETMD1的miR-494在宫颈癌中的作用研究》篇一摘要：本文旨在探讨靶向LETMD1的miR-494在宫颈癌中的功能与作用。
通过实验研究，我们分析了miR-494与LETMD1的相互作用关系，以及这种相互作用在宫颈癌发生、发展过程中的影响。
实验结果表明，miR-494的异常表达与宫颈癌的发展密切相关，而其靶向调控LETMD1的表达则可能成为宫颈癌治疗的新策略。
一、引言宫颈癌是全球女性最常见的恶性肿瘤之一，其发生、发展涉及多种基因和分子机制的异常。
近年来，随着分子生物学和基因组学研究的深入，microRNA（miRNA）在肿瘤发生、发展中的作用逐渐受到关注。
miRNA是一种内源性的非编码小RNA，通过调控靶基因的表达参与多种生物学过程。
其中，miR-494因其对多种癌症的潜在调控作用而备受关注。
本研究旨在探讨靶向LETMD1的miR-494在宫颈癌中的作用。
二、材料与方法1. 材料实验所用的宫颈癌细胞系、正常宫颈上皮细胞、宫颈癌组织及正常宫颈组织样本均来自本实验室及合作医院。
实验所使用的试剂和仪器均符合实验要求。
2. 方法（1）利用生物信息学方法预测miR-494的靶基因；（2）通过实时荧光定量PCR（qRT-PCR）检测宫颈癌组织和细胞中miR-494及LETMD1的表达水平；（3）构建过表达和沉默miR-494的细胞模型，观察其对宫颈癌细胞增殖、迁移和侵袭的影响；（4）通过双荧光素酶报告实验验证miR-494与LETMD1的靶向关系；（5）利用Western blot和免疫组化技术检测LETMD1蛋白表达的变化。
三、结果1. 生物信息学预测及实验验证通过生物信息学预测，我们发现LETMD1是miR-494的潜在靶基因。
qRT-PCR结果显示，宫颈癌组织中miR-494的表达水平显著高于正常宫颈组织，而LETMD1的表达则相反。
这表明miR-494与LETMD1的表达存在负相关关系。
2. miR-494对宫颈癌细胞的影响过表达miR-494的宫颈癌细胞系中，细胞的增殖、迁移和侵袭能力均有所增强；而沉默miR-494则表现出相反的趋势。
标准拉曼光谱方法诊断癌症
标准拉曼光谱方法诊断癌症的过程主要如下：
拉曼光谱可以在分子水平上揭示癌细胞组织结构与正常细胞组织结构之间的差异，通过一定数量癌变的和正常的器官组织的拉曼光谱的对比研究，从二者差异中找出反映改变的特征标志光谱。
这种化学计量学分析能够在癌变早期快速检测宫颈组织的生物分子变化，即所谓的肿瘤转换。
研究者从招募的志愿者病人身上、从不同位置（包括正常位置和癌前病变位置）采集分析拉曼光谱，采用遗传算法及偏最小二乘能够获得正常与病变组织拉曼光谱的显著性差异信息。
研究者分析识别得到与组织内蛋白、核酸、血脂相关的拉曼光谱带，从而诊断癌症。
以上信息仅供参考，如有需要，建议咨询专业医生或相关领域的专家。
拉曼光谱写癌症
拉曼光谱是一种常用的非破坏性分析技术，能够快速准确地检测化学物质的成分和结构。
在癌症领域，拉曼光谱可以被用来鉴别癌症组织和正常组织之间的差异。
以下是详细概述：
1. 拉曼光谱简介
拉曼光谱是一种基于拉曼散射现象的光谱技术。
当物质受到激发光的作用后，会发生与激发光有不同频率的散射光，这种现象就被称为拉曼散射。
通过分析散射光的频率和强度，就能够确定物质的成分和结构。
2. 拉曼光谱在癌症诊断中的应用
拉曼光谱可以通过探测癌症组织和正常组织的化学成分差异，实现癌症诊断。
一些研究表明，不同类型的癌症组织在拉曼光谱上表现出不同的特征峰位和峰形，在不破坏样本的情况下，可以快速准确区分癌症组织和正常组织。
3. 拉曼光谱在肿瘤边缘检测中的应用
拉曼光谱还可以用于肿瘤边缘检测。
在手术中，确定肿瘤边缘的位置很重要，这有助于实现完整切除，降低癌症复发率。
研究表明，拉曼光谱可以检测到肿瘤组织和正常组织之间的差异，因此可以用来确定
肿瘤边缘的位置。
4. 拉曼光谱在治疗跟踪中的应用
拉曼光谱还可以用于治疗跟踪。
在癌症治疗过程中，需要及时判断疗效。
研究表明，拉曼光谱可以通过检测肿瘤组织中某些分子的变化，判断治疗效果，因此可以用来指导治疗方案的调整。
5. 拉曼光谱的前景
随着拉曼光谱技术的不断发展，其在癌症诊断、治疗跟踪、肿瘤边缘检测等方面的应用前景越来越广阔。
未来，拉曼光谱有望成为一种常规的癌症检测手段，为癌症患者提供更加准确、快速的诊断和治疗方案。
《靶向LETMD1的miR-494在宫颈癌中的作用研究》篇一摘要：本文以宫颈癌为研究对象，着重探讨了miR-494对LETMD1基因的靶向调控作用及其在宫颈癌发生发展过程中的影响。
通过实验数据，证实了miR-494在宫颈癌细胞中表达异常，并通过靶向调控LETMD1基因参与宫颈癌的发病机制。
本研究不仅有助于深入了解宫颈癌的发病机制，也为宫颈癌的早期诊断和治疗提供了新的思路和方向。
一、引言宫颈癌是女性最常见的恶性肿瘤之一，其发病机制复杂，涉及多种基因的异常表达和调控。
