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(jiàn)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(zhuān)門(mén)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(lèi)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(chēng)伸縮振動(dòng)模式和位于 1550~1700cm-1區(qū)間的不對(duì)稱(chēng)伸縮振動(dòng)模式，以及位于850~ 950cm-1區(qū)間的C-C對(duì)稱(chēng)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(jiàn)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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