第30卷,第12期
2010年12月
光谱学与光谱分析 V01.30,No.12。pp3195—3198
SpectroscopyandSpectralAnalysis December.2010
胆囊癌的傅里叶变换红外光谱研究
孙启刚1,刘亚奇1,徐怡庄2,张元福2,吴瑾光2,周孝思1,徐智1,凌晓锋h
1.北京大学第i医院普外科,北京100191
2.北京大学化学与分子工程学院,北京 100871
摘要运用衰减全反射(attenuatedtotalreflection,ATR)探头与傅里叶变换红外(Fouriertransf01Tninfra—
red,FTIR)光谱仪,测定并分析了新鲜离体的胆囊癌组织18例和良性组织139例的FT限光谱。结果
明:
(1)胆囊癌的1167和1123CITI叫谱带的峰位显著地向低波数移动(P
题。切除
范围过小,不能达到根治目的或者需要反复多次进行冰冻病
理检查;切除范围过大,增加手术难度,甚至造成严重的手
术并发症;均会延长手术时问,影响手术效果。此外,病理
检查过程复杂并难以避免其中的主观因素,影响对组织良恶
件快速、客观的判定。因此,目前缺少一种快速、客观并且
能对在体组织进行检查的手段。FT限光谱技术能从分子水
平上揭示正常组织和癌组织之问的筹异‘“],并fl能够实现
在体、客观、无创和快速测量。本实验对离体肌囊癌组织的
FTIR光谱进行r测定,总结了月lI囊癌组织的红外光谱特征;
为其今后能够与光导纤维联用实现术中在体诊断奠定基础。
1材料与方法
1.1组织标本
胆囊组织取白北京大学第一:医院胆囊切除的患者,男性
57名,女性100名,年龄20~93岁,平均57岁。其中结石
性肌囊炎139例,胆囊癌18例。
1.2仪器及
方法
仪器采用北京瑞利精益实验窜仪器有限公司研制的
WQF-660刑傅里叶变换红外光谱仪,采用液氮冷却的汞铬
碲(mercurycadmiumtclluridedetector,MCT)检测器(Infra—
redAssociatesInc.牛产),装配有衰减全反射(attenuatedto—
talreflection,ATR)探头(北京瑞利精益实验室仪器有限公
司乍产)。
清fiIfATR探头,扣描得到背景光谱。从手术台I:取下
组织标本后迅速取材,切取组织块约0.8cmX0.8elTl大小,
将组织粘膜表面(或肿物实质)贴于清洁的ATR探头,扫描
范围1000~3800cm1,分辨率为8cm1,扫描次数32次,
收稿日期:2010—07,22,修订日期:2010—10-16
基金项目:国家自然科学基金项t:l(50673005)和北京市自然科学基金项目(2072020)资助
作者简介:孙片;刚,1979年生,北京大学第三跃院普通外科博士研究生 e-mail:828715@163.corn
*通讯联系人 e-mail:xiaofenglin92005@126.corn
万方数据
3196 光谱学与光谱分析 第30卷
获得组织的红外光谱。
1.3数据处理分析
(1)根据石蜡病理结果,将样本分为良性和恶性两组。
(2)采用Nicolet公司Omnic5.0专用软件处理所得到的
红外光谱,逐一测量红外光谱中各个谱带的峰位(P)、峰强
(J)和半岛宽(HW),计算谱带问的相对峰强度。
(3)对计馈资进行正态性检验,对不符合止态分布的进
行秩和检验。符合正态分布进行t(t7)检验;对计数资料进行
卡方榆验。P<0.05,差异有统计学意义。统计分析采用
SPSS(15.0.Chicago,IL,USA)软件。
2结果
2.1病理结果
病理学检查显示18例胆囊癌组织为肌囊腺癌17例、腺
鳞痛l例;良性组织巾16例为急性单纯性胆囊炎,123例为
慢性结石性胍囊炎。
2.2红外光谱结果
胆囊良性组织和鹏囊痛组织在中红外Ⅸ域町以出现13
个吸收峰(见图1),各个波峰的指认情况见表1。进行各谱带
的比较,t检验(£7)结果见表2,秩和检验结果见表3,卡方检
验结果见表4。