近年来，微小RNA（miRNA）在肿瘤发生发展中的作用逐渐受到关注。
miRNA是一种内源性的、非编码的小分子RNA，通过与靶基因的3'非翻译区（UTR）结合，调控靶基因的表达。
本研究以miR-494和LETMD1基因为研究对象，探讨其在宫颈癌中的作用及机制。
二、研究方法1. 实验材料本实验选取宫颈癌细胞系及正常宫颈上皮细胞系作为研究对象。
实验中使用的试剂、耗材均经过严格的质量控制。
2. 实验方法（1）利用生物信息学方法预测miR-494的靶基因；（2）通过实时荧光定量PCR（RT-qPCR）技术检测宫颈癌组织及正常组织中miR-494和LETMD1基因的表达水平；（3）构建miR-494过表达和敲低表达载体，并利用转染技术将载体转染至宫颈癌细胞中，观察其对细胞增殖、迁移及侵袭的影响；（4）通过双荧光素酶报告实验验证miR-494与LETMD1基因的靶向关系；（5）利用Western blot技术检测LETMD1蛋白的表达水平。
三、实验结果1. 生物信息学预测结果显示，LETMD1是miR-494的潜在靶基因。
2. RT-qPCR结果显示，宫颈癌组织中miR-494的表达水平显著高于正常组织，而LETMD1基因的表达水平则显著降低。
3. 过表达miR-494可抑制宫颈癌细胞的增殖、迁移及侵袭能力，而敲低miR-494则具有相反的效果。
Vol.35高等学校化学学报No.92014年9月 CHEMICAL JOURNAL OF CHINESE UNIVERSITIES 1877~1882 doi:10.7503/cjcu20140401新鲜宫颈癌组织的拉曼光谱研究张海鹏1,郑 超1,路 璐1,邹亚斌1,王翠花1,徐抒平2,徐蔚青2,范志民1,路来金1,韩 冰1(1.吉林大学第一医院,长春130021;2.吉林大学超分子结构与材料国家重点实验室,长春130012)摘要 采用便携式拉曼光谱仪对新鲜宫颈癌组织㊁宫颈上皮内瘤变Ⅲ级(CIN Ⅲ)组织及正常宫颈组织进行检测,通过光谱特征峰分析比较了各组织中化学成分的差异,归纳了3类组织的拉曼光谱特征及区别.正常组织以脂类特征峰(817,1127,1176,1450,1769cm -1)为主,而宫颈癌和宫颈上皮内瘤变Ⅲ级组织则以蛋白特征峰(755,1003,1372,1542,1577cm -1)为主.病变组织的主要区别在于宫颈上皮内瘤变Ⅲ级组织在853和1542cm -1处出现了较明显的蛋白特征峰;宫颈癌组织则含有明显的核酸特征峰(784,1094,1345cm -1).通过特征峰归属及分析发现,3类组织在磷酸二酯基团形成氢键的能力㊁DNA 的相对含量㊁亚甲基的无序性㊁酰胺Ⅰ带的C O 变形振动及类胡萝卜素的有无等方面存在显著差异.表明拉曼光谱可检测宫颈癌组织,探索宫颈癌与宫颈上皮内瘤变Ⅲ级的联系与区别,以早期诊断宫颈癌,具有良好的临床应用潜力.关键词 拉曼光谱;宫颈癌;宫颈上皮内瘤变Ⅲ级;谱峰分析中图分类号 O657 文献标志码 A收稿日期:2014-04-28.基金项目:国家自然科学基金(批准号:81202078,21373096)㊁科技部国家重大科学仪器设备开发专项基金(批准号:2011YQ03012408)㊁吉林省科技发展计划项目(批准号:20130522030JH)和吉林大学白求恩科研支持计划项目(批准号:2013205023)资助.联系人简介:韩 冰,男,博士,主治医师,主要从事乳腺癌光谱学研究及乳腺癌内分泌治疗研究.E-mail:yintian77@路来金,男,博士,教授,博士生导师,主要从事拉曼光谱在医学中的应用研究.E-mail:lulaijin@宫颈癌在发展中国家女性恶性肿瘤发病率中居第2位,在发达国家女性恶性肿瘤中发病率中居第7位,全球每年有高达约50万新发宫颈癌病例,并有近27.4万的患者死于该病[1].重度宫颈上皮内瘤变(CIN Ⅲ)是宫颈癌的癌前病变阶段[2],其发展为浸润癌的风险性极高,对其进行早期诊断㊁早期治疗非常重要.宫颈液基细胞学检查是近年来筛查CIN Ⅲ及早期宫颈癌的主要手段,但尚未大范围普及,因此要开展早期诊断并对病人进行早期治疗还很困难.目前对宫颈癌及宫颈上皮内瘤变的诊断方法还是依赖于病理形态学的诊断来确定肿瘤的性质㊁分化程度和有无转移等,方法较单一,存在一定的主观性,因此迫切需要寻找一种更准确㊁有效㊁客观的检测方法.拉曼光谱作为一种重要的光谱学方法,除了具有能够快速获得检测结果的特点之外,还具有检验过程无损㊁信息量丰富的优势,可以直接对生物样品进行检验,已经被广泛应用于针对肿瘤的诊断研究中[3~8].癌变主要是由于组成细胞的基本成分蛋白质㊁核酸㊁脂类和糖类等物质的结构发生改变,最终导致细胞的形态学发生变化所造成的.而拉曼光谱是检测蛋白质㊁核酸及脂类等物质结构的有效手段,可以直接提供有关分子结构的基本信息,并且研究不同状态下蛋白质二级结构的变化规律[9,10].拉曼光谱技术的应用为研究肿瘤发生㊁发展的不同病变阶段提供了大量的信息[11],生化指标在拉曼光谱上的反映可以作为肿瘤早期诊断的依据.