部分临床药物的拉曼光谱研究
拉曼光谱技术在生物医学中的应用
拉曼光谱技术在生物医学中的应用随着科学技术的快速发展，生物医学领域中的研究手段也越来越多样化。
其中，拉曼光谱技术作为一种无创、快速、非损伤性的分析方法，正逐渐成为生物医学领域中不可或缺的技术之一。
一、拉曼光谱技术的原理拉曼光谱技术是一种通过分析分子振动状态来确定样品结构和成分的分析方法。
它基于分子吸收或发射的光子在被激发后发生振动，从而产生散射光的原理。
这种散射光的频率一般比原来的光子频率低，称为“拉曼散射光”。
通过分析这些光的振动特征，可以确定样品中化学成分的种类和含量，以及分子的结构信息。
二、拉曼光谱在生物医学中的应用1. 生物医学研究拉曼光谱技术可以用于对生物大分子（如蛋白质、核酸等）进行快速、非损伤性的表征和定量研究。
通过测量其拉曼散射光的振动频率，不仅可以确定其化学成分和结构，还可以研究其构象、氧化还原情况等特性。
同时，拉曼光谱技术还可用于研究细胞的代谢活动，从而了解细胞在不同生理状态下的变化。
2. 临床诊断拉曼光谱技术可用于体液和组织样品的临床诊断。
例如，对于癌症等疾病的诊断，拉曼光谱技术可以通过对组织和体液样品中不同分子的拉曼散射光进行分析，实现对病变区域与健康区域的区分。
此外，拉曼光谱技术还可用于血液中营养物质和代谢产物的检测等应用方面。
3. 药物研究拉曼光谱技术在药物研究方面也有广泛应用。
通过测量药物分子在不同溶液中的拉曼散射光，可以了解其与不同配体的相互作用、药效成份的含量等信息。
此外，拉曼光谱还可以用于药物给药的过程中，对不同时间点的药物分布进行动态监测。
三、展望虽然拉曼光谱技术在生物医学中的应用前景广阔，但是技术本身和分析过程中的干扰因素仍然存在很大挑战。
例如，激光功率和散射角等参数需要严格控制，以避免信号干扰，同时还需要特殊的样品制备方法和分析软件的支持。
因此，未来需要进一步加强该技术在实际应用中的稳定性和可靠性。
总之，拉曼光谱技术作为一种新型分析手段，在生物医学领域中已经得到广泛应用。
常见药毒物拉曼筛查
常见药毒物拉曼筛查常见药毒物拉曼筛查引言：药物滥用和毒物中毒是当前社会面临的严重问题之一，对人类健康和社会稳定造成了极大威胁。
为了及时检测和识别这些药毒物，科学家们广泛研究开发了各种先进的检测技术。
其中，拉曼光谱技术以其快速、非破坏性的特点在药毒物的检测中得到了广泛应用。
本文将介绍常见药毒物拉曼筛查的原理、方法和应用。
一、拉曼光谱技术简介拉曼光谱是一种将激光光源经过样本散射后的光谱进行分析和测量的技术。
通过测量样本散射光的频率或波数与入射激光光源的频率或波数之间的差值，可以得到样本的分子振动信息，进而实现对样本的检测和分析。
与传统的质谱、红外光谱等技术相比，拉曼光谱具有非破坏性、高灵敏度、快速分析等优点，适用于药毒物的快速筛查。
二、常见药毒物的拉曼谱图与特征1. 海洛因：海洛因是一种强烈的麻醉剂，很难通过肉眼进行观察和判断。
使用拉曼光谱技术可以快速检测到海洛因的存在。
海洛因的拉曼谱图中，常见特征峰位于约600 cm-1和1600cm-1处，分别对应了其分子中的苯环和酰胺基团。
2. 可卡因：可卡因是一种刺激性和兴奋性药物，使用较为广泛。
通过拉曼光谱技术可以明确识别和鉴别可卡因。
可卡因的拉曼谱图中，主要特征峰位于1060 cm-1和1590 cm-1处，分别对应了其分子中的苯乙酰基和苯环。
3. 氯胺酮：氯胺酮是一种合成麻醉药，常被滥用为迷幻剂。
通过拉曼光谱技术可以快速检测到氯胺酮的存在。
氯胺酮的拉曼谱图中，主要特征峰位于784 cm-1和1093 cm-1处，分别对应了其分子中的氯代烷基和胺基。
三、常见药毒物的拉曼筛查方法拉曼光谱仪通常由光源、光谱仪、采样装置和数据处理软件等组成。
在进行药毒物的拉曼筛查时，一般采用以下步骤：1. 样本采集：使用非粘附性、透明材料制备样品载体，将待检测的样品均匀涂布于样品载体上。
2. 光谱测量：将样品载体放在拉曼光谱仪的采样装置上，通过激光光源照射样品，获取样品的拉曼散射光谱。
显微拉曼光谱技术在生物医学领域的应用研究
显微拉曼光谱技术在生物医学领域的应用研究生物医学领域是人们关注的焦点之一，随着科技的不断发展，我们可以运用各种技术手段来研究和治疗疾病。
其中，显微拉曼光谱技术逐渐成为了生物医学领域的研究热点，它通过分子振动光谱的变化可以分析样本的物质成分和结构。
1.技术原理与特点显微拉曼光谱技术是一种无损、无污染的测试方法，具有非常高的敏感度。
通过照射样本并观测其散射光的强度变化，可以推断出分子的结构和组成。
其中，拉曼效应是显微拉曼光谱技术的基础原理。
在光谱仪的作用下，样品中分子振动，形成一定频率的拉曼散射光。
这些散射光与入射光的能量不同，且带有与样品内部分子的振动情况相关的特征频率。
通过对这些特征频率的分析，从而可以确定样品的成分和结构。
显微拉曼光谱技术具有非常高的空间分辨率，可以观测到极小的横向尺度结构变化，因此被广泛应用于生物医学领域的研究中。
2.应用研究2.1细胞成分定量分析显微拉曼光谱技术可以用于细胞成分的定量分析，通过观测不同细胞内分子的振动方式，就可以推断出成分的含量，从而对细胞进行快速高效的定量分析。
例如，在胰岛细胞研究中，研究人员使用显微拉曼光谱技术来分析不同类型细胞内部的化学成分及其含量，通过对不同细胞中脂肪、糖原、核酸、DNA和RNA的含量进行定量分析，从而对不同类型细胞进行快速鉴定。
2.2病理组织诊断显微拉曼光谱技术还可以用于病理诊断，在临床病理定性分析过程中，它可以对病理组织中的化学成分进行分析，提供更加准确的分子结构信息，从而提高预测准确度。
例如，在乳腺癌筛查方面，研究人员使用拉曼光谱技术对肿瘤组织、正常组织和良性病变组织进行分析，分辨率高达1微米，可以区分出不同组织类型，并得出不同组织中的生物分子成分含量，提高了诊断的准确性。
2.3药物筛选和代谢分析显微拉曼光谱技术也可以用于药物筛选和代谢分析，可以通过观察药物对生物体内分子振动的影响，预测药物的效果。
例如，在预测肝毒性方面，研究人员使用显微拉曼光谱技术对肝脏内部的脂质、糖原、葡萄糖等分子进行了分析，从而得出了药物对肝脏组织的影响，提高了药物筛查的准确性。
药物分析中的表面增强拉曼光谱技术研究
药物分析中的表面增强拉曼光谱技术研究近年来，表面增强拉曼光谱技术（Surface-Enhanced Raman Scattering，简称SERS）在药物分析中得到了广泛研究和应用。
SERS 技术通过提供极高的灵敏度和选择性，为药物分子的定性和定量分析提供了重要的手段。
本文将重点探讨SERS技术在药物分析中的应用及其研究进展。
一、SERS技术原理及特点1. SERS技术原理SERS技术是一种基于表面增强效应和拉曼散射理论的分析方法。
当分子吸附在具有纳米结构的金属表面上时，可发生表面增强效应，导致拉曼信号的增强。
SERS信号由受体分子的振动产生，可提供有关其结构、组成、浓度等信息。
2. SERS技术特点SERS技术具有以下几个突出特点：（1）极高的灵敏度：SERS技术可实现对目标分子的检测到单分子水平，其灵敏度远高于传统拉曼光谱技术。
（2）良好的选择性：通过选择合适的金属纳米材料和表面修饰方法，可实现对特定分子的选择性检测。
（3）微型化与快速性：SERS技术可以与微流体芯片结合，实现快速分析，同时具备良好的反应时间和快速数据采集速度。
二、SERS技术在药物分析中的应用1. 药物成分的定性分析SERS技术可用于药物成分的快速鉴定和定性分析。
研究人员通过制备金属纳米结构表面，并将药物样品置于纳米结构上，通过测量其SERS信号特征峰，可以准确判断药物的主要成分。
2. 药物含量的定量分析SERS技术也广泛用于药物中主要成分的定量分析。
通过建立合适的标准曲线和定量模型，可以根据目标成分的SERS特征峰的强度进行药物含量的定量分析。
3. 药物质量控制SERS技术在药物质量控制中发挥重要作用。
通过与传统方法相结合，可以实现对药物样品中有害物质和杂质的及时检测和定量分析，确保药物质量稳定可靠。
4. 药物传递与代谢过程研究SERS技术不仅可以用于药物的分析，还可以在研究药物传递与代谢过程中发挥重要作用。
通过制备SERS活性探针，可以实时监测药物在体内的分布、代谢途径以及与生物分子的相互作用等过程。
表面增强拉曼光谱在药物分析中的应用
表面增强拉曼光谱在药物分析中的应用作者：田三萍蒋屏陈传品来源：《科技风》2018年第20期摘要：表面增强拉曼光谱法作为一种新兴的分析方法，因其高灵敏度、高光谱分辨率、不受水分干扰、能进行无损检测等独特的技术优势已被广泛用于医学、材料、化学等领域。
本文综合论述了SERS的原理及发展历程，重点介绍了其在药物的非法添加，药物的含量检测两个方面的运用现状，并对其发展做了展望。
关键词：表面增强拉曼光谱；药物检测；应用进展1 绪论拉曼光谱是一种分子振动光谱，反映分子振动、转动信息，人们利用拉曼谱线的频率、强度和偏振度的不同，进行物质结构与性质的研究。
拉曼光谱分析法基于1928年C.V拉曼发现的拉曼散射效应。
拉曼散射效应很弱，其散射光强度约为入射光强度的1010，因此，在实际应用中，常需要用到一定的增强手段，如SERS。
表面增强拉曼散射，简称SERS，是指当分子吸附在粗糙贵金属表面或纳米表面上，通过一定增强原理使其拉曼散射信号强度成指数倍数增长的一种光谱现象，常为103106倍，共振时可达10141015。
表面增强拉曼光谱法是指用常规的拉曼光谱法测定这些吸附分子。
1974年Fleischmann等将银电极粗糙化后测定吸附在其上的单层吡啶分子。
SERS作为一种新兴的检测手段，不管是极性分子还是非极性分子均可以产生特定拉曼光谱，现已广泛用于材料、电化学、分析化学、医学等方面。
与IR，NMR及质谱等光学分析方法相比，SERS具有很高的灵敏度可用于单分子检测；水的拉曼响应很弱，可用于含水样本检测。
与HPLC等比，对样本需求量少且纯度要求低，能减少样品的前处理过程节省时间且实现对样本的快速无损检测。
本文将从药物的非法添加及药物的定量分析两方面介绍SERS在药物中的使用。
2 在药物分析中的应用药物指能影响机体生理、生化和病理过程，用以预防、诊断、治疗疾病的物质。
