[发明专利]一种人体血浆表面增强拉曼光谱结合主成分分析检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种人体血浆表面增强拉曼光谱结合多变量分析检测方法，更具体说是将人体血液进行无菌条件下的血浆离心处理，得到处于生理状态下的人血浆溶液，然后通过表面增强拉曼光谱来检测血浆的SERS信号，并利用多变量分析技术进行统计分析的方法。属于生物医学领域。

背景技术

拉曼光谱技术能够提供分子的振动光谱，光谱中带有分子的精细结构信息和特征指纹，拉曼光谱已成为物品鉴定和分子检测的重要技术之一。而将拉曼光谱技术应用于生命科学的研究，通过检测人体组织或细胞内的生物大分子，如蛋白质，核酸，脂类等物质的拉曼光谱，来分析人体组织或细胞结构或组分的变化，已成为目前相关研究领域的热点课题。但是常规拉曼光谱存在信号弱，且容易受自体荧光干扰的缺点，因此，需要对拉曼信号进行增强、放大处理。表面增强拉曼散射(Surface-enhanced Raman spectroscopy，简称SERS)就是常用的增强拉曼信号的手段之一。该技术利用分子与某些粗糙的金属(如Au、Ag、Cu和Pt等)表面发生吸附的效应，将这些分子的拉曼散射强度增加10⁴~10¹⁴倍，并且有效地抑制了自体荧光信号。SERS技术具有空间分辨率高，灵敏度高，信息内容丰富等特点，已广泛应用于物质鉴定与分子结构检测等领域中。

手性是自然界的基本属性，在自然界中有许多分子常具有相互呈镜象但不能完全重叠的两种结构形式, 这两种形式的分子如同人的左右手一样, 这种有手性因素的化合物分子称为对映或光学异构体。生命活动与生物分子的手性是紧密相关的,例如, 人体中所需要的20多种氨基酸只有甘氨酸不是手性的, 其它均为手性分子; 又比如: 酶催化反应的专一性反映了分子立体性的要求, 其它许多过程也都渗透着分子立体性因素的影响。生物分子在发生病变时，生物分子的空间立体结构有可能会发生微小变化，进一步引起生物分子手性发生变化。而生物分子空间立体结构的微小改变，用普通的非偏振激光很难探测出来。圆偏振激光所产生的超螺旋电磁场能够灵敏的检测到生物分子手性微小的变化。因此，利用圆偏振激光探测生物分子手性的变化，对揭示生命的奥秘、病变的信息具有重要的意义。

   目前国内外学者利用拉曼光谱技术进行血液检测主要是将取得的血液与血浆样品进行直接拉曼检测，但都未取得理想的效果。这些研究的不足之处在于常规拉曼光谱信号弱，自体荧光干扰强，且常规激光拉曼检测所需激发光功率较大、耗时长，容易对样品造成损伤。而利用非偏振激光、线偏振激光或圆偏振激光作为激发光，银胶为增强基质的表面增强拉曼光谱技术结合主成分分析对人体血浆进行检测分析，仍未见相关报道。

发明内容

本发明的目的在于针对目前血液拉曼光谱检测中存在的不足与问题，提供一种利用血浆表面增强拉曼光谱技术结合主成分分析方法，它先是对人体血液进行无菌条件下的血浆离心处理，得到处于生理状态下的人血浆溶液，并利用SERS检测手段实现人血浆表面增强拉曼光谱的检测。本发明血浆样品预处理过程所需时间为2h，检测时间仅为10秒，因此在测量过程中保证血浆内生物分子的活性，拥有简单快速，可靠性强的优点。且SERS技术使得样品在很低的激光功率下就可获得很强的拉曼光谱信号，光谱信号重复性好，避免了高功率激光对生物样品造成的碳化、损伤现象。基于不同人的血浆表面增强拉曼光谱，建立血浆表面增强拉曼光谱数据库，利用多变量统计分析方法，为分析人血浆表面增强拉曼光谱提供了一种新的方法。

为实现本发明的目的采用技术方案如下：

（１）抽取人体血液并添加抗凝剂进行无菌条件下的离心处理，获得处于生理状态下的人血浆样品，利用盐酸羟胺还原制备银溶胶；

（２）银溶胶与人血浆样品按等体积混合均匀并在4⁰C条件下孵育两个小时后进行血浆表面增强拉曼光谱测量；

（３）血浆表面增强拉曼光谱测量可以采用不同偏振态的激光来激发人血浆样品；

（4）建立血浆表面增强拉曼光谱数据库，利用主成分分析与T检验获得不同人体血浆的表面增强拉曼光谱对应的散点图分布。

其中步骤（2）所述的血浆表面增强拉曼光谱测量是将人体血浆与银胶的混合溶液滴加在纯度为99.99%的铝片上进行表面增强拉曼测量，重点检测450-4000cm^-1波数范围。

步骤（3）所述不同偏振态的激光可以用于人血浆样品、提纯蛋白、DNA、RNA样品进行常规拉曼光谱检测分析。