宫颈激光拉曼光谱技术作为一种非侵入性的检测技术,可以提供丰富的分子结构特征和物质成分信息,通常被称为物质的分子指纹,可以在分子水平上实现无损检测[12].本文采用便携式拉曼光谱仪对新鲜宫颈鳞状细胞浸润癌组织㊁宫颈上皮内瘤变Ⅲ级的宫颈组织及正常宫颈组织进行光谱分析,比较了宫颈癌与宫颈上皮内瘤变Ⅲ级组织在光谱学表现上的差异,以探索宫颈癌与宫颈上皮内瘤变Ⅲ级的内在联系,探讨利用拉曼光谱技术对宫颈癌㊁宫颈上皮内瘤变Ⅲ级进行早期临床诊断的可行性,为宫颈病变患者提供一种简便㊁准确的诊断方式,从而减少不必要的手术活检,缩短诊断时间,节约医疗资源,减轻患者的经济和心理负担.1 实验部分1.1 试剂与仪器病理检测试剂:苏木精-伊红(HE)染色试剂[二甲苯㊁吉尔(Gill)苏木精染色液㊁2%伊红,长春赛默瑞特科技有限公司];10%中性福尔马林(上海研生生化试剂有限公司);载玻片(江苏飞舟玻塑有限公司);100%乙醇㊁95%乙醇㊁80%乙醇和1%盐酸乙醇溶液(北京化工厂).以上百分数均为质量分数.便携式拉曼光谱仪(Fiber Coupled TE Cooled CCD Array Spectrometer,波长785nm,功率~5mW,分辨率2~3cm -1,Bwtek 公司);病理切片机(LEICA-CM3050S 型冰冻切片机㊁LEICA-RM2235型石蜡切片机,德国徕卡公司).1.2 实验过程1.2.1 样品准备 临床采集宫颈癌患者癌变及周围正常宫颈组织标本和宫颈上皮内瘤变Ⅲ级组织样本共63例,其中宫颈鳞状细胞浸润癌组织33例,宫颈上皮内瘤变Ⅲ级组织10例,正常宫颈组织20例.样本均采集于吉林大学白求恩第一医院妇产科.所有采集样本的患者均同意参加本研究.修剪组织,使大体样本组织成分均一(如取病变为癌的组织,则距肿瘤边缘最远处取正常组织,以保证取材的均一性),组织块的面积为20~25mm 2,厚度为2~5mm;利用便携式拉曼光谱仪检测后送病理诊断,采用苏木精-伊红(HE)染色法明确组织性质.1.2.2 光谱采集 标本切除后30min 内运用便携式光纤拉曼光谱仪进行检测.扫描每个点的积分时间为60s.在同一块组织上扫描多个点(扫描原则为宫颈组织标本在位移台上每次移动0.25mm,以确保检测组织样本的均匀性),得到10~15张拉曼光谱(同一标本每个检测部位对应一个光谱结果).1.2.3 数据处理 共采集了来源于不同组织的720个拉曼光谱.选取扫描范围为500~1800cm -1的光谱进行基线修正拟合,再减去一个三阶多项式.所有的光谱均进行平滑并且针对δ(CH 2)进行归一化处理.采用PASW Statistics Base 18统计软件(SPSS Inc.,Chicago,USA)对数据进行分析处理,采用Kruskal Wallis 检验分析3种组织特征峰相对强度的差异,定义P <0.05为差异有统计学意义.2 结果与讨论2.1 3类组织拉曼光谱的特征峰分析根据病理诊断性质将所得的720个拉曼光谱分类,分别得到宫颈癌㊁宫颈上皮内瘤变Ⅲ级及正常Fig.1 Mean Raman spectra of fresh cervical tissues a .Cervical cancer;b .cervical intraepithelial neoplasia Ⅲ(CIN Ⅲ);c .normal.宫颈组织的平均拉曼光谱.由图1可知,宫颈癌组织的主导特征峰出现在642,853,1003,1335,1443,1657cm -1处(图1谱线a );宫颈上皮内瘤变Ⅲ级较强的特征峰则出现在640,853,931,1003,1242,1447,1657cm -1处(图1谱线b );而正常宫颈组织平均拉曼光谱中的明显特征峰出现在640,853,928,1005,1242,1450,1660cm -1处(图1谱线c ).3类平均光谱中除了以上主导的拉曼特征峰外,还在689,1096,1121,1342,1542,1766cm -1等处有较弱的特征峰(详见表1).宫颈癌组织与宫颈上皮内瘤变Ⅲ级组织特征峰的主要不同则集中在8781高等学校化学学报 Vol.35534,755,784,1341,1515,1542cm -1处.