毒胶囊等事件的发生源于对药物缺乏有效检测，进行合理有效检测能保证用药安全，对人类健康有着重要的意义。
阿司匹林结构和光谱研究
[2 , 3] [ 4~ 6]
收稿日期 : 2009 - 04- 10 基金项目 : 云南大学理 ( 工 )科科研基金资助项目 . 作者简介 : 王利军 ( 1981- ), 男 , 河南人 , 硕士生 , 主要从事光学方面的研究 . 通讯作者 : 张中明 ( 1965- ), 男 , 云南人 , 教授 , 博士 , 主要从事光学及原子分子物理方面的研究 .
1 理论方法
拉曼光谱
[ 7 ~ 9]
是一种简单、 灵敏的光谱分析工
具, 和红外光谱 结合, 是我们研究分子结构和 [ 12 ] 分子振动的重要工具. 密度泛函理论 ( DFT ) 由
图 1 阿司匹林分子结构式 F ig 1 1 Aspir in m olecule structural f or mu la
图 4 阿司匹林分子的理论红外谱图 F ig1 4 Theoretica l infrared spectra of aspir in m olecule
1~ 6 , 11 , 16 , 18 碳 原 子 ; 7~ 10, 14, 19 ~ 21 氢原 子 ; 12, 13 , 15 , 17 氧原子 图 2 阿司 匹林分子 的优化 [ DFT - B3LYP / 6- 311G + + ( d p) ]后的结构 F ig 1 2 Aspir in molecu le structure after opti m izing [ DFT - B3LYP /6- 311G+ + ( dp) ]
- 1 - 1 - 1 - 1
下面我们对阿司匹林分子分子的振动模式进 行指认, 具体结果见表 1 .
表 1 阿司匹 林振动模式指认 Tab1 1 Asp irin vibration mode assignm ent 频率 / 平面 振动模式 c m- 1 内外 3 774 内 O13) H14 伸缩振动 3 218 内 C3) H7 和 C4) H 8 伸缩振动 3 201 内 环上 C) H 伸缩振动 3 190 内 环上 C) H 伸缩振动 3 175 内 环上 C) H 伸缩振动 H 3 不对称伸缩振动 3 156 外 C C H 3 不对称伸缩振动 3 118 外 3 053 外 C H 3 对称伸缩振动 C16 O17 伸缩振动 , C18 H 20 面内弯 曲 1 831 内 振动 C11 O12 伸缩 振动 , O13) H14 面 内弯 曲 1 784 内 振动 1 645 内 环变形 1 613 内 环变形 1 514 内 环上 H 对称摆动 1 479 外 C4) H, C5) H9 摆动 , CH 3 对称 摆动 1 475 外 C H 3 对称摆动 H 3 对称摆动 1 473 外 C H 3 对称摆动 1 395 外 C 1 362 内 O13) H14 , C3) H 7 摆动 1 334 内 环变形 , O13) H 14 摆动 1 297 内 环上 H 不对称摆动 1 237 内 C18) H 20 摆动 , 环上 H 对称摆动 1 204 内 O13) H14 , C18) H20 , C4) H 8 摆动 1 197 内 O13) H14 , C18) H20 , 环上 H 对称摆动 1 182 内 O13) H14 , 环上 H 对称摆动 1 150 内 O13) H14 , 环上 H 不对称摆动 1 176 1 063 1 061 1 018 1 000 979 924 890 836 811 744 713 644 586 573 528 516 431 内 外 外 外 外 外 外 外 外 外 外 外 内 外 内 外 外 外 O13) H14 弯曲振动 , C11) O13 伸缩振动 , 环上 H 不对称摆动 C H 3 不对称摆动 , 环上 H 对称摆动 C H 3 不对称摆动 C H 3 不对称摆动 环上 H 不对称摆动 环上 H 不对称摆动 环呼吸 , 环上 H 不对称摆动 环上 H 不对称摆动 环上 H 不对称摆动 , CH 3 不对称摆动 环上 H 不对称摆动 环呼吸 , 环上 H 不对称摆动 环上 H 不对称摆动 环呼吸 C H 3 不对称摆动 O13) H14 弯曲振动 环上 H 不对称摆动 , CH 3 不对称摆动 环上 H 不对称摆动 环上 H 不对称摆动
拉曼光谱在生物医学中的应用
拉曼光谱在生物医学中的应用
拉曼光谱在生物医学中的应用是非常广泛的。
它是一种非破坏性的分析技术，能够快速且无需样品制备地测量出样品的化学成分，因此被广泛应用于生物药物分析、生物医学诊断等领域。
首先，拉曼光谱在生物药物分析中具有很大的优势。
现代生物药物的复杂性和多样性，导致了常规的质谱分析不一定可以满足需求，而拉曼光谱可以非常准确地分析出生物药物中的蛋白质、多肽、糖类等成分，同时能够检测出生物药物中的杂质，为药品安全性保障和质量控制提供了可靠手段。
其次，拉曼光谱在生物医学诊断方面也具有广泛的应用。
它可以通过分析体液及组织样品中的小分子代谢产物和蛋白质，实现对疾病状态的快速诊断和监测。
例如，通过对尿液或血液样品的拉曼光谱分析，可以实现对糖尿病、癌症和心血管疾病等多种疾病的诊断。
此外，拉曼光谱还可以在生物组织、生物细胞及其内部结构的分析中发挥作用。
通过对生物细胞和组织样品的拉曼显微镜分析，可以实现对细胞形态、结构和功能等的研究，并为临床医学的诊断和治疗提供了重要的参考。
总之，作为一种高灵敏度、非破坏性的分析技术，拉曼光谱在生物医学领域中有着广泛的应用前景。
随着技术的不断发展和改进，相信它将会为生物医学领域带来更多的突破和进展。
拉曼光谱法在快速筛查紫杉醇脂质体制剂中的应用
拉曼光谱法在快速筛查紫杉醇脂质体制剂中的应用目的应用拉曼光谱法建立定性鉴别模型，实现紫杉醇脂质体制剂的现场快速筛查。
方法隔包装采集注射用紫杉醇脂质体的拉曼光谱，使用主成分分析（PCA）算法去除包装的干扰信号，提取紫杉醇脂质体的拉曼信号，用经典最小二乘（CLS）建立定性鉴别模型。
对模型进行正向验证和反向验证确定判别的阈值，模型输出的相关系数值同阈值比较进行定性判定。
使用外标法实现方法在三种仪器上的转移。
结果排除玻璃包装的干扰提取的光谱与直接测量的光谱相关系数达0.9744，建立的紫杉醇脂質体定性模型，判断阈值为0.85，正向验证（脂质体制剂）和反向验证（脂质体膜成分和紫杉醇）结果均为通过。
通过使用传递光谱和峰位检索，方法能够在便携式拉曼光谱仪、傅里叶拉曼光谱仪和显微成像拉曼光谱仪上实现转移。
结论本研究所建立的快速筛查方法可满足抗癌类贵重药品的现场和实验室快速筛查，为监管和公安打假提供一种科学有效的手段。
[Abstract] Objective To realize the rapid screening on site，Raman spectroscopy was applied to establish an identification model of paclitaxel liposome preparation. Methods Raman spectra of the whole paclitaxel liposome product with package were first collected，and principal component analysis（PCA）algorithm was then used to extract paclitaxelliposome signals from the identified signals. Classic least squares （CLS）algorithm was used to established the identification model. The threshold was determined by the positive validation and negative challenge tests，and identification results would be get by compare the the correlation coefficients with the threshold. External standard method was utilized to realize the model transfer on three different kinds of Raman spectrometer. Results The correlation coefficient between the extracted spectrum and directly-measured spectrum was 0.9744. The paclitaxelliposome identification model was built with a threshold of 0.85，and results of both positive validation and negative challenge tests were all passed. Model transfer results also indicated that with the use of transfer spectra and peak search，the method established could be used on portable Raman，microscope imaging Raman and FT-Raman spectroscopes. Conclusion The Raman method established in this study could realize expensive anticarcinogen both on-site non-invasively and laboratory use，which can provide a scientific and efficient means for regulation and crackdown on counterfeit expensive medicine.[Key words] Raman spectroscopy；Classic least squares algorithm；Paclitaxel liposome；Counterfeit medicines公安机关公布的假药案件中，假冒抗癌类药物日渐猖獗。
