生物组织拉曼光谱数据的统计分析

拉曼光谱技术在生命科学领域已取得较为广泛的研究与应用,如何从低信噪比、质量差的拉曼光谱信号提取并充分利用谱图中所含信息,对光谱后续分析、样品的归类等至关重要。本文首先明确了生物组织拉曼光谱统计分析中几个重要的概念,进而对拉曼光谱数据的预处理,光谱分析研究中较为常用的几种多元统计方法进行了归纳、对比与分析。

人血红细胞傅里叶变换红外和近红外拉曼光谱

通过人血红细胞傅里叶变换近红外拉曼光谱和红外光谱研究,基本上确定了人血红细胞中特征官能团的归属,发现不同拉曼频移的拉曼信号强度随激发光功率呈非线性变化规律。近红外激光拉曼光谱结合红外光谱信息,可作为研究人血红细胞结构的有效测试手段。

白术煎剂表面增强拉曼光谱分析

测试分析了白术煎剂及其在银胶中的拉曼光谱,并对其进行初步谱峰归属。白术煎剂表面增强拉曼光谱在396,548,617,730,955和1 327 cm-1处,出现6个明显的拉曼信号。测试了白术煎剂和白术煎剂-银胶混合体系的紫外-可见吸收光谱,该吸收光谱在长波区出现新共振吸收峰(999 nm处),进而研究了白术煎剂在银溶胶上的吸附特性及其表面增强机理。结果表明,表面增强拉曼光谱可能为白术煎剂或其他中药煎剂提供一种准确、直接、快速的检测方法。

麻黄与桂枝混合汤剂的红外光谱

测试了单味药麻黄、桂枝及麻黄+桂枝混合汤剂红外光谱,标示其吸收峰,并确认其归属。在麻黄+桂枝汤剂中保留了麻黄、桂枝单味药物汤剂中的某些成分,见麻黄+桂枝光谱1 205和1 074 cm-1处等;麻黄、桂枝光谱中的某些成分并未在麻黄+桂枝光谱中出现,见麻黄+桂枝光谱1 394和678 cm-1处等;在麻黄+桂枝汤剂光谱中,出现了新的吸收峰,见麻黄+桂枝光谱757和1 407 cm-1处等。同时,因吸收峰位置有所改变,说明各基团在麻黄、桂枝、麻黄+桂枝汤剂中所处的化学环境不同。在麻黄+桂枝汤剂中可能新生成了麻黄、桂枝单味药物汤剂中所没有的化学成分。麻黄+桂枝汤剂所包含的药物成分并非是单味麻黄、桂枝汤剂所含药物成分的简单相加。文章在研究麻黄+桂枝混合汤剂红外光谱的基础上提出了方剂光谱学的概念。

茶氨酸拉曼光谱分析

采用显微共焦拉曼光谱技术测试研究了L-茶氨酸,得到了L-茶氨酸的拉曼谱图,发现在250～1 700和2 800～3 000cm-1能够观测到明显的拉曼信号;通过对谱峰进行归属和分析,得到了不同波数范围内的特征振动模式;其中,在321,900,938,1 153,1 312,1 358,1 454和1 647cm-1找到8个较强的拉曼信号,可作为L-茶氨酸的特征峰。结果表明:拉曼光谱可能成为一种直接、准确和快速的检测茶氨酸的方法。

山药近红外拉曼光谱分析

采用785nm半导体激光光源，全息光栅和近红外增强CCD探测器等光电器件，构建了一套近红外拉曼光谱探测系统，测试获得了山药的拉曼光谱及拉曼一阶导数谱。山药拉曼光谱谱中出现了477，863，936cm^-1等较强的特征峰，主要归属为蛋白质、氨基酸、淀粉、多糖等物质，与已知山药生化成分基本相符。在山药拉曼一阶导数谱中，467，484，870，943cm^-1处出现明显特征峰。对比山药拉曼光谱，在600-800cm^-1,1000-1400cm^-1区域内，山药拉曼一阶导数谱变化较为明显，可以更为清晰地表现山药拉曼光谱，能作为山药拉曼光谱分析的补充方法。

血卟啉衍生物与血红蛋白相互作用的光谱特性研究

采用荧光光谱法和紫外-可见吸收光谱法研究了在不同温度下,血卟啉衍生物(HPD)与血红蛋白(Hb)结合反应的荧光猝灭光谱行为。证实由于非辐射能量转换机制,HPD对Hb有较强的荧光猝灭能力。根据Stern-Volmer方程和Lineweaver-Burk双倒数函数曲线,计算其结合常数在高温时要比低温时大,并获得相关结合常量和热力学参数。根据Fster能量传递原理计算出临界结合位点R0=3.22nm。