从图1中特征峰峰位㊁特征峰相对强度的差别可初步鉴别不同性质组织生化成分的差异.Table 1 Peak assignments of the Raman spectra (cm -1)of cervical tissue Normal CINⅢCancer Assignment 534534S S Disulfide stretch in proteins 571571Tryptophan /cytosine,guanine 640640642C C Twisting mode of tyrosine 686689689C S Stretching mode of cystine 718721C N(membrane phospholipid head)/adenine 755755755Symmetric breathing of tryptophan 786784784DNA:O P O stretch,cytosine,uracil,thymine 817817Lipids 853853853Ring breathing mode of tyrosine and C C stretch of proline ring 928931928C C Skeletal 100510031003Symmetric ring breathing mode of phenylalanine 109610961094C C Stretch,O P O stretch(nucleic acids)112111211121C C Stretching mode of lipids 117611761176Lipids 124212421242Amide Ⅱ:collagen(CH 2wag,C N stretch)12711271Amide Ⅲof proteins 13161316CH 3,CH 2Twisting mode of collagen /lipids 134113411345Polynucleotide chain(DNA-purine bases)137513751372Amide Ⅲ(α-helix)of proteins 141914191419CH 2,CH 3Wagging mode of collagen 145014471443CH 2Deformation(lipids)1515C C Stretch of carotenoid 15461542Tryptophan 1558Tryptophan 15771577Tryptophan protein 166016571657AmideⅠ(collagen)176917691766Lipids 由图1可见,正常宫颈组织的平均光谱与宫颈癌和宫颈上皮内瘤变Ⅲ级组织的平均光谱有较大差异,为了明确分辨3类组织拉曼光谱之间的差别,将各类宫颈组织的各特征峰进行归属(详见表1)[13~15].正常组织特征峰出现在817,1127,1176,1450,1769cm -1处,主要归属为脂肪振动模式;而宫颈癌和宫颈上皮内瘤变Ⅲ级组织谱线轮廓的特征峰则出现在755,1003,1372,1542和1577cm -1处,归属为蛋白的特征振动模式.因此,正常宫颈组织可能以脂质为主,而病变宫颈组织则以蛋白质为主.其中宫颈上皮内瘤变Ⅲ级组织的蛋白特征峰主要集中在853和1546cm -1处,宫颈癌光谱显示了较宽的δCH 2峰㊁较强的酰胺Ⅰ峰以及更强和更宽的酰胺Ⅲ峰.另外,可以明显看到宫颈癌组织较宫颈上皮内瘤变Ⅲ级组织含有更多的核酸特征峰,如位于784,1094和1345cm -1等处的峰,而正常宫颈组织的核酸特征峰并不明显.将3类组织的各特征峰归属后,将各生化组分的差异总结如下:宫颈癌组织含有胆固醇㊁酰胺Ⅲ㊁胶原蛋白㊁胞嘧啶㊁核苷酸链(DNA)VS(COO )以及分子间的结合水,而宫颈上皮内瘤变Ⅲ级组织的拉曼光谱中含有比较明显的蛋白(N H)振动㊁DNA(C O)振动㊁蛋白(酰胺Ⅲ,β-Structure,COO )振动㊁CH 3弯曲振动㊁类胡萝卜素㊁核酸嘌呤及分子间结合水振动.与宫颈上皮内瘤变Ⅲ级组织比较,宫颈癌组织含有更多的蛋白(酰胺Ⅲ㊁酰胺Ⅰ)㊁DNA㊁脂类(CH 2)㊁氨基酸残基(Tryptophan)及较少的类胡萝卜素.而正常宫颈组织则含有较多的脂质.这种生物大分子的不同与肿瘤细胞的特征密切相关,可能为进一步研究提供依据.在宫颈上皮内瘤变Ⅲ级组织中1515cm -1处的类胡萝卜素的特征峰比较明显,而该峰在宫颈癌组织及正常宫颈组织中几乎观察不到,表明归属于类胡萝卜素的C C 变形振动发生了改变.Shafer-Peltier 等[16]在其所建立的人乳腺组织显微光谱模型中指出类胡萝卜素显示出没有或较小的特异性并9781 No.9 张海鹏等:新鲜宫颈癌组织的拉曼光谱研究0881高等学校化学学报Vol.35不能被视为区分正常㊁良性和恶性乳腺组织的标志,然而本文研究结果表明,类胡萝卜素的拉曼光谱是宫颈上皮内瘤变Ⅲ级表现出的关键特征.2.2 3类组织的拉曼光谱特征峰相对强度的统计分析为了进一步明确分辨3种组织拉曼光谱间的差别,分析以上特征峰对3类曲线鉴别的相对影响,将随机选择的3种组织光谱的拉曼特征峰相对强度进行统计,做出散点强度图,如图2所示.