應用推薦丨顯微拉曼光譜儀在保護腎臟健康中的應用

引言

尿液結石腎臟疾病是一個全球化的問題，結晶是泌尿系統結石和腎損傷的重要診斷指標之一。泌尿系結石病因復雜，與代謝異常有明顯關系。通過泌尿系統結石成分分析，可了解代謝危險因素，對于分析結石的成因、預防結石的形成和復發均起到了重要的作用。因此，本測試研究基于拉曼光譜技術對尿液結晶的鑒別及分析，用于泌尿系統結石及腎臟損傷的診斷。尿液結石腎臟疾病即使同一省份不同地區也存在差異，對地區性的泌尿系結石患者的性別、年齡、種族、遺傳等不可變因素的研究，可以為當地泌尿系結石的篩查和早期干預治療提供有效的依據；對地區性的泌尿系結石患者的環境因素和飲食習慣等可變因素的研究，可以為泌尿系結石復發的預防措施和當地的健康指南提供理論依據。

1. 背景介紹

泌尿系統結石在我國發病率為1%~5%，近年來，泌尿系統結石從基礎研究到臨床治療都取得了巨大進步，不同的尿液結晶在臨床診斷上有不同的意義，以往的尿液結晶檢測主要借助化學試劑和顯微鏡觀察進行鑒別，這種方法耗費人力、物力，且無法良好的保護樣本。而隨著拉曼光譜技術的快速發展，可以對尿液結晶進行快速的鑒別和分型。

手術取出來的結石：

2. 儀器介紹

奧譜天成作為國產拉曼的引領者，自主研發的ATR8300系列將顯微鏡和拉曼光譜儀兩者的優點結合。顯微拉曼檢測平臺使得“所見即所測”成為可能，觀測者可以檢測樣品上不同表面狀態的拉曼信號，并可在計算機上同步顯示所檢測位置的微區形態，極大便利了拉曼微區檢測。

ATR8300配備專門為拉曼系統設計的物鏡，使得激光光斑接近衍射極限，再通過300萬相機將焦點信息準確直觀的顯示在電腦上，克服了普通的拉曼系統收集拉曼信號的焦面稍高于或稍低于實際**焦面的問題，從而提高拉曼光譜質量。

ATR8300無光路切換運動部件，所有光學部件均固態裝配，工作非常穩定，完美地解決了相機成像時光路的損失，實現了相機成像與拉曼信號收集的分離，從而得到**的信號強度。

運用拉曼光譜一種反映分子振動和分子轉動的光譜,實質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或轉動能級差。拉曼頻移通過拉曼光譜，在物質的分子層面對其進行結構分析和性質檢測，根據拉曼光譜判斷出分子的結構和化學性質，得到具體的分子類別或成分，從而對尿液結晶進行快速的鑒別和分析。

圖3-ATR8300實體圖

3測試結果

A：顯微結石圖片1           B：顯微結石圖片2

ATR8300-1064測試結果譜圖

圖1

圖2

4.結論

參照前人對泌尿系結石的拉曼光譜研究結果，草酸鈣石的振動模式較磷酸鹽復雜，包含多個強特征峰，拉曼譜圖上不同振動模式的頻率主要位于400~1800cm-1區間，包括羧酸根基團頻率位于1400~1550cm-1區間的對稱伸縮振動模式和位于 1550~1700cm-1區間的不對稱伸縮振動模式，以及位于850~ 950cm-1區間的C-C對稱伸縮振動模式和位于450~550cm-1區間的歸屬于O-C-O平面彎曲振動模式β( O-C-O)。此外，草酸鈣石因結晶水含量不同會產生分子結構偏差，進而導致其拉曼特征光譜出現差異。泌尿系結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別。一水草酸鈣在1467cm-1和1490cm-1處出現振動雙峰、1629cm-1處出現以及895cm-1處出現(C-C)峰。

參考文獻：

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