傅里葉變換紅外光譜（FTIR）分析技術(shù)正不斷發(fā)展和進步，不僅成功應(yīng)用于蛋白質(zhì)、糖原、核酸等生物大分子的結(jié)構(gòu)分析，而且還被用于研究細胞和組織等更加復(fù)雜的體系，尤其是腫瘤細胞和組織分析。目前FTIR已廣泛應(yīng)用于生物學(xué)多個領(lǐng)域中，如細胞生物學(xué)、分子生物學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)、動物學(xué)、植物學(xué)、生態(tài)學(xué)、免疫學(xué)等等。

FTIR技術(shù)在生物樣品研究中具有以下幾個優(yōu)點：

1）快速無損，無需試劑，樣品用量少，各形態(tài)樣品均適合，不破壞樣品結(jié)構(gòu)，既可研究樣品表面結(jié)構(gòu)，又可研究樣品整體結(jié)構(gòu)；

2）能在分子水平上直接了解研究分子或體系的機構(gòu)，得到基因生物功能信息，新化學(xué)鍵的形成及類型，以及環(huán)境對生物樣品的影響；

3）結(jié)合化學(xué)計量學(xué)方法，可有效提取復(fù)雜信號中的有用信息，準(zhǔn)確進行成分的定性鑒別和定量分析，而且可以同時測定多個指標(biāo)。

下面力晶小天為大家簡單介紹一些成熟的應(yīng)用實例：

1、生物大分子中的應(yīng)用

細胞是器官和組織的最小組成單元，而細胞是由核酸、蛋白質(zhì)、脂類和糖類等生物大分子組成的。細胞的紅外光譜由這些分子的振動光譜疊加組成，它反映這些組分在細胞內(nèi)的量及構(gòu)型構(gòu)象等信息，人體組織和細胞的紅外光譜特征吸收頻率和振動方式。

我們知道，葡萄糖、低密脂蛋白膽固醇、甘油三酯和尿素是血清中的四種主要代謝成分，也是人體健康和亞健康的重要臨床指標(biāo)，逐漸得到人們的重視，已有學(xué)者建立了用FTIR對四項指標(biāo)進行同時快速定量檢測的方法。暨南大學(xué)的尹浩優(yōu)化了全血樣品中血紅蛋白濃度、平均紅細胞血紅蛋白含量和平均紅細胞體積三項指標(biāo)的紅外快速檢測方法，可大范圍篩查地中海貧血癥。還有研究表明，利用FTIR對人體血清樣本的各種臨床生化指標(biāo)進行實時監(jiān)測，能夠快速地提取細胞變異信息，進而及時控制病變。

2、腫瘤方面的應(yīng)用

近二十年來，很多學(xué)者把FTIR運用到早期癌癥診斷上，癌細胞的基本生物化學(xué)特征是腫瘤的FTIR分析的基礎(chǔ)。與正常組織的紅外光譜相比，腫瘤組織的紅外光譜在峰形、峰強、吸收頻率等方面都有非常顯著的差異。這些差異提示：癌變細胞和組織中核酸相對含量增加，糖原或膠原的相對含量下降，核酸分子中磷酸二酯基團的氫鍵結(jié)合力增強，脂質(zhì)中亞甲基鏈變得更無序。已有很多人通過對核酸內(nèi)部的磷酸二酯，癌變組織中糖原，蛋白質(zhì)分子中的絲氨酸、蘇氨酸和酷氨酸等吸收峰的檢測，鑒別胃、食道、乳腺、皮膚、結(jié)腸癌等細胞，并對病程進展各期：正常→微小病理變化→惡性期做出診斷。

相對于腫瘤組織和細胞，尿液和血清樣本更易獲得，電子科技大學(xué)的楊紅霞分別檢測了兩百多個癌癥患者的尿液和血清樣本的紅外光譜，驗證了癌癥樣本光譜的峰形和峰強與正常人的明顯差異。尤其是用FTIR檢測血清樣品，診斷的準(zhǔn)確率很高，從而建立了癌癥早期篩查的有效方法。

更多人運用蛋白質(zhì)二級結(jié)構(gòu)檢測方法，對癌癥進行診斷篩查。紅外光譜法應(yīng)用于蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的定性和定量分析已有幾十年的歷史，是一種非常成熟的分析方法，人們對各類蛋白質(zhì)二級結(jié)構(gòu)紅外吸收峰，以及同類蛋白質(zhì)不同組分的特種頻率和指認(rèn)，都已非常明確。目前，蛋白質(zhì)紅外檢測方法已廣泛應(yīng)用于藥物研發(fā)、產(chǎn)品質(zhì)量控制和出廠檢測中，力晶小天將會在下期為大家介紹蛋白質(zhì)二級結(jié)構(gòu)分析的相關(guān)內(nèi)容。

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