Evaluation of Fourier Transform Infrared Spectroscopy for Diagnosis of Peroxisomal Diseases with Abnormal Very-Long-Chain Fatty Acid Metabolism

Very long chain fatty acids (VLCFAs) are accumulated in cells and blood in patients with peroxisomal diseases, such as adrenoleukodystrophy (ALD) and Zellwger Syndrome (ZS). The purpose of this study is to investigate usefulness of Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) with attenuated total reflection (ATR) analysis method for clinical diagnosis of those diseases, thereby we measured the infrared spectra of the sera of patients and healthy controls. Correlation coefficients between 2nd derivative FTIR spectra of the serum samples and the VLCFA content ratio which is used as a clinical parameter to date were comprehensively calculated to investigate which wavenumber showed high correlation with the VLCFA ratio. Multiple regression analysis using the serum FTIR spectra showed that high correlations were observed with VLCFA ratios (C26:0/C22:0 ratio), and we could construct a suitable regression model (R2 = 0.97, p ﹣19). In addition, the model system using various VLCFAs in newborn bovine serum also showed that several FTIR peaks in 800 ~ 900 cm﹣1 region were found to have good correlation with VLCFA ratios. Our results support that FTIR analysis is useful for diagnosis of peroxisomal diseases.

应用衰减全反射红外光谱无损鉴别中国传统手工纸的方法研究

纤维种类鉴别是古代纸张保护的重要基础工作。探究中国传统手工纸的无损纤维鉴别的方法对中国古籍、档案及纸质文物的研究和保护具有重要意义。该研究应用衰减全反射傅里叶变换红外光谱(ATRFTIR)对已知纤维成分的17类64种中国传统手工纸标准样品进行了无损分析,参考纤维素和木质素的红外峰位及部分纸样的X射线衍射(XRD)分析结果确认纸样中的所有红外谱峰归属;并采用分波段比较分析的方法对相似度极高的谱图进行比对分析,分别总结各类纸张在4000~1800、1800~1500、1500~1200和1200~600cm^(-1)四个波段的谱图特征;同时对4cm^(-1)精度的谱图进行二阶导数处理,分别总结各类纸张在1500~1200和1200~900cm^(-1)两个波段的二阶导数谱图特征;最后通过红外结晶指数及其他峰高和峰面积比值计算结果实现对纸类更细致的区分。应用上述方法对16个盲测样品进行了有效性测试,红外分析结果与显微纤维鉴别结果一致,初步证明了该方法在中国传统手工纸无损纤维鉴别上的可行性和有效性。实验结果表明,应用ATR-FTIR无损分析法可对麻、桑构皮、檀皮、瑞香皮和竹几大类原料的传统手工纸纤维类型作出快速而准确的鉴别,对于混料的宣纸也同样适用;但对于显微分析也难以鉴别的亲缘关系较近的植物原料如桑、构皮之间的精细鉴别仍有一定局限性。

傅里叶变换衰减全反射红外光谱检测血液样本在疾病筛查及诊断的应用进展

傅里叶变换衰减全反射红外(attenuated total reflection Fourier transform infrared,ATR-FTIR)光谱技术以其快速、准确、无创的特点,在生物医学领域尤其是临床血液学检验中显示出巨大潜力。该技术记录样本中分子的振动光谱,提供生物样品内核酸、蛋白质和脂质的化学结构信息,可用于疾病筛查和诊断。ATR-FTIR光谱技术在地中海贫血、艾滋病毒感染、乳腺癌、卵巢癌和脑瘤等疾病中的研究现状和发展情况,提示该技术结合化学计量学方法可实现疾病的快速筛查、诊断与鉴别诊断。ATR-FTIR光谱技术与偏最小二乘法回归模型相结合,以定量法分析人外周血样品中平均红细胞血红蛋白含量、平均红细胞体积和血红蛋白等地中海贫血筛查指标,筛查地中海贫血的灵敏度、特异度分别达到100.0%和95.3%。采用ATR-FTIR光谱技术,基于遗传算法的线性判别分析法,分析血液样本红外图谱中1653 cm-1(酰胺Ⅰ带)、1558 cm-1(酰胺Ⅱ带)、1506 cm-1(环基)和901 cm-1(磷酸二酯伸缩带)处的特征峰,对人类免疫缺陷病毒(human immunodeficiency virus,HIV)感染孕妇血液样本的辨别准确率为89%,灵敏度、特异度分别为83%、92%。采用主成分回归(principal component regression)法对乳腺患者血液ATRFTIR光谱进行识别,其灵敏度与特异度高达92.3%与87.1%此外,ATR-FTIR光谱技术还可应用于生物医学领域的其他方面,如细胞和组织学样本的检测、疾病严重程度的分类等。ATR-FTIR光谱技术展现出广阔的应用前景,但仍面临环境干扰、样本污染等挑战。未来,随着ATR-FTIR光谱技术的优化、发展,其有望在更多疾病的临床血液学检验中发挥重要作用。

