應(yīng)用推薦丨顯微拉曼光譜儀在保護(hù)腎臟健康中的應(yīng)用

引言

尿液結(jié)石腎臟疾病是一個(gè)全球化的問(wèn)題，結(jié)晶是泌尿系統(tǒng)結(jié)石和腎損傷的重要診斷指標(biāo)之一。泌尿系結(jié)石病因復(fù)雜，與代謝異常有明顯關(guān)系。通過(guò)泌尿系統(tǒng)結(jié)石成分分析，可了解代謝危險(xiǎn)因素，對(duì)于分析結(jié)石的成因、預(yù)防結(jié)石的形成和復(fù)發(fā)均起到了重要的作用。因此，本測(cè)試研究基于拉曼光譜技術(shù)對(duì)尿液結(jié)晶的鑒別及分析，用于泌尿系統(tǒng)結(jié)石及腎臟損傷的診斷。尿液結(jié)石腎臟疾病即使同一省份不同地區(qū)也存在差異，對(duì)地區(qū)性的泌尿系結(jié)石患者的性別、年齡、種族、遺傳等不可變因素的研究，可以為當(dāng)?shù)孛谀蛳到Y(jié)石的篩查和早期干預(yù)治療提供有效的依據(jù)；對(duì)地區(qū)性的泌尿系結(jié)石患者的環(huán)境因素和飲食習(xí)慣等可變因素的研究，可以為泌尿系結(jié)石復(fù)發(fā)的預(yù)防措施和當(dāng)?shù)氐慕】抵改咸峁├碚撘罁?jù)。

1. 背景介紹

泌尿系統(tǒng)結(jié)石在我國(guó)發(fā)病率為1%~5%，近年來(lái)，泌尿系統(tǒng)結(jié)石從基礎(chǔ)研究到臨床治療都取得了巨大進(jìn)步，不同的尿液結(jié)晶在臨床診斷上有不同的意義，以往的尿液結(jié)晶檢測(cè)主要借助化學(xué)試劑和顯微鏡觀察進(jìn)行鑒別，這種方法耗費(fèi)人力、物力，且無(wú)法良好的保護(hù)樣本。而隨著拉曼光譜技術(shù)的快速發(fā)展，可以對(duì)尿液結(jié)晶進(jìn)行快速的鑒別和分型。

手術(shù)取出來(lái)的結(jié)石：

2. 儀器介紹

奧譜天成作為國(guó)產(chǎn)拉曼的引領(lǐng)者，自主研發(fā)的ATR8300系列將顯微鏡和拉曼光譜儀兩者的優(yōu)點(diǎn)結(jié)合。顯微拉曼檢測(cè)平臺(tái)使得“所見即所測(cè)”成為可能，觀測(cè)者可以檢測(cè)樣品上不同表面狀態(tài)的拉曼信號(hào)，并可在計(jì)算機(jī)上同步顯示所檢測(cè)位置的微區(qū)形態(tài)，極大便利了拉曼微區(qū)檢測(cè)。

ATR8300配備專門為拉曼系統(tǒng)設(shè)計(jì)的物鏡，使得激光光斑接近衍射極限，再通過(guò)300萬(wàn)相機(jī)將焦點(diǎn)信息準(zhǔn)確直觀的顯示在電腦上，克服了普通的拉曼系統(tǒng)收集拉曼信號(hào)的焦面稍高于或稍低于實(shí)際**焦面的問(wèn)題，從而提高拉曼光譜質(zhì)量。

ATR8300無(wú)光路切換運(yùn)動(dòng)部件，所有光學(xué)部件均固態(tài)裝配，工作非常穩(wěn)定，完美地解決了相機(jī)成像時(shí)光路的損失，實(shí)現(xiàn)了相機(jī)成像與拉曼信號(hào)收集的分離，從而得到**的信號(hào)強(qiáng)度。

運(yùn)用拉曼光譜一種反映分子振動(dòng)和分子轉(zhuǎn)動(dòng)的光譜,實(shí)質(zhì)上是一種特征頻移即由分子和光子互相作用生成表征分子振動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)差。拉曼頻移通過(guò)拉曼光譜，在物質(zhì)的分子層面對(duì)其進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析和性質(zhì)檢測(cè)，根據(jù)拉曼光譜判斷出分子的結(jié)構(gòu)和化學(xué)性質(zhì)，得到具體的分子類別或成分，從而對(duì)尿液結(jié)晶進(jìn)行快速的鑒別和分析。

圖3-ATR8300實(shí)體圖

3測(cè)試結(jié)果

A：顯微結(jié)石圖片1           B：顯微結(jié)石圖片2

ATR8300-1064測(cè)試結(jié)果譜圖

圖1

圖2

4.結(jié)論

參照前人對(duì)泌尿系結(jié)石的拉曼光譜研究結(jié)果，草酸鈣石的振動(dòng)模式較磷酸鹽復(fù)雜，包含多個(gè)強(qiáng)特征峰，拉曼譜圖上不同振動(dòng)模式的頻率主要位于400~1800cm-1區(qū)間，包括羧酸根基團(tuán)頻率位于1400~1550cm-1區(qū)間的對(duì)稱伸縮振動(dòng)模式和位于 1550~1700cm-1區(qū)間的不對(duì)稱伸縮振動(dòng)模式，以及位于850~ 950cm-1區(qū)間的C-C對(duì)稱伸縮振動(dòng)模式和位于450~550cm-1區(qū)間的歸屬于O-C-O平面彎曲振動(dòng)模式β( O-C-O)。此外，草酸鈣石因結(jié)晶水含量不同會(huì)產(chǎn)生分子結(jié)構(gòu)偏差，進(jìn)而導(dǎo)致其拉曼特征光譜出現(xiàn)差異。泌尿系結(jié)石中的常見組分一水草酸鈣石和二水草酸鈣石的拉曼光譜存在明顯區(qū)別。一水草酸鈣在1467cm-1和1490cm-1處出現(xiàn)振動(dòng)雙峰、1629cm-1處出現(xiàn)以及895cm-1處出現(xiàn)(C-C)峰。

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