拉曼光谱用于细菌快速药敏检测的研究进展
㊃综述㊃D O I:10.3969/j.i s s n.1672-9455.2024.04.025拉曼光谱用于细菌快速药敏检测的研究进展*杨文旭,张心宇,刘旭综述,刘禹ә审校哈尔滨医科大学附属第四医院检验科,黑龙江哈尔滨150000摘要:致病菌对人类健康构成重大威胁,抗菌药物的滥用导致了细菌耐药性的发展和传播㊂目前,临床微生物室常用的药敏试验,如纸片扩散法㊁浓度梯度纸条扩散法㊁肉汤稀释法和全自动药敏分析等都是基于细菌生长的方法,且操作流程繁琐,需要8~16h才能出结果㊂该文从快速药敏检测(R A S T)的研究出发,重点叙述了拉曼光谱在R A S T领域的研究进展㊂利用拉曼光谱对细菌进行基于代谢表型的药敏检测,检测时间明显缩短,优于常规基于细菌生长的药敏方法㊂但该方法缺少大规模的临床分离株验证,而且难以实现临床标本中细菌的免分离检测㊂该文对R A S T技术的临床验证㊁可重复性评估㊁临床适用性评估㊁准确性评估㊁拉曼光谱与电阻抗及微流控技术的创新结合及其在复杂临床标本中直接药敏检测等方面进行展望㊂关键词:拉曼光谱;快速药敏检测;细菌;光学;微流控中图法分类号:R446.5文献标志码:A文章编号:1672-9455(2024)04-0542-06A d v a n c e s i n R a m a n s p e c t r o s c o p y f o r r a p i d d r u g s u s c e p t i b i l i t y t e s t i n g*Y A N G W e n x u,Z HA N G X i n y u,L I U X u,L I U Y uәD e p a r t m e n t o f C l i n i c a l L a b o r a t o r y,t h e F o u r t h A f f i l i a t e d H o s p i t a l o f H a r b i nM e d i c a l U n i v e r s i t y,H a r b i n,H e i l o n g j i a n g150000,C h i n aA b s t r a c t:P a t h o g e n i c b a c t e r i a p o s e a m a j o r t h r e a t t o h u m a n h e a l t h,a n d t h e a b u s e o f a n t i b i o t i c s h a s l e d t o t h e d e v e l o p m e n t a n d s p r e a d o f b a c t e r i a l r e s i s t a n c e.A t p r e s e n t,t h e c o mm o n l y u s e d a n t i m i c r o b i a l s u s c e p t i b i l i t y t e s t i n g i n c l i n i c a l m i c r o b i o l o g y l a b o r a t o r y,s u c h a s d i s k d i f f u s i o n m e t h o d,c o n c e n t r a t i o n g r a d i e n t s t r i p d i f f u s i o n m e t h o d,b r o t h d i l u t i o n m e t h o d a n d a u t o m a t i c a n t i m i c r o b i a l s u s c e p t i b i l i t y a n a l y s i s a r e b a s e d o n b a c t e r i a l g r o w t h m e t h o d s,a n d t h e o p e r a t i o n p r o c e s s i s c u m b e r s o m e,w h i c h t a k e s8-16h o u r s t o g e t t h e r e s u l t s.T h i s r e v i e w f o c u s e s o n t h e r e s e a r c h p r o g r e s s o f R a m a n s p e c t r o s c o p y i n t h e f i e l d o f r a p i d a n t i m i c r o b i a l s u s c e p t i b i l i t y t e s t i n g(R A S T).T h e d e t e c t i o n t i m e o f m e t a b o l i c p h e n o t y p e-b a s e d a n t i m i c r o b i a l s u s c e p t i b i l i t y t e s t i n g b y R a-m a n s p e c t r o s c o p y i s s i g n i f i c a n t l y s h o r t e r t h a n t h a t o f t h e c o n v e n t i o n a l g r o w t h-b a s e d a n t i m i c r o b i a l s u s c e p t i b i l i-t y t e s t i n g.H o w e v e r,t h i s m e t h o d l a c k s l a r g e-s c a l e v a l i d a t i o n o f c l i n i c a l i s o l a t e s,a n d i t i s d i f f i c u l t t o a c h i e v e t h e i s o l a t i o n f r e e d e t e c t i o n o f b a c t e r i a i n c l i n i c a l s a m p l e s.I n t h i s p a p e r,t h e c l i n i c a l v a l i d a t i o n,r e p e a t a b i l i t y e v a l u a-t i o n,c l i n i c a l a p p l i c a b i l i t y e v a l u a t i o n,a c c u r a c y e v a l u a t i o n,i n n o v a t i v e c o m b i n a t i o n o f R a m a n s p e c t r o s c o p y w i t h e l e c t r i c a l i m p e d a n c e a n d m i c r o f l u i d i c c o n t r o l t e c h n o l o g y,a s w e l l a s i t s d i r e c t a n t i m i c r o b i a l d e t e c t i o n i n c o m-p l e x c l i n i c a l s a m p l e s a r e p r o s p e c t e d.K e y w o r d s:R a m a n s p e c t r o s c o p y;r a p i d a n t i m i c r o b i a l s u s c e p t i b i l i t y t e s t i n g; b a c t e r i a;p h o t o l o g y; m i c r o f l u i d i c c o n t r o l细菌感染每年导致全球800多万人死亡,占所有报告的与感染有关的死亡人数的50%以上[1]㊂在得到准确的药敏结果前,30%~50%的细菌感染患者接受的一线抗菌药物治疗无效,而且每延迟1h给予正确的抗菌药物治疗,患者的存活率就会下降10%[2-4]㊂为了缩短药敏检测时间,各种快速药敏检测(R A S T)方法被开发出来,如基于光学㊁电阻抗㊁微流控㊁质谱及拉曼光谱等原理的技术,这些技术主要是基于细菌生长或代谢表型的药敏检测㊂但由于不同细菌繁殖速度存在差异,基于细菌生长的技术可能受限,在抗菌药物作用下,细菌代谢表型的变化会更快㊂以细菌代谢表型检测为目的的基于拉曼光谱的药敏检测技术已被证明是有前途的R A S T替代方案[5-7]㊂本文分析细菌耐药性的流行病学现状和R A S T发展现状,进一步讨论基于细菌代谢表型检测的拉曼光谱在R A S T方面的研究进展,为R A S T的研究提供新㊃245㊃检验医学与临床2024年2月第21卷第4期 L a b M e d C l i n,F e b r u a r y2024,V o l.21,N o.4*基金项目:国家自然科学基金项目(82272389)㊂ә通信作者,E-m a i l:r a i n f a l l1982@163.c o m㊂思路㊂1 R A S T发展现状1.1基于光学原理的R A S T方法 Z H A N G等[8]通过大体积溶液散射成像(L V