基于拉曼光谱技术的甲状腺疾病检测的研究

基于光学成像与光谱技术的无损检测是生物医学光学交叉领域研究的重要发展方向。其中拉曼光谱技术可获得检测对象的生化成分的"指纹信息",被广泛应用于面向生物分子,细胞以及生物组织的检测诊断研究。甲状腺疾病尤其肿瘤的临床检测往往涉及多方法和技术手段的结合,且存在一定的诊断难度,因此发展新的检测技术方法具有重要的意义。首先综述了拉曼光谱技术在甲状腺细胞系的单细胞拉曼光谱检测与分析,然后介绍甲状腺病理组织和甲状腺正常组织的拉曼光谱鉴别诊断(特别介绍了本研究小组开展以银纳米粒子为增强基底的甲状腺离体组织SERS光谱研究情况),以及拉曼光谱技术在甲状腺激素等方面的研究概况。最后简要探讨了拉曼光谱技术在该领域的研究应用前景和发展方向。

麻黄与杏仁混合汤剂红外光谱分析

测试了单味药麻黄、杏仁及麻黄+杏仁混合汤剂的红外光谱。经分析:在麻黄+杏仁汤剂中保留了麻黄、杏仁单味药物汤剂中的某些吸收峰,见麻黄+杏仁光谱1402和1076 cm-1处等;麻黄、杏仁光谱中的某些吸收峰并未在麻黄+杏仁光谱中出现,见麻黄+杏仁光谱1394和682 cm-1处等;在麻黄+杏仁汤剂光谱中,出现了新的吸收峰,见麻黄+杏仁光谱688和1187 cm-1处等。同时,因吸收峰位置的改变,说明各基团在麻黄、杏仁、麻黄+杏仁汤剂中所处的化学环境不同,汤剂中生化物质的结构发生了变化,或麻黄+杏仁汤剂中可能新生成了麻黄、杏仁单味药物汤剂中所没有的化学成分。麻黄+杏仁汤剂所包含的药物成分并非是单味麻黄、杏仁汤剂所含药物成分的简单相加。

DHL细胞中5-ALA代谢PpIX的双光子荧光光谱

双光子激发生物组织荧光,激发光仅作用于焦点区域,对生物样品的光漂白性和光毒性都很小,因而双光子荧光显微技术已成为细胞生物学研究的一种新技术。文章采用波长为820 nm飞秒激光激发孵育有5-ALA的DHL细胞,在激光扫描显微镜的Lambda模式中获得单个DHL细胞的双光子荧光光谱,并测量DHL细胞内积聚的卟啉九(PpIX)特征荧光值。获得了浓度分别为2,4和10 mmol.L-1的5-ALA溶液中,细胞代谢的PpIX含量随孵育时间的变化情况。DHL细胞内积聚的PpIX处于动态变化过程,并呈现出两阶段性的特点:细胞内积聚的PpIX含量随着孵育时间增长而增加,在3 h附近达到最大值,随后随着孵育时间增长反而下降。结果表明,基于激光扫描显微的双光子荧光光谱可成为DHL细胞等白血病细胞摄取5-ALA并生成PpIX的动力学研究的有效方法。

鼻咽癌离体组织拉曼光谱的测量

拉曼光谱分析技术在探测与组织病理学相关的分子变化方面具有特别的潜力和优势,并且使无损、实时、快速的光学诊断成为可能。采用785nm半导体激光器,透射式的全息光栅,背向感光、深度耗尽的CCD探测器及特殊设计的光纤拉曼探头构建了一台快速拉曼光谱测试装置。所设计的光纤拉曼探头可在减少荧光信号和瑞利散射影响的同时,最大限度地收集生物组织的拉曼信号,同时解决了平面光栅衍射光束的谱线弯曲问题,提高了仪器的信噪比,使装置具有较高的灵敏度并可快速测量获得人体组织的近红外拉曼信号。通过新鲜猪肉的脂肪和肌肉组织的拉曼光谱信号的检测,验证了测试装置的良好性能;在此基础上,研究了鼻咽癌组织样品存放时间对拉曼光谱的影响,并在1～5s时间内快速测量获得了人离体鼻咽癌组织的近红外拉曼光谱。

中医辨证论治与光能量的关系

论证中医学辨证论治与光能量的联系。根据现代中医学研究,指出阳相对于阴处于更多的、更高的能量耗损状态。结合八纲辨证和人体红外辐射所反映的生物能特征,分析红外热成像系统(TTM)在中医辨证中的运用。八纲辨证先分阴阳,而阴证和阳证的典型表现是寒证与热证。寒证患者机体热量不足,机体功能衰退向外红外辐射小。热证患者热量过剩,机体代谢亢盛向外红外辐射大。理论上只要能分清机体产生热量的高低,就可以大体准确地辨明阴阳。TTM能从机体代谢过程所产生的热量大小反映生命活动中的能量态信息,可区分疾病的阴阳属性。可以利用机体代谢过程所产生的红外辐射大小,区分疾病的阴阳属性。TTM有助于中医学辨证论治,使用时要依据中医学的理论,要辨清中医的脏腑的概念,具体问题具体分析,结合其他因素综合考虑。