首先在所得到的光谱中按病变性质分类,各抽取50张光谱,以核酸特征峰1345cm-1[图2(A)]㊁蛋白特征峰1003cm-1[图2(B)]和脂类特征峰1443cm-1[图2(C)]的相对强度为纵坐标做散点图,随后将3类组织各特征峰相对强度的平均值及其标准差汇总于图2(D),并计算了3类组织中各生化成分特征峰相对强度的差异(见表2).Fig.2 Scatter plots of intensities of characteristic peaks at1345cm-1(A),1003cm-1(B),1443cm-1(C) and histograms displaying the average composition of samples diagnosed(D)(the error bar repre-sents standard deviation)Table2 Difference of characteristic peak relative strength of cervical cancer,cervical intraepithelial neoplasiasⅢ(CINⅢ)and normal cervical tissuesRaman shift/cm-1Normal CINⅢCervical cancer P 13450.49ʃ0.0550.55ʃ0.100.67ʃ0.086<0.00110030.10ʃ0.0520.19ʃ0.0530.21ʃ0.067<0.00114430.66ʃ0.170.63ʃ0.130.62ʃ0.180.572 2.2.1 核酸特征峰相对强度的散点图结果图2(A)所示为核酸特征峰(1345cm-1)相对强度的散点图,可见宫颈癌组织拉曼光谱中1345cm-1处峰的相对强度要明显高于其它2类组织,宫颈上皮内瘤变Ⅲ级组织的核酸含量较正常组织明显增加,1345cm-1处峰的相对强度增强但其散点图跨度较大,说明宫颈上皮内瘤变Ⅲ级组织在癌变过程中组织细胞增殖不一,核酸含量差异较大.而且3类组织中核酸特征峰相对强度具有显著差异(P<0.001).在宫颈癌组织中,1345cm-1处特征峰的增强表明核酸分子中磷酸二酯基团形成氢键的能力比正常宫颈组织㊁宫颈上皮内瘤变Ⅲ级组织强,表明组织细胞中的DNA含量增加,提示宫颈病变组织中核酸的相对含量增加,这一变化正好符合宫颈癌组织增生过程中DNA不断复制变化的结论.此外,在核酸的拉曼光谱中,1096cm-1处是DNA的磷酸骨架伸缩振动峰,一旦DNA发生单㊁双链的断裂,该谱线强度会下降并发生位移.在浸润性癌组织中,该峰蓝移至1094cm-1,说明在癌变组织中部分DNA的单双链已开始断裂.2.2.2 蛋白特征峰相对强度的散点图结果 以蛋白特征峰(1003cm -1)的相对强度为纵坐标做散点图,结果见图2(B).可见3类组织拉曼光谱中1003cm -1处特征峰的相对强度要明显低于核酸和脂肪特征峰的相对强度,但其相对强度的差异有显著性(P <0.001),且病变组织的蛋白特征峰较正常组织强.1003cm -1处蛋白质分子苯丙氨酸的振动峰在癌组织和宫颈上皮内瘤变Ⅲ级组织中明显比正常组织强,而苯丙氨酸一直被认为是细胞增殖不受控制的标志,它广泛存在于肿瘤癌变增殖及肿瘤胶原纤维形成等过程[17].此外,只有宫颈癌组织没有在1271cm -1处出现归属于蛋白质酰胺Ⅲ谱带分子间反平行β-折叠的C O 键的伸缩振动峰,说明宫颈组织细胞癌变时,蛋白质分子中C O 基团遭受严重破坏,导致蛋白质的空间构象受到破坏.在宫颈癌及宫颈上皮内瘤变Ⅲ级组织的拉曼光谱中,1657cm -1处的特征峰较正常宫颈组织均向低波数移动约3cm -1,这是由于蛋白质酰胺Ⅰ带CO 变形振动所致,文献表明蛋白质酰胺Ⅰ带的频移和强度与肽键骨架中的空间结构有关,是研究蛋白质二级结构比较灵敏的探针,其中蛋白质酰胺Ⅰ带主要是来自于肽键平面内羰基(C O)伸缩振动的贡献,也与羰基附近的NH 弯曲振动和CN 伸缩振动有一定的关系[18].羰基伸缩振动特征峰出现约3cm -1蓝移说明羰基受约束的程度有所降低,羰基基团中的某些氢键断裂[19],使分子的空间构象受到一定程度的破坏.该特征峰的强度依次为宫颈癌组织>宫颈上皮内瘤变Ⅲ级组织>宫颈正常组织.2.2.3 脂肪特征峰相对强度的散点图结果 图2(C)为脂肪特征峰(1443cm -1)相对强度的散点图.可见,正常宫颈组织拉曼光谱中脂肪特征峰的相对强度要高于病变组织,但3类组织中脂肪特征峰相对强度并没有显著的差异(P =0.572).在宫颈癌组织中,脂类的CH 3或CH 2变形弯曲振动发生变化导致其特征峰(1443cm -1)减弱[20],提示宫颈癌组织中蛋白质二级结构的亚甲基无序性增加.而且对于该脂类的特征峰,宫颈癌组织相对于宫颈上皮内瘤变Ⅲ级组织㊁宫颈上皮内瘤变Ⅲ级组织较正常组织均表现出2~3cm -1的蓝移,该变化可能由于细胞癌变过程中脂质过氧化导致[21].3 结 论采用便携式拉曼光谱仪对新鲜宫颈癌组织㊁宫颈上皮内瘤变Ⅲ级组织及正常宫颈组织进行了检测,核酸分子中磷酸二酯基团形成氢键的能力增强及DNA 相对含量的增加㊁亚甲基的无序性增加㊁蛋白质酰胺Ⅰ带C O 变形振动㊁类胡萝卜素特征峰的出现等提示拉曼光谱可以检测新鲜宫颈癌组织㊁宫颈上皮内瘤变Ⅲ级组织和正常宫颈组织的生化组分差异,从而可为进一步探索宫颈癌与宫颈上皮内瘤变Ⅲ级的内在联系,建立宫颈癌㊁宫颈上皮内瘤变Ⅲ级早期临床鉴别诊断模型奠定基础.