[发明专利]一种基于红细胞光镊拉曼光谱技术的人体血型鉴别方法

说明书

本发明涉及人体血型鉴别技术领域，具体涉及一种基于红细胞光镊拉曼光谱技术的人体血型鉴别方法，利用光镊拉曼光谱技术对单个活性红细胞进行拉曼光谱检测实现血型的快速准确鉴别。具体包括：利用光镊拉曼光谱技术实现在接近人体生理环境下对红活细胞进行实时拉曼光谱检测，获得不同血型红细胞的特征拉曼光谱信号；利用主成分分析以及线性判别分析的诊断算法，深度挖掘不同血型红细胞拉曼光谱特征指纹图谱信息，实现对不同血型的快速分辨。本发明优点包括：非标记地检测活细胞可最大限度维持红细胞的性质；检测过程快速；判别结果客观、可靠、准确。本发明可为临床人体血型快速鉴别提供一种新方法。

技术领域

本发明涉及激光光谱技术的医学诊断应用与细胞生物学领域。更具体地说，本发明涉及使用光镊拉曼光谱技术对不同血型的单个活性红细胞进行拉曼光谱检测，能够实现快速准确的人体血型鉴别。

背景技术

人体血型主要包括A型、B型、AB型与O型四个大类，不同血型的血液中包含着不同的红细胞，这个差异主要表现为红细胞（RBC）外表面上存在着不同的抗原。例如A型血液中的RBC外表面只有抗原A；B型血液中的RBC外表面只有抗原B；而AB型血液中的RBC外表面同时存在抗原A与B。在临床实践中，人体血型鉴别是一个极其重要的检测项目。输血错误，即输入不相容的血液会导致严重的输血反应，危及生命。此外，最近的许多文献都报道了血型与传染性疾病（恶性疟疾、霍乱弧菌、大肠杆菌）、心血管疾病（静脉血栓栓塞、心肌梗塞、缺血性卒中、外周动脉病变）以及其他神经性疾病（帕金森、认知损害）有着潜在的关联。特别的是，一些流行病学研究表明人体血型竟然与某种癌症的发生风险也存在一定的联系。例如，A型血的人群患胃癌的风险较高；O型血的人群则具有对抗胰腺癌的某种保护机制。

目前临床的血型鉴定方法（玻片法、试管法、凝胶微柱法等）主要基于免疫学的原理，来确定红细胞的表面存在着何种抗原。这些方法存在一定的不足，例如：反应时间长、需要引入外源性的单克隆抗体物质，这可能会影响红细胞的原始性质；对于抗体效价低的检测样本时容易造成漏诊；依靠医师的经验主观地判断凝集反应的发生，容易造成漏诊与误诊。因此，发展一种基于RBC分析的非标记、简便、灵敏、准确、客观的ABO血型鉴别方法具有极其重要的临床价值。

基于非弹性散射的拉曼光谱技术是一种极具潜力的无损、灵敏的光学检测方法，它能提供生化样本的分子指纹信息，已广泛应用于大分子、细胞、体液以及组织样本的生物医学检测。其中，拉曼光谱技术特别适合活细胞的检测研究，因为在拉曼的指纹光谱波段中几乎没有水的干扰信号，可实现液体环境中活细胞的监测。但是由于细胞在培养液中做类似布朗运动，常规拉曼技术无法实现在生理环境中对活细胞的长时间的动态监测，虽然通过化学与物理方法可将细胞固定于基板来解决布朗运动带来的检测困难，但是这样的处理方法会干扰细胞的正常生理性质，还会受到强烈的背景信号的干扰。

光镊拉曼光谱（LTRS）技术的出现极大地克服了常规拉曼光谱技术的缺陷，极大地拓展、促进了该技术在细胞检测中的应用。LTRS可同时实现单细胞捕获、操纵以及生化信息的获取，提供了一种非标记、快速、无损的活细胞检测方法。利用LTRS对红细胞进行检测分析进而进行血型鉴定的研究还未见报道。

发明内容

本发明的目的是针对目前人体血型鉴别诊断中存在的问题：反应时间长、需要引入外源性的单克隆抗体物质、对于抗体效价低的检测样本检测准确率低、检测结果极大程度依赖于医师的主观判断，提出一种基于红细胞光镊拉曼光谱技术的人体血型鉴别方法。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种基于红细胞光镊拉曼光谱检测的人体血型鉴别方法，其是利用光镊拉曼光谱技术对新鲜人体血液中分离出的单个活性红细胞在生理环境下进行拉曼光谱检测，获得不同血型（A型、B型、AB型、O型）的红细胞高质量的、特征性的拉曼光谱信号，并利用主成分分析（PCA）以及线性判别分析（LDA）对获得的拉曼光谱数据进行多元统计分析，根据不同血型的红细胞的特征光谱信息，实现对不同血型的非标记、快速、客观、准确的检测鉴别。