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尿液荧光光谱技术在妇科肿瘤诊断中的应用研究

作　者: 陆俊
导　师: 高淑梅
学　校: 江南大学
专　业: 光学工程
关键词: 妇科肿瘤吸收光谱自体荧光光谱荧光激发-发射矩阵诊断
分类号: R737.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

妇科癌症为当前世界各地最常见的恶性肿瘤,近年来发病率呈明显上升趋势。妇科癌症(特别是卵巢癌)的早期诊断或筛查问题目前尚未得到有效的解决。考虑到妇科生殖器官和泌尿系统的紧密关联,通过对患者晨尿光谱的研究,可获得妇科病变的相关信息,从而为妇科癌症的诊断或筛查提供一种辅助的手段。本文采用光纤光谱仪和Roper Scientific SP-2558多功能光谱测量系统分别对不同年龄层的16例健康女性和21例妇科肿瘤患者的空腹晨尿进行了紫外-可见吸收光谱和自体荧光光谱检测,运用软件对光谱数据进行了分析,并从实验和理论两个方面对其吸收光谱和荧光光谱进行了研究。研究发现:1)在200nm~400nm范围内晨尿都存在较强的吸收,其吸收光谱都包含三个吸收带A216,A260和A315,其中A315是最强的。提出他们是蛋白质和肾脏代谢的中间物质还原型烟酰胺腺嘌呤核苷酸(NADH)、氧化型烟酰胺腺嘌呤核苷酸(NAD+)等多种荧光团的贡献。而且,健康对照组和肿瘤患者组的A216和A260的物理参数基本是相同的,谱线特征也很相似。2)妇科肿瘤患者组相对健康对照组在峰A315处下降的趋势更快。进而通过物质含量计算表明,相对于健康组,患者的A315吸收带对应物质在尿液中相对含量较小。并提出吸收峰A315由多种发色团贡献,可能是由于患者疾病的影响,导致其中某种发色团数量减少或消失,进而使其总体浓度下降。这也许可以作为诊断妇科肿瘤的重要因素之一。3)紫外光可以激发较强的晨尿荧光光谱。提出晨尿的主要内源性荧光物质来源分别为NADH和NAD+、核黄素及粪卟啉,其对应的中心波长分别为:458nm、520nm、612nm和674nm,后两者均是由粪卟啉产生的。理论计算表明尿液中NADH、NAD+等辅酶类物质对荧光产率起主要作用,对应峰位的积分约占整个光谱积分强度的57%。4)中老年组相对青组年在458nm处NADH贡献的荧光明显增强。提出由于女性在逐渐衰老过程中,肾脏代谢功能下降,从而导致晨尿中NADH的含量增加。本研究结果可为某些导致女性肾脏代谢功能紊乱的疾病、病变的诊断提供一种新的研究手段。5)妇科肿瘤患者荧光光谱的半峰全宽均大于健康女性和淋巴癌患者,而妇科肿瘤患者的尿液在420~500nm范围内的荧光光谱对整个光谱的贡献率均小于淋巴癌和健康对照组的,在60%以下。据此实验结果,对妇科肿瘤的识别率已达100%。6)肿瘤患者组和正常对照组在340nm光激发下的荧光激发-发射矩阵图差异显著。采用一阶导数峰-零法,并结合临床医学金准则进行聚类分析后,以γ= 300为判断依据,得到妇科肿瘤诊断的灵敏度和特异性分别为:80.95%、75%。此研究结果为应用尿液荧光光谱技术进行妇科肿瘤早期诊断或筛查提供了可能。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-7
第一章绪论  7-12
  1.1 课题的意义  7-8
  1.2 国内外研究现状及进展  8-10
    1.2.1 光谱诊断在妇科肿瘤上的应用  8-9
    1.2.2 目前妇科癌症的临床检测手段  9-10
  1.3 本论文的工作  10-12
第二章生物光谱技术原理  12-22
  2.1 光与生物分子的相互作用机理  12-13
  2.2 紫外-可见吸收光谱技术  13-15
    2.2.1 吸收光谱的产生原理  13
    2.2.2 生物分子对应的吸收谱带系  13-14
    2.2.3 紫外-可见光谱物理特性及应用  14-15
  2.3 分子荧光光谱技术  15-17
    2.3.1 荧光光谱的产生机理和特征  15-16
    2.3.2 荧光光谱的主要物理参量  16-17
    2.3.3 环境对荧光光谱的影响  17
  2.4 生物体内的内源性荧光  17-18
  2.5 尿检的意义和尿液的光谱特性  18-19
  2.6 导数光谱分析技术  19-22
第三章健康人与患者的晨尿吸收光谱特性研究  22-30
  3.1 实验装置  22
  3.2 材料与方法  22-23
    3.2.1 样品的制备  22-23
    3.2.2 实验方法  23
  3.3 实验结果  23-26
    3.3.1 肿瘤组和参照组的紫外-可见吸收光谱  23-25
    3.3.2 尿液紫外-可见吸收光谱的一阶导数  25-26
  3.4 尿液紫外-可见吸收光谱的吸收带产生机理分析  26-29
    3.4.1 尿液三个吸收带对应物质分析  26-28
    3.4.2 尿液中吸收带的吸光度对诊断的作用  28-29
  3.5 本章小结  29-30
第四章妇科肿瘤患者晨尿三维自体荧光光谱特性研究  30-47
  4.1 实验装置  30
  4.2 健康女性尿液三维自体荧光光谱特性研究  30-34
    4.2.1 材料与方法  30-31
    4.2.2 结果与分析  31-33
    4.2.3 讨论  33-34
  4.3 妇科肿瘤患者尿液三维自体荧光光谱特性研究  34-39
    4.3.1 材料与方法  34
    4.3.2 结果与分析  34-39
    4.3.3 讨论  39
  4.4 尿液荧光光谱的一阶导数光谱聚类分析  39-46
    4.4.1 医学诊断金标准  40
    4.4.2 结果与分析  40-46
    4.4.3 结论  46
  4.5 本章小结  46-47
第五章总结和展望  47-49
  5.1 工作总结  47
  5.2 尿液荧光光谱技术在妇科肿瘤诊断中的优势与困难  47-48
  5.3 今后工作的展望  48-49
致谢  49-50
参考文献  50-54
附录：作者在攻读硕士学位期间发表的论文  54

尿液荧光光谱技术在妇科肿瘤诊断中的应用研究

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