参 考 文 献[1] Parkin D.M.,Bray F.,Ferlay J.,Pisani P.,Ca.Cancer J.Clin.,2005,55(2),74 108[2] Reich O.,Lahousen M.,Pickel H.,Tamussino K.,Winter R.,Obstet.Gynecol.,2002,99(2),193 196[3] Kondepati V.R.,Heise H.M.,Backhaus J.,Anal.Bioanal.Chem.,2008,390(1),125 139[4] Krishna C.M.,Sockalingum G.D.,Vidyasagar M.S.,Manfait M.,Fernandes D.J.,Vadhiraja B.M.,Maheedhar K.,J.CancerRes.Ther.,2008,4(1),26 36[5] Nemeth T.S.,Biopolymer Research Trends ,Nova Science Publishers,New York,2007,189 209[6] DaCosta R.S.,Wilson B.C.,Marcon N.E.,Scientific World J.,2007,7,2046 2071[7] Bigio I.J.,Brown S.G.,Cancer Biol.Ther.,2004,3(3),259 267[8] Quan R.H.,Shen A.G.,Liao C.X.,Wang H.,Hu J.M.,Chem.J.Chinese Universities ,2007,28(9),1645 1650(权日浩,沈爱国,廖长秀,汪晖,胡继明.高等学校化学学报,2007,28(9),1645 1650)[9] Hu C.X.,Wang J.X.,Zheng C.,Xu S.P.,Zhang H.P.,Liang Y.C.,Bi L.R.,Fan Z.M.,Han B.,Xu W.Q.,Med.Phys.,2013,40(6),063501 063507[10] Jacobs V.R.,Paepke S.,Schaaf H.,Weber B.C.,Kiechle-Bahat M.,Clin.Breast Cancer ,2007,7(8),619 623[11] Hu C.X.,Zheng C.,Zhang H.P.,Bi L.R.,Xu S.P.,Fan Z.M.,Han B.,Xu W.Q.,Chem.J.Chinese Universities ,2013,34(12),2721 2727(胡成旭,郑超,张海鹏,毕丽荣,徐抒平,范志民,韩冰,徐蔚青.高等学校化学学报,2013,34(12),1881 No.9 张海鹏等:新鲜宫颈癌组织的拉曼光谱研究2881高等学校化学学报Vol.35 2721 2727)[12]Krishna C.M.,Kurien J.,Mathew S.,Rao L.,Maheedhar K.,Kumar K.K.,Chowdary M.V.P.,Expert Rev.Mol.Diagn.,2008,8(2),149 166[13] Chowdary M.V.,Kumar K.K.,Kurien J.,Mathew S.,Krishna C.M.,Biopolymers,2006,83(5),556 569[14] Yu C.,Gestl E.,Eckert K.,Allara D.,Irudayaraj J.,Cancer Detect.Prev.,2006,30(6),515 522[15] Haka A.S.,Shafer-Peltier K.E.,Fitzumaurice M.,Crowe J.,Dasari R.R.,Feld A,2005,102,12371 12376[16] Shafer-Peltier K.E.,Haka A.S.,Fitzmaurice M.,Crowe J.,Myles J.,Dasari R.R.,Feld M.S.,J.Raman Spectrosc.,2002,33(7),552 563[17]Marcelo M.,Leandro R.,EmíliaÀngelo Loschiavo A.,Ana Maria do Espírito S.,Edson Aparecido Pereira dos S.,Renata Andrade B.,Airton Abrahão M.,Theor.Chem.Acc.,2009,125(3 6),329 334[18] Deng Y.B.,Yang T.Q.,Spectrosc.Spect.Anal.,2007,27(7),1312 315(邓一兵,杨体强.