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肝癌小鼠血清荧光谱的高斯基元函数分析研究

作　者: 葛星
导　师: 骆晓森
学　校: 南京理工大学
专　业: 光学工程
关键词: 血清肝癌荧光光谱高斯拟合
分类号: R735.7
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 18次
引　用: 1次
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内容摘要

癌症早期诊断具有十分重要的意义,荧光光谱方法灵敏度高,且所需样品少,在癌症早期诊断方面极具发展潜力。血清荧光光谱中卟啉类物质信号的强度变化与肿瘤的相关关系极受关注,然而此信号强度微弱,难于分辨和鉴别,成为该领域的难点问题。本文采用高斯函数分析方法,对比研究了肝癌接种组和对照组小鼠的血清荧光光谱特性,结果表明,肝癌组和对照组小鼠血清荧光谱的系列高斯基元函数峰位(中心波长)、半宽度和相对强度等参数的组合状态之间存在显著差异。对接种肿瘤的小鼠,连续十五天分别采集血清样品并检测荧光光谱,激发光波长分别为405nm和340nm,对由实验检测所得荧光发射光谱数据曲线作二阶导数分析,根据二阶导数中出现的极小值的数量和位置进行多峰高斯函数拟合,对其中的系列高斯基元函数峰位(中心波长)、半宽度和相对强度等参数进行对比分析。对405nm激发的光谱数据分析表明,锌卟啉(中心波长590 nm)基元函数的相对半宽度(590 nm基元函数的半宽度与573 nm基元函数半宽度的比值)有随接种肿瘤后时间的增加而递减的趋势,其中所蕴含的深层次机理,有待进一步研究揭示;肿瘤组血清荧光谱中573nm和590nm基元函数的相对强度I573/I555、I590/I555高于对照组。对340nm激发的光谱数据分析表明,490 nm基元函数的半宽度与435 nm基元函数半宽度的比值,以及495 nm基元函数的半宽度与461 nm基元函数半宽度的比值,都有随接种肿瘤后时间的增加而递减的趋势。本文的研究方法和结果可以为研究光与生物组织相互作用的机理、为研究光生物效应,提供了理论和实验依据;本文的研究结果还可能为发展新型早期诊断癌症的荧光光谱分析方法和技术提供有价值的信息。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-8
1 引言  8-14
  1.1 研究背景  8
  1.2 研究现状  8-12
    1.2.1 组织自体荧光光谱的研究  9-10
    1.2.2 血清荧光光谱的研究  10-12
  1.3 本文所做的工作  12-14
2 荧光光谱的理论基础  14-24
  2.1 吸收光谱的基本原理  14-16
    2.1.1 光对生物组织的影响  14
    2.1.2 电子能级与激发态  14
    2.1.3 吸收定律  14-15
    2.1.4 荧光的产生  15-16
  2.2 荧光光谱获得的主要谱参量  16-18
    2.2.1 激发谱和发射谱  16
    2.2.2 荧光寿命  16-17
    2.2.3 量子产率  17
    2.2.4 荧光强度  17
    2.2.5 荧光样品以及实验中影响因素  17-18
      2.2.5.1 环境极性对λ_(max)的影响  17
      2.2.5.2 环境的PH值对参数λ_(max)的影响  17-18
      2.2.5.3 环境对荧光子产率的影响  18
      2.2.5.4 环境因素对荧光寿命也有影响  18
  2.3 分子结构与荧光的关系  18
    2.3.1 共轭效应  18
    2.3.2 取代基作用  18
    2.3.3 平面刚性结构效应  18
  2.4 荧光光谱的检测特点  18-19
    2.4.1 灵敏度高  19
    2.4.2 选择性较强  19
    2.4.3 样品用量少及分析方法简便  19
    2.4.4 能提供较多的物理参数  19
  2.5 荧光的物质分析  19-21
    2.5.1 生物吸收特性  20
    2.5.2 蛋白质内源荧光  20
    2.5.3 天然色素的内源荧光  20
    2.5.4 血清荧光  20-21
  2.6 导数光谱分析法  21-23
  2.7 高斯分解法  23-24
3 405纳米激发小鼠血清荧光光谱分析  24-39
  3.1 实验过程及方法  24-25
    3.1.1 实验准备  24
    3.1.2 实验仪器  24-25
    3.1.3 实验方法  25
  3.2 血清荧光谱的导数和高斯分析法  25
    3.2.1 平滑滤波过程  25
    3.2.2 求导数  25
    3.2.3 高斯分解  25
  3.3 肝癌小鼠血清荧光谱的分析  25-39
    3.3.1 405nm激发的小鼠血清荧光光谱  26-34
      3.3.1.1 相对强度比较  30-32
      3.3.1.2 高斯基元函数半宽度变化比较  32-34
    3.3.2 405nm癌症组与对照组光强的区别  34-37
      3.3.2.1 405nm激发光谱对照组的数据处理  34-37
    3.3.3 本章小结  37-39
4 340纳米激发小鼠血清荧光光谱分析  39-48
  4.1 实验准备和实验过程  39
  4.2 数据处理和分析  39-48
    4.2.1 相对荧光强度的比较  41-43
    4.2.2 高斯基元函数半宽度变化的比较  43-46
    4.2.3 本章小结  46-48
5 总结与展望  48-50
  5.1 总结  48-49
  5.2 展望  49-50
致谢  50-51
参考文献  51-54

肝癌小鼠血清荧光谱的高斯基元函数分析研究

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