比较教学法在红外光谱分析实验教学中的探索与应用

紧密结合实验特性和教学目的,提出将比较教学法应用于实验课堂,深入探讨了其在红外光谱分析实验教学中的应用与实践。通过实施这种教学方法,学生不仅能深入理解透射法与衰减全反射红外光谱分析法的异同点,而且能掌握这两种方法的实际应用技巧。实践表明,比较学习法有效推动了高分子材料分析实验的教学改革和质量的提升,有助于强化学生实践操作能力,激发他们的科研兴趣,为培养未来的科研人才奠定坚实基础。

傅里叶变换衰减全反射红外光谱法的应用与进展

随着傅里叶变换红外光谱仪的应用及化学计量学的发展 ,傅里叶变换衰减全反射红外光谱法(ATR FTIR)成为用传统透过法制样效果不理想 (或制样复杂 )的样品及表层结构分析的有利工具和手段。ATR FTIR技术已应用到纺织、质检、公安等各个领域。目前 ,人们正在针对ATR FTIR的特性 ,开展应用研究。为此 ,文章主要介绍了国内外应用ATR FTIR技术进行深度剖析的研究 ,对材料表面的定性分析 ,组分的定量分析 ,光学纤维与ATR附件的联用技术 ,以及在其他领域 (如运用ATR FTIR技术考察中空纤维的结构及取向变化 ,研究皮肤促进剂的作用机理 )

氧化乐果的振动光谱及其表面增强拉曼散射研究

采用ATR-FTIR、FT-拉曼表征了氧化乐果在酸、碱、中性条件下的振动光谱,获得了氧化乐果分子较为全面的结构振动信息;以金/银核-壳粒子为基底,获得了不同浓度及其酸碱条件下氧化乐果的表面增强拉曼散射(SERS)光谱,考察了其分子在该基底表面的吸附状态及其酸碱影响,推测了氧化乐果的SERS机理;结果表明:νas(NH),νas(CH3),AmideⅠ,ν(POC),ν(PO),ν(C-S)为氧化乐果分子特征振动;中性条件下,氧化乐果浓度低于2.0×10-2mol/L已无明显SERS,酸、碱条件下,在2.0×10-10mol/L氧化乐果分子与基底的作用仍显著,尤其酸性的SERS更强;氧化乐果主要以磷酸酯结构与基底表面作用,探讨了酸碱条件下的不同水解历程对该作用的影响,为研究有机磷农药的形态变化提供了参考。

傅立叶变换拉曼光谱和红外光谱鉴别塑料

用傅立叶变换拉曼光谱、衰减全反射红外光谱和近红外光谱结合OPUS/Ident软件对添加不同填料、不同助剂的塑料进行鉴别分类。结果表明:分子光谱结合化学计量学鉴别塑料是一种快速可靠的方法。其中拉曼光谱和衰减全反射红外光谱能够直接区分样品,而近红外光谱非常类似,不能直接区分。但是用OPUS/Ident软件中的W ard算法处理这3种光谱后,得到的树形图能够将样品准确分类。