光谱学与光谱分析,2007,27(7),1312 1315)[19]Usuda J.,Chiu S.M.,Azizuddin K.,Xue L.Y.,Lam M.,Nieminen A.L.,Oleinick N.L.,Photochem Photobiol.,2002,76(2),217 223[20] Abramczyk H.,Placek I.,Brozek-Pluska B.,Kurczewski K.,Morawiecc Z.,Tazbir M.,Spectrosc.Int.J.,2008,22(2/3),113121[21] Shen S.J.,Liu B.Y.,Li Q.,Ma X.,Song Z.J.,Spectrosc.Spect.Anal.,2000,20(1),28 30(沈世杰,刘炳玉,李清,马溪,宋占军.光谱学与光谱分析,2000,20(1),28 30)Studies on Fresh Cervical Cancer Tissues by Raman Spectroscopy†ZHANG Haipeng1,ZHENG Chao1,LU Lu1,ZOU Yabin1,WANG Cuihua1,XU Shuping2,XU Weiqing2,FAN Zhimin1,LU Laijin1*,HAN Bing1*(1.First Hospital of Jilin University,Changchun130021,China;2.State Key Laboratory of Supramolecular Structure and Materials,Jilin University,Changchun130012,China) Abstract A portable Raman spectrometer was used for distinguishing the characteristics of cervical cancer, cervical intraepithelial neoplasiasⅢ(CINⅢ)and normal fresh cervical tissues.Based on spectral profiles, the presence of lipids(817,1127,1176,1450,1769cm-1)is indicated in normal tissue,and proteins(755, 1003,1372,1542,1577cm-1)are found in diseased tissues.Between CINⅢand cervical cancer tissues, proteins(853and1542cm-1)and nucleic acids(1340cm-1)are found to be good discrimination parameters. These three kinds of tissues have significant differences on the ability of forming hydrogen bond between di-hydrogen phosphate ester groups,the relative content of DNA,the disorder of methylene,the deformation of amide I band C O and the formation of carotenoids.These features show that Raman spectroscopy has good clinical application potential which can be used to detect cervical cancer tissues,explore the relationships and differences between cervical cancer and CINⅢand diagnose cervical cancer early.Keywords Raman spectroscopy;Cervical cancer;Cervical intraepithelial neoplasiasⅢ(CINⅢ);Peak analysis(Ed.:S,Z,M)†Supported by the National Natural Science Foundation of China(Nos.81202078,21373096),the National Instrumentation Program(NIP) of the Ministry of Science and Technology of China(No.2011YQ03012408),the Jilin Province Science and Technology Development Plan,China (No.20130522030JH)and the Jilin University Bethune Scientific Research Support Plan,China(No.2013205023).