基于拉曼光谱的不同产地黄芪鉴别研究

目的:利用拉曼光谱技术建立黄芪饮片产地鉴别方法。方法:检测来自内蒙古、山西、黑龙江、甘肃四个地区共100批次黄芪饮片的拉曼光谱,通过主成分分析(PCA)对不同产地样本进行判别区分,利用偏最小二乘判别法(PLS)建立产地判别模型并予以验证。结果:四个产地黄芪饮片拉曼谱线差异主要体现在谱峰强度方面,表明不同产地的黄芪饮片所含生化物质在组成比例上有较大差异。PCA分析可对不同产地的黄芪饮片进行区分,主成分得分PC1、PC2、PC3构成的三维散点图中,代表不同产地的数据散点各自聚集,没有重叠。PLS产地判别模型可正确鉴别内蒙古、山西、黑龙江、甘肃等四产地黄芪饮片。结论:本研究表明拉曼光谱技术结合PCA及PLS方法,可实现黄芪饮片产地的快速鉴别。同时该方法还可拓展应用于其他饮片产地鉴别,具有良好应用前景。

析电容器电压保护在电力系统中的应用

电容器是一种无功补偿设备。通常(集中补偿式)接在变电站的低压母线上,其主要作用是补偿系统的无功功率,提高功率因数,从而降低电能损耗、提高电压质量和设备利用率。常用不平衡电压和差压保护来反映电容器组内部故障,用欠压和过压保护反映电容器外部故障。

拉曼光谱技术研究男性生殖生育

拉曼光谱通过记录光与物质作用时频率的改变,进而获得物质分子振动、转动信息,从而实现物质分子结构及其变化的检测。相比于常规生化检测分析方法,拉曼光谱技术具有无损、非标记检测及对检测样品要求低等优点。拉曼光谱技术已广泛应用于生物医学领域的研究,如人体组织、器官、细胞以及人体体液的各种疾病诊断、检测研究。本文主要综述了拉曼光谱技术在人体精液的研究进展,首先介绍了拉曼光谱技术(包含表面增强拉曼光谱)在法医学领域针对精液整体开展的研究及相关的数据处理方法,然后重点介绍拉曼光谱在男性生殖生育方面的研究,即分别介绍了可客观反映精液质量及男性生殖生育能力的基于精液(精浆)拉曼光谱的定性和定量检测分析;另外,介绍了基于显微拉曼光谱技术开展的单精子水平的精子质量的刻画和评估,以及目前研究初步获得的有望用于优质精子判别的拉曼光谱标记指标,最后展望了拉曼光谱技术在生殖生育领域的应用发展前景。

SERS光谱技术在人体体液研究中的应用

SERS光谱技术具有高检测灵敏度和高特异性的优点,广泛应用于生物组织,细胞及生物分子的研究,表现出极大的应用潜力。本文首先介绍了拉曼及SERS光谱技术的原理,综述了SERS光谱技术在人体体液分析检测的研究概况,特别介绍了本课题组针对血液、精液、尿液开展的研究工作,最后简要讨论SERS光谱技术的发展前景。

白癜风皮肤的光学模型

目的建立白癜风皮肤的光学模型,为白癜风皮肤的基础或临床研究提供理论分析与指导。方法基于白癜风皮肤的组织结构与病理学分析,确定白癜风皮肤的组织光学参数。结果得到白癜风皮肤中黑色素的分布情况,建立了白癜风皮肤的光学模型。结论所建立的光学模型可应用于白癜风皮肤的组织光学特性的研究。

对既有线技术改造货车段修工作量计算方法探讨

本文阐述了货车段修工作量计算公式的演变情况及既有线的技术改造,并介绍了货车段修工作量四种计算方法的应用条件及不理想的原因,指出当前贷车段修工作量计算方法存在的弊病。提出按铁路局货车保有量增长率计算设计年度的贷车保有量及段修工作量的建议。本文还提出按货运量增长,分析货车段修工作量的新探索。

关于列检电气安全防护信号设备标准化的建议

本文概括介绍了列检电气安全防护信号设备设置的意义、种类、发展概况以及存在的问题,指出列检电气安全防护信号设备产品标准化的必要性,提出了电气防护设备的方案设想。对于电气防护设备通用化、标准化的三个方案的适用范围、技术条件进行了较详细的介绍。

快速客车检修工作量的计算方法

介绍按《关于快速客车检修的暂行规定》和按车辆年走行公里两种方法计算快速客车检修工作量。经过分析 。