显微⁃傅里叶变换红外光谱鉴别分析微塑料

利用显微‐傅里叶变换红外光谱技术分析鉴别了不同粒径及不同种类的微塑料(粒径小于5 mm的塑料、纤维或橡胶碎片),系统阐述了反射、透射、衰减全反射3种测量模式及其微区成像技术在微塑料鉴别分析中的优缺点。基于显微‐傅里叶变换红外光谱衰减全反射技术,分析了北京景观水样中的微塑料,结果表明该方法简单、准确、可靠。

二阶导数光谱预处理在用FTIR/ATR方法定量测定葡萄糖-6-磷酸和果糖-6-磷酸中的应用

利用傅里叶变换红外光谱（FTIR）和衰减全反射（ATR）技术，建立了一种葡萄糖-6-磷酸（G6P）和果糖-6-磷酸（F6P）同时定量测量的方法。作为磷酸己糖异构酶（PGI）反应系的模拟，G6P-F6P-Tris混合溶液被作为定量对象，并通过采集组分浓度已知的G6P-F6P-Tris混合溶液的光谱来建立定标方法。分别用吸光度光谱或二阶导数光谱，并分别用G6P，F6P，Tris的主要吸收峰（1086cm^-1、1082cm^-1、1065cm^-1、1036cm^-1和978cm^-1）的数据或指纹领域（1200～900cm^-1）全段数据，共进行了4种模式的多元线性回归分析，比较各种模式下浓度的预测值与实测值的相关系数、平均相对误差和交叉检验均方误差（RMSECV值）。结果表明，采用二阶导数光谱比采用吸光度光谱所得到的预测值具有更高的精度，而采用指纹领域全段数据比采用G6P，F6P，Fris主要吸收峰的数据所得到预测值具有更高的精度。

FTIR-ATR法对人体胆结石中胆固醇和胆红素的定量分析研究

目的:建立傅立叶变换衰减全反射红外光谱法(FTIR-ATR)同时测定胆结石中的胆固醇和胆红素的含量。方法:无需溶解和提取,分别选择胆结石中互不干扰的胆固醇特征吸收峰1049 cm-1和胆红素特征吸收峰1245 cm-1作为各自的定量吸收峰,利用基线吸收度法,直接地同时测定胆结石中的胆固醇和胆红素的含量。结果:胆固醇和胆红素的浓度与其峰高的线性范围分别为32.1-45.2μg·mg-1和13.2-44.2μg·mg-1,相关系数分别为0.9995和0.9987,说明符合Beer-Lambert’s定律。胆固醇和胆红素的回收率分别为100.4%和99.2%,RSD分别为2.1%和2.0%(n=3)。并与HPLC方法所测结果做了比较,发现2个方法所测含量结果基本相符。结论:本方法操作简便,无污染,结果准确可靠,可用于胆结石中胆固醇和胆红素含量的同时测定。

N-三甲基壳聚糖透皮吸收促进作用的初步研究

目的考察N-三甲基壳聚糖(-Ntrimethyl chitosan,TMC)作为透皮吸收促进剂的作用,并对其作用机制做初步研究。方法用壳聚糖及碘甲烷为主要原料,合成季铵化程度为60%的TMC,即TMC60,通过1H-NMR确定其季铵化程度。应用衰减全反射傅立叶红外光谱(ATR-FTIR)探讨TMC60对角质层角蛋白的作用。以月桂氮酮为阳性对照,睾酮为模型药物,考察TMC60对离体皮肤的透皮作用。结果经1H-NMR确定合成得到的TMC60季铵化程度为67.2%。鼠角质层经TMC60处理后,角蛋白的酰胺吸收峰Ⅱ带的峰位从1 538.7 cm-1向低波数位移到1 536.8 cm-1。结合用去卷积方法对酰胺吸收峰Ⅱ进行处理,结果表明,TMC60可使部分角蛋白从α-螺旋型结构向β-折叠型结构和无规则卷曲型结构转变。体外透皮实验中,TMC60组的累积透过量、稳态渗透速率显著大于空白组和月桂氮酮组(P均小于0.05)。结论TMC60有较好的透皮吸收作用,其作用机制与影响皮肤角质层角蛋白结构有关。