新鲜宫颈癌组织的拉曼光谱研究作者：张海鹏， 郑超， 路璐， 邹亚斌， 王翠花， 徐抒平， 徐蔚青， 范志民， 路来金， 韩冰， ZHANG Haipeng， ZHENG Chao， LU Lu， ZOU Yabin， WANG Cuihua， XUShuping， XU Weiqing， FAN Zhimin， LU Laijin， HAN Bing作者单位：张海鹏,郑超,路璐,邹亚斌,王翠花,范志民,路来金,韩冰,ZHANG Haipeng,ZHENGChao,LU Lu,ZOU Yabin,WANG Cuihua,FAN Zhimin,LU Laijin,HAN Bing(吉林大学第一医院,长春,130021)， 徐抒平,徐蔚青,XU Shuping,XU Weiqing(吉林大学超分子结构与材料国家重点实验室,长春,130012)刊名：高等学校化学学报英文刊名：Chemical Journal of Chinese Universities年，卷(期)：2014(9)1.Parkin D M;Bray F;Ferlay J;Pisani P查看详情 2005(02)2.Reich O;Lahousen M;Pickel H;Tamussino K Winter R查看详情 2002(02)3.Kondepati V R;Heise H M;Backhaus J查看详情 2008(01)4.Krishna C M;Sockalingum G D;Vidyasagar M S;Manfait M Fernandes D J Vadhiraja B M Maheedhar K 查看详情 2008(01)5.Nemeth T S Biopolymer Research Trends 20076.DaCosta R S;Wilson B C;Marcon N E查看详情 20077.Bigio I J;Brown S G查看详情 2004(03)8.权日浩;沈爱国;廖长秀;汪晖 胡继明查看详情 2007(09)9.Hu C X;Wang J X;Zheng C;Xu S P Zhang H P Liang Y C Bi L R Fan Z M Han B Xu W Q查看详情2013(06)10.Jacobs V R;Paepke S;Schaaf H;Weber B C Kiechle-Bahat M查看详情 2007(08)11.胡成旭;郑超;张海鹏;毕丽荣 徐抒平 范志民 韩冰 徐蔚青查看详情 2013(12)12.Krishna C M;Kurien J;Mathew S;Rao L Maheedhar K Kumar K K Chowdary M V P查看详情 2008(02)13.Chowdary M V;Kumar K K;Kurien J;Mathew S Krishna C M查看详情 2006(05)14.Yu C;Gestl E;Eckert K;Allara D Irudayaraj J查看详情 2006(06)15.Haka A S;Shafer-Peltier K E;Fitzumaurice M;Crowe J Dasari R R,Feld M S查看详情 200516.Shafer-Peltier K E;Haka A S;Fitzmaurice M;Crowe J Myles J Dasari R R Feld M S查看详情2002(07)17.Marcelo M;Leandro R;Emília àngelo Loschiavo A;Ana Maria do Espírito S Edson Aparecido Pereira dos S Renata Andrade B Airton Abrah?o M查看详情 2009(3-6)18.邓一兵;杨体强查看详情 2007(07)uda J;Chiu S M;Azizuddin K;Xue L Y Lam M Nieminen A L Oleinick N L查看详情 2002(02)20.Abramczyk H;Placek I;Brozek-Pluska B;Kurczewski K Morawiecc Z Tazbir M查看详情 2008(2/3)21.沈世杰;刘炳玉;李清;马溪 宋占军查看详情 2000(01)引用本文格式：张海鹏.郑超.路璐.邹亚斌.王翠花.徐抒平.徐蔚青.范志民.路来金.韩冰.ZHANG Haipeng. ZHENG Chao.LU Lu.ZOU Yabin.WANG Cuihua.XU Shuping.XU Weiqing.FAN Zhimin.LU Laijin.HAN Bing新鲜宫颈癌组织的拉曼光谱研究[期刊论文]-高等学校化学学报 2014(9)。