S I)系统直接对临床尿液标本成像,并使用单细胞分裂跟踪方法分析尿液病原菌图像,在60m i n内就得到了药敏结果,与金标准药敏结果完全一致㊂C A N S I Z O G L U等[9]开发了一种快速超灵敏探测器(R U S D)药敏检测平台,可以检测到极低细胞密度的细菌,在2~4h内可测得常用抗菌药物对金黄色葡萄球菌㊁铜绿假单胞菌和大肠埃希菌的最低抑制浓度(M I C)㊂1.2基于电阻抗原理的R A S T方法H A N N A H 等[10]用琼脂糖基水凝胶沉积物修饰丝网印刷电极,将敏感和耐药的金黄色葡萄球菌菌株置于含有抗菌药物的电极上,利用电化学阻抗谱(E I S)和差分脉冲伏安法(D P V)监测细菌生长并建立生长曲线,在45m i n 内即可区分敏感菌和耐药菌㊂P I T R U Z Z E L L O等[11]基于电阻抗可直接检测活细菌代谢的原理,研究抗菌药物处理下单个细菌的电反应,可在30~60m i n内测得药敏结果㊂1.3基于微流控技术的R A S T方法 L I等[12]开发了一种在单细胞水平进行快速病原体分类和药敏试验的适应性微流控系统,通过结合可调微流体阀和实时光学检测,细菌被捕获并根据其物理特征进行分类,在单细胞水平监测它们在抗菌药物作用下的生长,最短30m i n就可以确定细菌的耐药性㊂K A N-D A V A L L I等[13]也提出了一种在微流控芯片中基于单细胞水平的药敏检测方法,该研究使用4种抗菌药物和7种细菌的混合标本进行检测,可在2h内确定混合标本中各种细菌的药敏谱㊂1.4其他R A S T方法 Z H A N G等[14]通过核苷酸胶体染料(S Y B R G r e e nⅠ)和碘化丙啶(P I)染色,在30~60m i n内检测到100株肺炎克雷伯菌临床分离菌株对4种不同抗菌药物的耐药性㊂KÁL L A I等[15]提出了一种基于流式细胞术的R A S T方法,在培养4 h后就能观察到细菌的生长,药敏结果的准确率在87%以上㊂L I等[16]采用基质辅助激光解吸/电离时间飞行质谱法(MA L D I-T O F M S)检测了大肠埃希菌在有无黏菌素条件下的生长状况,大肠埃希菌与抗菌药物孵育2h后,根据敏感株和耐药株之间的相对生长值测定了黏菌素的M I C㊂Y A N G等[17]以肺炎克雷伯菌和环丙沙星为细菌-抗生素模型,采用R N A测序技术确定了细菌暴露于抗菌药物后的R N A标志物用于药敏检测,肺炎克雷伯菌暴露于环丙沙星10m i n 就可检测到R N A标志物的变化,然后通过实时定量P C R在11株肺炎克雷伯菌分离株中进行验证,准确度良好㊂2拉曼光谱的基本原理及优势拉曼光谱基于非弹性散射原理,是一种非侵入性光谱技术,可用于分子表征和成像,具有高空间分辨率㊂在生物学中,它特别适用于生物分子的鉴定和细胞的光谱特征分析[18]㊂传统的拉曼光谱信号强度低㊁抗干扰能力弱,检测时需要较长的积分时间[19-20],限制了其在R A S T中的应用㊂表面增强拉曼光谱(S E R S)相比于自发拉曼光谱,有高灵敏度的优点[21],其基于离域电子集体相干振荡导致的激光与电磁场耦合,在金属纳米结构之间的间隙连接处或纳米间隙处通过局部表面等离子体共振产生 热点 ,从而产生强大的局部电磁场聚焦增强[22],可以将吸附在金或银纳米粒子上分子的拉曼信号增强1010~1014倍[23]㊂共聚焦拉曼光谱(C R S)能有效消除焦平面外的信号干扰,其空间分辨率㊁信噪比㊁精度等性能均高于普通拉曼光谱,它与显微技术联用,结合可移动的扫描平台,可在三维空间中精确定位样品和成像[24]㊂受激拉曼光谱(S R S)是一种无损的㊁无标记的振动光谱学方法,通过相干激发分子键振动并保留光谱指纹,克服了传统的自发拉曼散射固有缺点,可实现高速㊁高化学特异检测[25-26]㊂此外,S R S成像比传统自发拉曼成像速度快1000倍以上,且不受样品自发荧光干扰[27]㊂3拉曼光谱技术在R A S T领域中的应用3.1基于单细菌分子表型的R A S T 基于单细菌分子表型的R A S T可以省去细菌增殖所需时间㊂目前,基于单细胞水平的快速分子表型的药敏检测,主要依赖于活细菌对重水(D2O)的代谢摄入,生成细菌内部的生物分子,比如脂质和蛋白质等,通过检测C-D峰的强度可以实现抗菌药物M I C的快速检测㊂C-D峰位于拉曼光谱的2040~2300c m-1波段,该波段通常在未进行D2O标记的细菌中无可检测到的拉曼峰,具有高特异性㊂见图1[28]㊂此外,在含有D2O的培养基中生长的细菌C-D峰的强度变化与活细菌的代谢活性呈正相关[5,7,29-31]㊂任何活细菌的代谢都需要水,因此,在含有D2O 的培养基中生长的活细菌都会生成代谢表征的C-D 峰,这决定了C-D峰可作为分辨单细菌细胞代谢活动的通用生物标志物㊂在基于培养的药敏检测方法中,细菌增殖一代的时间比开始出现代谢表征的时间长,而且不同种细菌的生长时间差异也会使药敏时间难以缩短,因此,基于C-D峰的单细胞拉曼药敏检测方法在R A S T领域中有着极好的应用前景㊂在目前的研究中,运用单细胞拉曼技术进行M I C 的快速测定大致分为3步:(1)细菌在含有不同浓度梯度抗菌药物的培养基中先孵育1~2h;(2)按体积㊃345㊃检验医学与临床2024年2月第21卷第4期 L a b M e d C l i n,F e b r u a r y2024,V o l.21,N o.4比向培养基中加入D 2O (目前报道30%~100%D 2O浓度),同时保证培养基浓度和药物浓度与初始一致,继续孵育30m i n 左右;(3)根据耐药组和敏感组的相对C -D 比,即C -D /(C -H+C -D )来设定c u t o f f 值以测定M I C㊂图1 铜绿假单胞菌在正常和含D 2O 的培养基中培养3h 后的S R S 光谱3.1.1 运用C R S 技术进行R A S T T A O 等[32]证明了基于D 2O 活菌代谢标记的单细胞拉曼光谱可以检测细菌对抗菌药物的反应,2040~2300c m -1波段的C -D 拉曼带可作为单细菌代谢活性的通用生物标志物㊂Y A N G 等[5]开发了适用于临床尿液标本直接药敏检测的单细胞拉曼光谱技术,基于活菌的D 2O代谢掺入,通过相对C -D 比设置S /R 截止值用于药敏结果判读,达到了从接收尿液标本到结果读取总检测时间缩短至2.5h ,且准确度高的效果㊂Y U A N 等[33]将31株伊丽莎白菌分别与8种不同浓度抗菌药物和40%D 2O 共孵育,4h 即可测定抗菌药物的M I C ,除头孢吡肟外,其他7种抗菌药物的单细胞拉曼药敏结果与金标准药敏结果一致率为94%㊂在该研究中,头孢吡肟所测药敏结果与金标准结果不一致可能是因为不生长但代谢活跃的细菌存在,这种特性可能会影响药敏结果的准确性,也会成为细菌感染治疗后复发的根源[33]㊂因此,临床可以通过单细胞拉曼药敏检测技术来评估抗菌药物疗效,更好地指导临床给药㊂3.1.2 运用S R S 技术进行R A S T 快速准确的药敏试验对于多药耐药菌的安全㊁有效和环境友好型治疗至关重要[34]㊂Z H A N G 等[20]利用飞秒受激拉曼散射成像对经过70%D 2O 培养基和不同浓度抗菌药物孵育后的细菌进行单细胞成像,在不到2.5h 测定了14种抗菌药物对临床常见8种病原菌的M I C 值,与金标准药敏结果的符合率为94.6%㊂此外,该研究制备了模拟尿液和血液标本,通过直接过滤的方法分离细菌进行药敏检测,准确度良好㊂此外,Z H A N G 等[28]在单细胞水平上,通过S R S 成像监测抗菌药物作用下的D 2O 活菌代谢掺入,在2.5h 内测得抗菌药物的单细胞代谢失活浓度㊂该方法还适用于尿液或血液等复杂生物标本的直接R A S T ㊂3.2 基于多细菌分子表型的R A S T 虽然基于单细菌分子表型的R A S T 方法具有一定优势,但由于细菌是活体,同种菌的不同个体状态在不同时间或空间可能不同,这会影响药敏结果的准确性㊂因此,有研究者开发了基于多细胞水平分子表型检测的R A S T 方法,这种方法主要依赖于S E R S 技术㊂C H A N G 等[35]开发了集成膜过滤和S E R S 活性衬底的微流控系统,微通道内腔室的膜可过滤和浓集细菌,注射泵将培养基㊁抗菌药物和洗涤液等注入其中,在过滤室中培养细菌,细菌释放的代谢物被输送到附着S E R S 衬底的微通道中进行检测,药敏检测时间明显缩短㊂F U 等[36]筛得一种带负电荷的适配子,与细菌特异性结合,利用粗糙金属纳米颗粒的信号放大作用,测定了大肠埃希菌O 157ʒH 7和金黄色葡萄球菌在不同浓度抗菌药物作用下的拉曼光谱,首次发现735c m -1可作为标志峰位置,基于此峰强度的变化,在1h 内可测得药物的M I C ㊂H I L T O N 等[37]将纳米银颗粒印在S E R S 纸传感器上,利用便携式拉曼光谱仪对不同β-内酰胺类抗菌药物耐药的大肠埃希菌进行检测,在2.5h 内即可完成大肠埃希菌的耐药分析㊂新型R A S T 技术汇总见表1㊂表1 新型R A S T 技术汇总方法简述标本类型时间细菌特点是否为单细胞生长/代谢参考文献光学大体积溶液散射成像和单细胞分裂跟踪法尿液1h大肠埃希菌准确度高,灵敏度高;缺乏临床标本验证是生长[8]光学R U S D纯培养菌落2~4h金黄色葡萄球菌㊁铜绿假单胞菌和大肠埃希菌可测定M I C ,灵敏度高,成本低;缺乏临床标本验证否生长[9]E I S +D P V含抗菌药物的琼脂糖基水凝胶沉积物修饰丝网印刷电极纯培养菌落45m i n 至2.5h金黄色葡萄球菌㊁大肠埃希菌灵敏度高,成本低㊁重复性好;不适于生长慢的细菌否生长[10]E I S +微流控电阻抗可直接检测活细菌代谢纯培养菌落30~60m i n大肠埃希菌可测定M I C ,灵敏度高;缺乏临床标本验证是代谢[11]㊃445㊃检验医学与临床2024年2月第21卷第4期 L a b M e d C l i n ,F e b r u a r y 2024,V o l .21,N o .4续表1新型R A S