HATR-FTIR排序法识别中药材紫花地丁及其伪品的研究

采用水平衰减全反射傅里叶变换红外光谱 (HATR FTIR)法测定了紫花地丁及其伪品如白花地丁、犁头草、辽宁堇菜及匍伏堇的根木质部和茎外表皮部的傅里叶变换红外光谱 ,采用主成分分析法 (PCA)比较了正伪品之间的差异程度。结果表明 :基于傅里叶变换红外光谱的主成分分析在反映同科同属不同种植物化学组成差异程度上具有应用价值。

红外光谱监测糖化酶发酵过程

傅里叶变换红外光谱用于监测糖化酶发酵过程， 培养液的红外光谱反映了培养过程中碳源和氮源的变化。针对培养过程中普遍使用复合培养基， 标准混合溶液难以反映培养液的状态。用偏最小二乘法建立了培养液的红外光谱数据与常规离线化学分析结果的相关关系， 成功地用于糖化酶发酵过程培养液中总糖、还原糖和氨氮的预测， 测定结果与离线化学分析方法的相关性分别为０．９９９， ０．９９０和０．９７４。工业生产过程的菌种、培养基和工艺条件相对稳定，

ATR-FTIR分析技术在制浆造纸工业中的研究与应用

红外光谱技术在制浆造纸工业的原料分析、浆料检验及纸张检测等方面的应用已取得较大进展,且发挥着重要的作用。但传统的透射红外光谱在分析检测上存在破坏样品结构、制样过程复杂、测定时间较长等缺点,已不能满足现代制浆造纸工业即时检测的需要。为了实现待测样品的在线无损分析,必须有一种快速而非破坏性的红外光谱技术予以辅助。傅里叶变换衰减全反射红外光谱(ATR-FTIR)分析技术作为一项新的无损检测技术,能够迅速、准确地对制浆造纸各生产工段的产品进行全面无损评价,目前已开始介入制浆造纸领域的相关科学研究中。并较为详细地介绍了现阶段ATR-FTIR分析技术在制浆造纸工业各生产工段的研究与应用进展。

合成绝缘子硅橡胶伞群材料的老化特性及其红外光谱研究

通过表面衰减全反射红外光谱法(attenuated totalreflection-Fourier transform infrared spectroscopy,ATR-FTIR),研究了运行老化和试验室人工加速老化条件下硅橡胶的老化特性。人工加速老化样品分别由600h紫外老化和500 h盐雾老化获得;运行老化样品抽取了安徽省内运行15年左右的部分110kV和500kV合成绝缘子。试验结果表明运行老化的合成绝缘子伞群材料出现了不同程度的老化问题,主要包括有机硅橡胶主链断裂、交联度下降以及侧链甲基减少。紫外作用600h导致硅橡胶的有机成分含量有所下降,但对于无机阻燃剂填料Al(OH)3的影响不大;盐雾作用500 h后的硅橡胶有机成分明显变化,但Al(OH)3的含量有稍许降低。以上结果,对于进一步研究合成绝缘子的老化以及抗老化优化设计具有借鉴意义,可供制造、设计及运行等部门参考。

衰减全反射红外光谱用于人乳腺癌组织的研究

通过对32例人乳腺良、恶性肿瘤的衰减全反射红外光谱的对比研究发现,它们之间存在明显而规律的光谱差异,反映了乳腺良、恶性病变组织中,蛋白质、核酸和脂类等生物大分子的构型与构象以及相对含量上的差别研究表明傅里叶变换红外光谱可以从分子水平上揭示良、恶性肿瘤的分子结构信息。

