發(fā)布時(shí)間：2018-01-14 14:31

  本文關(guān)鍵詞：基于SERS技術(shù)的肺癌血清檢測及判別模型的建立與應(yīng)用　出處：《鄭州大學(xué)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：背景:表面增強(qiáng)拉曼散射(Surface-Enhanced Raman Scattering,SERS)可以對貴金屬表面吸附的分子進(jìn)行無損、超靈敏檢測,是一種特征指紋譜標(biāo)記的振動光譜技術(shù)。SERS技術(shù)被廣泛應(yīng)用于化學(xué),物理,材料、表面、納米及生命科學(xué)等領(lǐng)域。本文將SERS技術(shù)應(yīng)用于肺癌血清的檢測,主要從非標(biāo)記檢測肺癌血清實(shí)驗(yàn)方法的建立、肺癌血清拉曼信號多元統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)分析兩方面進(jìn)行了研究。方法:1、非標(biāo)記檢測肺癌血清實(shí)驗(yàn)方法的建立。分別對血清的用量、比例(2.5μL~500μL;1:1~5:1)、血清的處理方法(是否萃取、是否去蛋白)、樣品孵育的時(shí)間(10 min~30 min)和孵育的溫度(4℃、室溫、37℃)、活性增強(qiáng)基底的選擇(金溶膠、銀溶膠)、偏振激光的選擇(環(huán)形偏振、正交偏振、非偏振)等實(shí)驗(yàn)條件進(jìn)行優(yōu)化,Originpro 8.5畫圖軟件作圖比較;2、利用SERS技術(shù),結(jié)合OPLS-DA分析模型,對肺癌(n=620)和正常人(n=484)血清進(jìn)行判別分析和訓(xùn)練測試;3、利用SERS技術(shù),結(jié)合OPLS-DA分析模型,對肺癌(n=60)和肺部良性疾病(n=56)血清進(jìn)行判別分析;4、利用SERS技術(shù),結(jié)合OPLS-DA分析模型,對肺癌血清不同分期進(jìn)行判別分析。結(jié)果:1、不同血清用量拉曼光譜的譜峰、譜位基本一致,峰強(qiáng)、峰寬有所區(qū)別,2.5μl(5:1)血清用量最適合本實(shí)驗(yàn),經(jīng)重復(fù)實(shí)驗(yàn)證明結(jié)果可靠。不需要進(jìn)行血清的萃取或去蛋白,可直接檢測血清,方便快捷。不同孵育時(shí)間和孵育溫度的拉曼信號變化差別不大,本實(shí)驗(yàn)選取了30 min和室溫作為孵育時(shí)間和孵育溫度。以銀溶膠為基底的血清拉曼光譜無論是峰強(qiáng)、峰位都比金溶膠要強(qiáng)、要豐富,而且測量過程中以金溶膠為基底的血清光譜出現(xiàn)大量“毛刺”,背景信號過強(qiáng),信噪比不如銀溶膠好。三種不同激發(fā)偏振光檢測血清信號的靈敏度均為90%,而環(huán)形偏振激發(fā)光的特異度最高為60%,其次是非偏振和正交偏振激發(fā)光。三種偏振激發(fā)光差別并不大,本實(shí)驗(yàn)選取靈敏度、特異度均高的環(huán)形偏振作為激發(fā)光;2、肺癌組與正常組相比,大多數(shù)位移所對應(yīng)的峰強(qiáng)強(qiáng)度增加,構(gòu)建OPLS-DA模型,從第一主成分t[1]方向可以看出兩組有明顯的區(qū)分,模型解釋率R2X=89.3%,R2Y=78.6%,預(yù)測率Q2Y=75.4%。隨后進(jìn)行訓(xùn)練預(yù)測,隨機(jī)將500例肺癌和400例正常人血清樣本作為訓(xùn)練集,剩余120例肺癌和84例正常人為測試集,進(jìn)行十倍交叉驗(yàn)證。我們獲得了靈敏度99.17%和特異度88.1%的結(jié)果;3、兩組共同的拉曼峰存在多處明顯差異,建立OPLS-DA模型,從第一主成分t[1]方向可以看出兩組有明顯的區(qū)分,模型解釋率R2X=47.1%,R2Y=99.3%,預(yù)測率Q2Y=99.1%。判別結(jié)果靈敏度100%、特異度100%;4、StageⅠ(n=44)、StageⅡ(n=40)、StageⅢ(n=54)和StageⅣ(n=72)的光譜在外形上基本相同,僅在峰強(qiáng)上略微有差別。建立OPLS-DA模型,并沒有明顯的區(qū)分開,但從第一主成分t[1]方向可以看出,隨著肺癌的進(jìn)展,不同分期在從右到左的方向上形成一定的聚類趨勢。結(jié)論:1、優(yōu)化整體實(shí)驗(yàn)條件,保證了實(shí)驗(yàn)的重復(fù)性和穩(wěn)定性;2、非標(biāo)記SERS技術(shù)篩查肺癌和正常人以及肺癌和肺部良性疾病的方法有很大的可行性,應(yīng)用SPSS軟件與SIMCA軟件共同處理數(shù)據(jù),并進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)樣本的訓(xùn)練測試提高了診斷效果,為高靈敏疾病診斷提供了新方法。
[Abstract]:Background : Surface Enhanced Raman Scattering ( SERS ) can be used in the fields of chemical , physical , material , surface , nano and life sciences . The results were as follows : 1 . The spectral peaks of Raman spectra of different serum levels were similar , the peak intensity and the peak width were different , 2.5 渭l ( 5 : 1 ) serum level was the best , and 2.5 渭l ( 5 : 1 ) serum level was the most suitable for this experiment . The results showed that the sensitivity was 99 . 17 % and the specificity was 88 . 1 % . The results showed that the sensitivity was 99 . 17 % and the specificity was 88 . 1 % . 1 , optimizing the whole experimental condition , ensuring the repeatability and the stability of the experiment ; 2 , screening the lung cancer and the normal person by the non - labeled SERS technique and the method for treating the lung cancer and the lung benign disease , and processing the data together with the SIMCA software by SPSS software , and carrying out training test on the experimental samples to improve the diagnosis effect , and provide a new method for the diagnosis of the high sensitive disease .

【學(xué)位授予單位】：鄭州大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：O433;R734.2

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9 楊U，

本文編號：1424000