T技术汇总方法简述标本类型时间细菌特点是否为单细胞生长/代谢参考文献微流控在微流控芯片中基于单细胞水平的药敏检测尿液㊁全血㊁不同细菌混合样品2h大肠埃希菌㊁肺炎克雷伯菌㊁铜绿假单胞菌㊁奇异变形杆菌㊁鲍曼不动杆菌㊁金黄色葡萄球菌等设备简单,混合细菌标本直接检测;对初始菌量有要求是生长[12][13]化学染色S Y B R G r e e nⅠ和P I的活细菌染色纯培养菌落30~60m i n肺炎克雷伯菌操作简单,准确度高;缺乏临床标本验证否生长[14]流式细胞术监测抗菌药物作用下细菌的生长纯培养菌落4h大肠埃希菌㊁肺炎克雷伯菌㊁铜绿假单胞菌㊁金黄色葡萄球菌等可测定M I C,成本低,重复性好,准确度高;缺乏临床标本验证否生长[15]质谱监测细菌在有/无黏菌素条件下的生长纯培养菌落2h大肠埃希菌可测定M I C,操作简单,灵敏度高;成本高,仅研究了多黏菌素耐药基因(m c r)阳性或m c r阴性大肠埃希菌否生长[16]R N A测序确定细菌暴露于环丙沙星后的R N A标志物纯培养菌落10m i n肺炎克雷伯菌可测定M I C,准确度高;流程复杂,需要高接种量否代谢[17]C R S/C R S显微技术细菌代谢掺入D2O,检测C-D带强度纯培养菌落㊁尿液0.5~4.0h常见口腔感染细菌㊁尿路感染细菌和血流感染细菌可测定M I C,可区分活菌和死菌,准确度高㊁灵敏度高㊁可以成像;缺乏临床标本验证是代谢[5][31][32]S R S/S R S显微技术细菌代谢掺入D2O,检测C-D带强度纯培养菌落㊁尿液㊁全血2.5~3.0h常见尿路感染细菌和血流感染细菌可测定M I C,灵敏度高㊁可飞秒成像;缺乏临床标本验证是代谢[34][35]S E R S技术检测特定拉曼峰强度变化纯培养菌落1.0~2.5h大肠埃希菌㊁金黄色葡萄球菌㊁伤寒沙门菌可测定M I C,成本低,灵敏度高,护理点检测;缺乏临床标本验证否代谢[36][37][38]4结论与展望基于细菌生长和代谢表型的R A S T技术相较于传统药敏方法的检测时间明显缩短,其中,运用拉曼光谱技术在细菌代谢表型水平进行R A S T具有很好的应用前景㊂虽然微流控㊁电阻抗和S Y B R G r e e nⅠ活菌染色等技术平均药敏检测时间为1h左右,但适用的细菌和抗菌药物都比较局限,也无法识别菌群中的异耐药菌,而且检测结果的准确性缺乏大标本量的验证㊂此外,这些基于生长的药敏检测对细菌的初始接种量有要求,而且细菌在刚接种到培养基中会经历1~3h的迟缓期,很难检测到数量上的微弱变化,还易受到细菌本身状态和环境等因素的影响㊂基于R N A测序的药敏检测目前只对环丙沙星作用于大肠埃希菌有研究,虽然其属于细菌代谢表型检测的R A S T,但操作复杂,初始菌量要求高,难以满足临床要求㊂基于单细菌和多细菌代谢表型的R A S T 技术准确度高㊁灵敏度高,但仍有许多不足之处:(1)缺乏大规模临床分离株和抗菌药物的验证;(2)缺乏标准化的检测流程㊁不能做质控和室间比对等;(3)细菌个体的异质性会影响单细菌药敏检测的准确性;(4)对于S E R S的药敏检测,增强基底合成复杂,容易受到残留培养基和其他成分的干扰,可重复性低等;(5)适用的标本类型局限于纯培养菌落㊁尿液和全血标本,而对于复杂的痰液㊁粪便等标本的直接药敏检测鲜有研究㊂未来还需要对基于细菌生长和代谢表型检测的R A S T技术进行大量的临床分离株和抗菌药物验证,并对检测结果的准确性进行评估;其次是标本处理流程的标准化,做好质控和室间比对,提高检测的可重复性和临床适用性;进行拉曼光谱药敏检测时要引入合适的内标,消除复杂因素对检测的影响,也可以将拉曼光谱与电阻抗㊁微流控㊁化学染色等技术相结合,开发更快㊁更准确㊁重复性更好的R A S T方法,实现在复杂标本中直接进行细菌快速鉴定及药敏检测㊂㊃545㊃检验医学与临床2024年2月第21卷第4期 L a b M e d C l i n,F e b r u a r y2024,V o l.21,N o.4参考文献[1]F U R S T A L,F R A N C I S M B.I m p e d a n c e-B a s e d d e t e c t i o n o f b a c t e r i a[J].C h e m R e v,2019,119(1):700-726.[2]L I Y Y,Y A N G X,Z HA O W A.E m e r g i n g m i c r o t e c h n o l o-g i e s a n d a u t o m a t e d s y s t e m s f o r r a p i d b a c t e r i a l i d e n t i f i c a-t i o n a n d a n t i b i o t i c s u s c e p t i b i l i t y t e s t i n g[J].S L A S T e c h n-o l,2017,22(6):585-608.[3]K UMA R A,R O B E R T S D,WO O D K E,e t a l.D u r a t i o n o fh y p o t e n s i o n b e f o r e i n i t i a t i o n o f e f f e c t i v e a n t i m i c r o b i a l t h e r a p y i s t h e c r i t i c a l d e t e r m i n a n t o f s u r v i v a l i n h u m a n s e p t i c s h o c k[J].C r i t C a r e M e d,2006,34(6):1589-1596.[4]L U N A C M.A p p r o p r i a t e n e s s a n d d e l a y t o i n i t i a t e t h e r a p yi n v e n t i l a t o r-a s s o c i a t e d p n e u m o n i a[J].E u R e s p i r J,2006, 27(1):158-164.[5]Y A N G K,L I H Z,Z HU X,e t a l.R a p i d a n t i b i o t i c s u s c e p-t i b i l i t y t e s t i n g o f p a t h o g e n i c b a c t e r i a u s i n g H e a v y-W a t e r-L a b e l e d S i n g l e-C e l l r a m a n s p e c t r o s c o p y i n c l i n i c a l s a m-p l e s[J].A n a l C h e m,2019,91(9):6296-6303. [6]B A U E R D,W I E L A N D K,Q I U L,e t a l.H e t e r o r e s i s t a n t b a c-t e r i a d e t e c t e d b y a n e x t e n d e d R a m a n-B a s e d a n t i b i o t i c s u s c e p-t i b i l i t y t e s t[J].A n a l C h e m,2020,92(13):8722-8731. [7]Y I X F,S O N G Y Z,X U X G,e t a l.D e v e l o p m e n t o f a f a s tR a m a n-A s s i s t e d a n t i b i o t i c s u s c e p t i b i l i t y t e s t(F R A S T) f o r t h e a n t i b i o t i c r e s i s t a n c e a n a l y s i s o f c l i n i c a l u r i n e a n db l o o d s a m p l e s[J].A n a l C h e m,2021,93(12):5098-5106.[8]Z H A N G F N,J I A N G J P,M C B R I D E M,e t a l.D i r e c t a n t i m i-c r o b i a l s u s c e p t i b i l i t y t e s t i n g o n c l i n i c a l u r i n e s a m p l e s b y o p t i-c a l t r a c k i n g o f s i n g l e c e l ld i v i s i o ne v e n t s[J].S m a l l,2020,16(52):e2004148.[9]C A N S I Z O G L U M F,T A M E R Y T,F A R I D M,e t a l.R a p i d u l t r a s e n s i t i v e d e t e c t i o n p l a t f o r m f o r a n t i m i c r o b i a l s u s c e p t i b i l-i t y t e s t i n g[J].P L o S B i o l,2019,17(5):e3000291.[10]HA N N A H S,A D D I N G T O N E,A L C O R N D,e t a l.R a p i da n t ib i o t ic s u s c e p t i b i l i t y t e s t i n g u s i n g l o w-c o s t,c o mm e r-c i a l l y a v a i l a b l e s c r e e n-p r i n t ede l e c t r o d e s[J].B i o s e n s B i o-e l e c t r o n,2019,145:111696.