衰减全反射—显微傅立叶变换红外光谱原位分析煤有机显微组分

不同显微组分的傅立叶变换红外光谱谱带位置的定性分析和谱带强度的定量分析,可揭示其化学组成、结构特点和生烃能力。利用衰减全反射—显微傅立叶变换红外光谱分析技术,对我国华北石炭系3个不同成熟度煤的有机显微组分进行原位分析,避免了传统手段采用单组分分离富集过程中物理分选和化学试剂对显微组分造成的影响。煤有机显微组分红外光谱原位分析结果表明:由壳质组、镜质组到惰质组,其脂肪烃含量和含氧基团呈减少趋势,芳香烃含量和芳构化程度呈增加趋势,反映生油潜力逐渐减小。壳质组脂族结构以长链脂肪烃为主,有利于生油;镜质组和惰质组以短链为主,有利于生气。壳质组中孢子体的芳香烃含量相对较高,生烃潜力较差,树皮体、角质体和树脂体的生烃潜力较好。同一种有机显微组分随演化程度的增高,脂肪族含量降低,芳香烃含量升高。

连续在线原位ATR-FTIR技术测定介孔CuAl_2O_4对黄药的吸附

以丁胺和正十二醇为混合模板剂,采用共沉淀法制备了介孔纳米CuAl_2O_4.用X射线粉末衍射(XRD)、傅里叶变换红外(FTIR)光谱、N_2吸附-脱附对产物的结构进行了表征.采用连续在线原位衰减全反射傅里叶变换红外(ATR-FTIR)光谱技术研究了水溶液中丁基和辛基黄药在介孔CuA_l2O_4表面的吸附.随着吸附时间的延长,1200和1040 cm^(-1)两处黄药特征峰的高度逐渐增加,根据1200 cm^(-1)处C—O—C伸缩振动峰的变化来评价黄药在CuAl_2O_4表面的吸附动力学过程.结果表明,介孔纳米CuAl_2O_4对黄药有很强的吸附能力,在100 min的时间内,CuAl_2O_4样品对丁基和辛基黄药的吸附量分别达到了236和300 mg·g^(-1),且属于化学吸附.对实验数据进行理论模拟,发现吸附过程更接近于拟二级吸附动力学方程.

用傅立叶变换红外光谱研究有机溶剂对脂肪酶构象的影响

利用衰减全反射（ＡｔｅｎｕａｔｅｄＴｏｔａｌＲｅｆｌｅｃｔｉｏｎ，ＡＴＲ）傅立叶变换红外光谱研究了脂肪酶在不同非水有机溶剂中的构象变化。结果表明，各种溶剂均能使酶的二级结构发生一定程度的变化，极性愈强效果愈明显。这种构象变化是一动态过程，且具有一定的可逆性。另外，两亲分子也能导致酶构象的改变。

衰减全反射傅里叶变换红外光谱技术的临床应用研究进展

系统回顾了衰减全反射傅里叶变换红外光谱(attenuated total reflection Fourier transform infrared,ATR-FTIR)技术在临床医学领域中的应用研究进展。ATR-FTIR光谱技术具有实时、简单、无创扫描生物组织样品的优势,通过结合多模式识别统计学方法并对照临床及病理学诊断结果,可对生物组织样本进行判别分析。目前,对甲状腺、乳腺,以及肺组织等新鲜离体组织的光谱学检测中,ATR-FTIR技术可达到较高的判别敏感性、准确性与特异性;尤其在对甲状腺和乳腺疾病患者的前哨淋巴结活检的研究中,应用ATR-FTIR技术,可对良、恶性组织进行敏感性、准确性与特异性均较高的鉴别研究,对辅助临床诊断具有潜在的重要价值。此外,利用ATR-FTIR光谱技术对生物体液进行光谱分析并进一步诊断疾病的研究也在逐步开展。由于血清中所含成分的改变对于提示疾病状况具有重要价值,因而血清ATR-FTIR光谱学诊断方法成为研究热点,已有应用ATR-FTIR技术对脑胶质细胞瘤、心肌梗死、肾衰、阿尔茨海默病、卵巢癌与子宫内膜癌等多种疾病进行分析的研究报道。目前已可通过ATR-FTIR技术对卵巢癌进行疾病分期的判别诊断,该技术有望成为卵巢癌筛查的重要方法。由于血清ATR-FTIR光谱学技术具有检测快速、判别准确、性价比高等优势,有望成为今后生物医学发展的重要方向之一。