4000 3000 2000 l Ooo
Wavenumber/era‘1
Fig.1TypicalFTIRspectraofbenignand
malignanttissuesofgallbladder
TaMe1 AssignmentsofFrlRbandsofgallbladder
Table2 ComparisonsofFFIRspectrumvariablesbetween
benignandmalignanttissuesofgallbladder(ftest)
P:Standsforthepeakpositionofband;J:Standsfortherelativeintensityrati-
os;HW:Standsforthehalf-width
Table3 ComparisonsofFYIRspectrumvariablesbetween
benignandmalignanttissuesofgallbladder(I御lk-
slantest)
P:Standsforthepeakqositionofband;J:Standsfortherelativeintensityrati—
OS;HW:Standsforthehaft-width
Table4 TheprobabilityofI750咖一1bandofbenignand
malignantgallbladdertissues
Positive:Standsfortheexistenceof1750cm一1band;
Negtive:Standsfortheinexistence
8
6
4
2
0
O
O
0
Oouc∞七o∞o《
万方数据
第12期 光谱学与光谱分析 3197
3讨论
细胞和组织的恶变是从构成它们的分子开始的,在细胞
和组织癌变的过程中,蛋白质、脂类、碳水化合物和核酸等
在结构、构象和各组分含量方面均会发牛明显变化,FTIR
光谱可反映ff{癌组织的这些基本的生物化学特征。根据本实
验测定的红外光谱数据分析发现,胍囊良恶性组织的光谱在
多谱带存在明显差别:1082锄_1谱带被认为是产()或
P_一卜C的反对称和对称伸缩振动,与核酸有关。实验结果
显示鹏囊癌组织的相对峰强度比f1082/11461(P一0.002)、半
高宽H啊082(P=0.000)较良性组织明显升高,说明癌组织
中核酸相对于脂类含量明显升高,且谱带相对更宽。同时癌
组织l082锄_1谱带的吸收频率有向高波位数移位的趋势
(P—O.087),表明癌组织的核酸中磷酸基团氢键化程度有降
低趋势。从细胞生物学角度来看,癌细胞的一个重要特征就
是核酸的复制,细胞核有异型性,核浆比增加,所以癌组织
的1082cITl.1谱带明显增强。
目前认为2856clIl-1谱带是一CH2对称伸缩振动,
i750crfl。1谱带是。一0的伸缩振动,1461crn“谱带是
(一CHz)。变角振动,均与脂类相关。实验结果表明癌组织
的峰强比Jzsss/J⋯-相对良性胆囊组织有明显升高(P=
0.029);l750ctn1谱带在癌组织中出现的概率明显上升(P
=0.005);癌组织半高宽H啊461明显降低(p_--0.001)。这
与先前刘亚奇[71等对癌组织的光谱研究认为由于癌细胞及组
织中的脂类分解代谢增强,癌细胞脂类应趋于减少有差别。
王健Lkt8]等对细胞层面的结果显示肌囊癌细胞膜上磷脂的含
量较正常组织高,与本实验研究结果有类似。推测原因有:
(1)组织样6&成份复杂,除肿瘤细胞和正常细胞外,还有炎
症细胞、成纤维细胞等问质细胞和纤维化的细胞问质等;
(z)细胞在癌变过程中细胞膜上的磷脂大量合成L8j。
l167与l123crll-1谱带代表了(、_o的伸缩振动或
卜(卜H的变角振动,与糖类或糖蛋白相关。在本研究中,
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月H囊癌组织光谱中峰强比I-,23/IⅢt和JⅢ,/JⅢ一显著升高
(P