[11]P I T R U Z Z E L L O G,J OHN S O N S,K R A U S S T F.E x p l o-r i n g t h e f u n d a m e n t a l l i m i t o f a n t i m i c r o b i a l s u s c e p t i b i l i t yb y n e a r-s i n g l e-c e l l e l e c t r i c a l i m p ed a n ce s p e c t r o s c o p y[J].B i o s e n s B i o e l e c t r o n,2023,224:115056.[12]L I H,T O R A B P,MA C H K E,e t a l.A d a p t a b l e m i c r o f l u-i d i c s y s t e m f o r s i n g l e-c e l l p a t h o g e n c l a s s i f i c a t i o n a n d a n-t i m i c r o b i a l s u s c e p t i b i l i t y t e s t i n g[J].P r o c N a t l A c a d S c i U S A,2019,116(21):10270-10279.[13]K A N D A V A L L I V,K A R E M P U D I P,L A R S S O N J,e t a l.R a p i d a n t i b i o t i c s u s c e p t i b i l i t y t e s t i n g a n d s p e c i e s i d e n t i f i-c a t i o n f o r m i x e d s a m p l e s[J].N a t C o mm u n,2022,13(1): 6215.[14]Z HA N G Y B,F A N W H,S HA O C H,e t a l.R a p i d d e t e r-m i n a t i o n o f a n t i b i o t i c r e s i s t a n c e i n k l e b s i e l l a p n e u m o n i a eb y a n o v e l a n t i b i o t ic s u s c e p t i b i l i t y t e s t i n g m e t h od u s i n gS Y B R g r e e n I a n d p r o p i d i u m i o d i d e d o u b l e s t a i n i n g[J].F r o n t M i c r o b i o l,2021,12:650458.[15]KÁL L A I A,K E L E M E N M,MO L NÁR N,e t a l.M I C y:an o v e l f l o w c y t o m e t r i c m e t h o d f o r r a p i d d e t e r m i n a t i o n o f m i n i m a l i n h i b i t o r y c o n c e n t r a t i o n[J].M i c r o b i o l S p e c t r, 2021,9(3):e0090121.[16]L I J P,HU A N G Y L,HU Y Y,e t a l.A r a p i d MA L D I-T O F m a s s s p e c t r o m e t r y-b a s e d m e t h o d f o r c o l i s t i n s u s-c e p t i b i l i t y t e s t i n g i n E s c h e r i c h i a c o l i[J].M i c r o b B i o t e c h n-o l,2022,15(2):528-534.[17]Y A N G X,H A S H E M I M M,A N D I N I N,e t a l.R N A m a r k e r sf o r u l t r a-r a p i d m o l e c u l a r a n t i m i c r o b i a l s u s c e p t i b i l i t y t e s t i ng i n f l u o r o q u i n o l o n e-t r e a t e d K l e b s i e l l a p n e u m o n i a e[J].J A n t i-m i c r o b C h e m o t h e r,2020,75(7):1747-1755. [18]P E Z Z O T T I G.R a m a n s p e c t r o s c o p y i n c e l l b i o l o g y a n dm i c r o b i o l o g y[J].J R a m a n S p e c t r o s c,2021,52(12):2348-2443.[19]O S E L E D C H Y K A,A N D R E O U C,WA L L M A,e t a l.F o l a t e-T a r g e t e d S u r f a c e-E n h a n c e d r e s o n a n c e r a m a n s c a t-t e r i n g n a n o p r o b e r a t i o m e t r y f o r d e t e c t i o n o f m i c r o s c o p i c o v a r i a n c a n c e r[J].A C S N a n o,2017,11(2):1488-1497.[20]Z HA N G M,HO N G W L,A B U T A L E B N S,e t a l.R a p i dd e t e r m i n a t i o n o f a n t i m i c r o b i a l s u s c e p t i b i l i t y b y s t i m u l a-t e d r a m a n s c a t t e r i n g i m a g i n g o f D2O m e t a b o l i c i n c o r p o-r a t i o n i n a s i n g l e b a c t e r i u m[J].A d v S cì,2020,7(19): 2001452.[21]L I H M,WA N G Q,T A N G J,e t a l.E s t a b l i s h m e n t o f a r e-l i a b l e s c h e m e f o r o b t a i n i n g h i g h l y s t a b l e S E R S s i g n a l o fb i o l o g ic a l s e r u m[J].B i o s e n s B i o e l e c t r o n,2021,189:113315.[22]D I N G Q Q,WA N G J,C H E N X Y,e t a l.Q u a n t i t a t i v e a n d s e n s i t i v e S E R S p l a t f o r m w i t h a n a l y t e e n r i c h m e n t a n d f i l-t r a t i o n f u n c t i o n[J].N a n o L e t t,2020,20(10):7304-7312.[23]S O N G C Y,J I A N G X Y,Y A N G Y J,e t a l.H i g h-S e n s i-t i v e a s s a y o f n u c l e i c a c i d u s i n g t e t r a h e d r a l D N A p r o b e s a n d D N A c o n c a t a m e r s w i t h a s u r f a c e-e n h a n c e d r a m a n s c a t t e r i n g/s u r f a c e p l a s m o n r e s o n a n c e d u a l-m o d e b i o s e n-s o r b a s e d o n a s i l v e r n a n o r o d-c o v e r e d s i l v e r n a n o h o l e a r-r a y[J].A C S A p p l M a t e r I n t e r f a c e s,2020,12(28):31242-31254.[24]K O N G L B,S E T L OW P,L I Y Q.D i r e c t a n a l y s i s o f w a-t e r c o n t e n t a n d m o v e m e n t i n s i n g l e d o r m a n t b a c t e r i a l s p o r e s u s i n g c o n f o c a l R a m a n m i c r o s p e c t r o s c o p y a n d R a-m a n i m a g i n g[J].A n a l C h e m,2013,85(15):7094-7101.[25]HU F H,S H I L X,M I N W.B i o l o g i c a l i m a g i n g o f c h e m i-c a l b o nd s b y s t i m u l a te d R a m a n s c a t t e r i n g m i c r o s c o p y[J].N a t M e t h o d s,2019,16(9):830-842. [26]C H E N G J X,X I E X S.V i b r a t i o n a l s p e c t r o s c o p i c i m a g i n g o f l i v i n g s y s t e m s:a n e m e r g i n g p l a t f o r m f o r b i o l o g y a n d m e d i c i n e[J].S c i e n c e,2015,350(6264):a a a8870. [27]M I N W,F R E U D I G E R C W,L U S,e t a l.(下转第567页)㊃645㊃检验医学与临床2024年2月第21卷第4期 L a b M e d C l i n,F e b r u a r y2024,V o l.21,N o.4[3]胡抢,陈剑,孙元水,等.医源性致自发性食管破裂1例[J].浙江医学,2021,43(5):551-552.[4]刘妍,张鸣青,李佩,等.自发性食管破裂内镜下治疗1例[J].四川医学,2020,41(6):664-665.[5]胡波,李辉.12例白发性食管破裂诊治体会[J].世界最新医学信息文摘,2019,19(71):223.[6]杨森.与双侧胸腔相通的自发性食管破裂1例分析[J].世界最新医学信息文摘,2018,18(68):262. [7]李建忠,赵锋,张晋,等.44例食管破裂患者的临床诊疗研究[J].西南国防医药,2020,12(2):131-133. [8]杨扬,何朝晖.隐匿性食管穿孔并发纵隔脓肿1例诊治体会[J].胃肠病学,2020,25(12):767-768.[9]王宇飞,吴永坤,郭占林.食管破裂的诊断及治疗[J].内蒙古医科大学学报,2022,64(4):396-399. [10]牛磊,费爱华,吴增斌,等.自发性食管破裂一例误诊分析并文献复习[J].临床误诊误治,2014,40(10):27-30.[11]王其彰.食管外科[M].北京:人民卫生出版社,2005:31-35.[12]陈新隆,王平,毛新.自发性食管破裂16例[J].中国胸心血管外科临床杂志,2005,12(1):18.[13]G A R A S G,Z A R O G O U L I D I S P,E F T H YM I O U A,e t a l.S p o n t a n e o u s e s o p h a g e a l r u p t u r e a s t h e u n d e r l y i n g c a u s e o f p n e u m o t h o r a x:E a r l y r e c o g n i t i o n i s c r u c i a l[J].J T h o-r a c D i s,2014,6(12):1655-1658.[14]Y U L L,M I A O D,Z HO U J C,e t a l.A n a l y s i s o f t h e n e w"t h r e e t u b e s"m e t h o d i n t h e t r e a t m e n t o f s p o n t a n e o u s e-s o p h a g e a l r u p t u r e[J].Z h o n g h u a N e i K e Z a Z h i,2018,57(8):588-591.[15]Y U L L,H E Z F,L I U Q F,e t a l.T w o-t u b e m e t h o d f o r t r e a t m e n t o f s p o n t a n e o u s e s o p h a g e a l r u p t u r e a n d c o n-c o m i t a n t m ed i a s t i n a l i n fe c t i o n[J].I n t e r n M e d J,2018,46(4):1528-1536.[16]K O P E L MA N Y,A B U B A K E R F,T R O I Z A A,e t a l.B o e r h a a v e s y n d r o m e i n a n e l d e r l y m a n s u c c e s s f u l l y t r e a-t e d w i t h3-m o n t h i n d w e l l i n g e s o p h a g e a l s t e n t[J].R a d i oC a s e R e p,2018,13(5):1084-1086.[17]N A K A N O T,O N O D E R A K,I C H I K AWA H,e t a l.T h o-r a c o s c o p i c p r i m a r y r e p a i r w i t h m e d i a s t i n a l d r a i n a g e1s a v i a b l e o p t i o n f o r p a t i e n t s w i t h B o e r h a a v e'S s y n d r o m e[J]. J T h o r a c D i s,2018,10(2):784-789.[18]张新波,王鹏鲲,宋和平,等.食管破裂诊断及外科手术方式的选择:附36例临床分析[J].河南外科学杂志,2013, 19(2):11-13.[19]张国良.实用胸部外科学[M].北京:中国医药科技出版社,2007:59-63.[20]吴茅.常规浆膜积液细胞图谱[M].杭州:浙江科学技术出版社,2008:21-25.(收稿日期:2023-07-13修回日期:2023-12-12)(上接546页)C o h e r e n t n o n l i n e a r o p t i c a l i m a g i n g:b e y o n d f l u o r e s c e n c em i c r o s c o p y[J].A n n u R e v P h y s C h e m,2011,62(1):507-530.[28]Z HA N G M,S E L E E M M N,C H E N G J X.R a p i d a n t i m i-c r o b i a l s u s c e p t i b i l i t y t e s t i n g b y s t i m u l a t ed r a m a n s c a t te r-i n g i m a g i n g of d e u t e r i u m i n c o r p o r a t i o n i n a s i ng l e b a c t e-r i u m[J].J V i s E x p,2022,180:10.[29]Z HA N G Z Y,C H E N L,L I U L,e t a l.C h e m i c a l b a s i s f o rd e u t e r i u m l a b e l i n g o f f a t a n d N A D P H[J].J A m C h e mS o c,2017,139(41):14368-14371.[30]S O N G Y Z,C U I L,L P E Z JÁS,e t a l.R a m a n-D e u t e r i-u m i s o t o p e p r o b i n g f o r i n-s i t u i d e n t i f i c a t i o n o f a n t i m i c r o-b i a l r e s i s t a n t b ac t e r i a i n T h a m e s r i v e r[J].S c i R e p,2017, 7(1):16648.[31]B E R R Y D,MA D E R E,L E E T K,e t a l.T r a c k i n g h e a v yw a t e r(D2O)i n c o r p o r a t i o n f o r i d e n t i f y i n g a n d s o r t i n g a c-t i v e m i c r o b i a l c e l l s[J].P r o c N a t l A c a d S c i U S A,2015, 112(2):E194-E203.[32]T A O Y,WA N G Y,HU A N G S,e t a l.M e t a b o l i c-A c t i v i t y-B a s e d a s s e s s m e n t o f a n t i m i c r o b i a l e f f e c t s b y D2O-L a-b e l e d S i n g l e-C e l l r a m a n m ic r o s p e c t r o s c o p y[J].A n a lC h e m,2017,89(7):4108-4115.[33]Y U A N S Y,C H E N Y W,L I N K C,e t a l.S i n g l e c e l l r a-m a n s p e c t r o s c o p y d e u t e r i u m i s o t o p e p r o b i n g f o r r a p i d a n-t i m i c r o b i a l s u s c e p t i b i l i t y t e s t o f e l i z a b e t h k i n g i a s p p[J].F r o n t M i c r o b i o l,2022,13:876925.[34]Z HU P F,R E N L H,Z HU Y,e t a l.R a p i d,a u t o m a t e d,a n d r e l i ab l e a n t i m ic r o b i a l s u s c e p t i b i l i t y t e s t f r o m p o s i t i v eb l o o dc u l t u r e b y C A S T-R[J].m L i f e,2022,1(3):329-340.[35]C HA N G K W,C H E N G H W,S H I U E J,e t a l.A n t i b i o t i c s u s c e p t i b i l i t y t e s t w i t h S u r f a c e-E n h a n c e d r a m a n s c a t t e r-i n g i n a m i c r o f l u i d i c s y s t e m[J].A n a l C h e m,2019,91(17):10988-10995.[36]F U S J,WA N G X W,WA N G T,e t a l.A s e n s i t i v e a n d r a p i d b a c t e r i a l a n t i b i o t i c s u s c e p t i b i l i t y t e s t m e t h o d b y s u r f a c e e n h a n c e d R a m a n s p e c t r o s c o p y[J].B r a z J M i c r o b i-o l,2020,51(3):875-881.[37]H I L T O N S H,HA L L C,N G U Y E N H T,e t a l.P h e n o-t y p i c a l l y d i s t i n g u i s h i n g E S B L-p r o d u c i n g p a t h o g e n s u s i n g p a p e r-b a s e d s u r f a c e e n h a n c e d R a m a n s e n s o r s[J].A n a lC h i m A c t a,2020,1127:207-216.(收稿日期:2023-08-16修回日期:2023-11-29)㊃765㊃检验医学与临床2024年2月第21卷第4期 L a b M e d C l i n,F e b r u a r y2024,V o l.21,N o.4。
药物分析中的表面增强拉曼光谱法
药物分析中的表面增强拉曼光谱法在药物研究领域，准确地分析和鉴定药物成分及其结构是至关重要的。
传统的光谱方法，如红外光谱和核磁共振等，已经广泛应用于药物分析中。
然而，这些方法在灵敏度和分辨率方面存在一定的限制。
近年来，表面增强拉曼光谱法（Surface Enhanced Raman spectroscopy, SERS）作为一种新兴的分析技术，得到了研究学者的广泛关注。
SERS是一种通过与金属纳米颗粒相互作用，强化原本很弱的拉曼散射信号的技术。
金属纳米颗粒的表面电荷引发了电磁场的局域增强效应，从而使荧光分子的拉曼散射强度增大数百万倍。
这种增强效应使得SERS在药物分析领域具有巨大的潜力。
为了使用SERS技术进行药物分析，首先需要在金属纳米颗粒上制备药物的增强剂。
常用的增强剂材料包括银、金和铜等金属纳米颗粒。
这些金属纳米颗粒的大小和形状对SERS信号的增强效果有着重要的影响。
通过调控纳米颗粒的形貌和尺寸，可以实现对SERS信号的增强和选择性放大。
研究人员通常使用溶液化学法、湿化学方法和蒸发诱导自组装等方法来合成具有特定形貌和尺寸的金属纳米颗粒。
制备好增强剂后，将药物样品与增强剂进行复合，然后通过光谱仪或显微镜来测量样品的SERS信号。
SERS光谱图能够提供药物分子的特征振动频率和结构信息，从而实现对药物成分的准确鉴别和测定。
与传统的荧光光谱相比，SERS光谱具有高灵敏度、无需标记和无需复杂的样品处理等优点，因此在药物分析中具有广泛的应用前景。
除了用于鉴别和定量分析外，SERS技术还可用于药物的质量控制和过程监测。
药物的生产和质量控制过程中，需要对原料药和中间体进行快速鉴别和定量。
传统的分析方法需要样品的提取和纯化，这会耗费大量时间和资源。
而SERS技术可以在不同生产阶段实时监测药物的成分和结构，提高了药物的生产效率和质量稳定性。
此外，SERS还可用于药物代谢动力学和药物传递研究中。
通过将药物与带有SERS增强剂的纳米颗粒相结合，可以实现对药物在体内的分布和代谢过程的实时监测。
拉曼光谱技术及其在药物分析中的应用
拉曼光谱技术及其在药物分析中的应用作者：胡晓璇来源：《科教导刊·电子版》2020年第10期摘要拉曼光谱技术在医疗领域中的应用具有一定的优势。
由于拉曼光谱技术在临床医学中的应用灵敏度高，并且样品不需要进行特殊的处理，操作更加简单，因此在药物分析领域应用前景广阔。
同时，此种技术在应用中还支持活体检测，在药物分析领域应用具有诸多优势。
对此，本文主要论述拉曼光谱技术在药物分析中的应用，以供参考。
关键词拉曼光谱技术药物分析应用前景0引言当前，拉曼光譜技术已被应用到医学领域，借助此项技术，能够实现药物的分析检验功能，其分析成果具有一定的准确性。
在实际应用中，此种技术不受水的影响，具有无需对样品进行特殊处理、操作。
具有灵敏度高，步骤简单等优势。
1拉曼光谱技术的应用1.1 显微拉曼光谱技术显微拉曼光谱技术主要是将显微分析技术与拉曼光谱技术进行结合，应用到临床医学中，具有良好的应用效果。
在实际应用过程中，主要借助CCD探测器、全息滤光片等现代化的设备，能够对数据信息采集进行精准把控，从而提升数据采集的速度、质量。
此外，通过将显微镜技术与拉曼谱仪进行耦合，可以真实观察被检测样品实际状况，了解样品的基本信息。
在这一步骤中，技术人员将针孔安装在散射光路上，利用显微镜，能够实现对样品的观察。
经过调节，将显微镜下的散射光聚焦到微米级，最终能够获取真实、可靠的三维图像，并且图像具有高分辨率、高清晰度。
通常来说，图像的空间分辨率能够达到1 m，从而真实的反映出样品的内部结构以及层次信息，便于相关科研人员探究样品的内部结构变化。
相较于其他技术而言，此种技术具有稳定性更好、灵敏度更高、图像空间分辨率高等优势。
一般适用于医学检验领域，可以完成药品分析、无损分析等工作，具有良好的效果。
1.2 傅立叶变换拉曼光谱技术傅立叶变换拉曼光谱技术最早于上个世纪八十年代末期投入研究。
借助光谱仪，能够有效的削弱拉曼光谱荧光影响，提升了检验的精度。
拉曼光谱原理与应用
拉曼光谱原理与应用光谱分析是一种通过测量物质与光的相互作用来研究物质性质的方法。
在光谱分析中，拉曼光谱因其独特的原理和广泛的应用而备受关注。
本文将全面介绍拉曼光谱的原理、仪器设备以及在不同领域中的应用。
一、拉曼光谱的原理拉曼光谱是指当光线与物质作用时，光的频率发生改变并散射的现象。
这种频率改变称为拉曼散射，其产生的原因是分子或晶体结构的振动或旋转。
具体来说，光与物质发生相互作用时，部分光子与物质的分子或晶格发生能量交换，使得被散射的光子频率发生改变。
而这种频率变化所携带的信息，可以用来研究物质的组成、结构以及状态。
二、拉曼光谱的仪器设备为了获得高质量的拉曼光谱数据，需要使用一些专门的仪器设备。
典型的拉曼光谱仪通常包括以下几个部分：1. 激光器：激光器是产生高强度和单色性光线的关键组成部分。
常用的激光器有氩离子激光器、固体激光器和半导体激光器等。
激光的选择应根据样品的特性和研究的目的来确定。
2. 光学系统：光学系统通常由透镜、准直器、滤光片等组成。
其主要功能是对光进行聚焦、准直和滤波，以保证光在样品表面的合适条件下进行相互作用。
3. 光谱仪：光谱仪是将散射光分离成不同频率的设备。
常用的光谱仪包括单色仪、衍射光栅、光电倍增管等。
光谱仪的性能决定了拉曼光谱信号的质量和分辨率。
三、拉曼光谱的应用拉曼光谱广泛应用于各个领域，如物理化学、材料科学、生物医学等，具有非常重要的意义。
1. 物理化学应用：拉曼光谱可以用于分析物质的结构和组成。
通过测量样品的拉曼光谱，可以获得有关物质分子振动状态的信息，帮助研究人员了解分子之间的相互作用和化学键的性质。
此外，拉曼光谱还可以用于表面增强拉曼光谱（SERS）的分析，提高灵敏度和检测限。
2. 材料科学应用：拉曼光谱在材料科学领域中具有广泛应用。
通过对材料的拉曼光谱分析，可以获得有关材料晶格振动和晶格结构的信息，揭示材料的物理特性和相变行为。
同时，拉曼光谱还可以用于研究材料的缺陷和应力状态，为材料设计和改进提供重要参考。
氟苯尼考及其制剂的拉曼光谱检测研究
中国兽 药杂志
氟苯尼考及其制剂 的拉曼光谱检测研究
邵德佳 朱 林 宋 慧敏 汪云花 熊 碉 ， 雪勇 ， ， ， ， 戚
（． １ 江苏省兽药饲料质量 检验所 ， 南京 ２ ０ ３ ；． １０ ６ ２ 江苏 大学药学院 ， 江苏镇江 ２ ２ １ ） １０ ３ ［ 收稿 日 ］ ０ １ ０ ２ 【 期 ２ １ — ５— ５ 文献标识码 ］ ［ Ａ 文章编号］ ０ ２ １８ （０ １ １ — ０ ３— ４ ［ １ — ２ ０ ２ １ ）１ ０２ ０ ０ 中图分类号］￥５ ．９ ８９ ７ ６
［ 摘 要 ］ 用 显微 拉曼 光谱仪 研 究 了氟苯尼 考 及 其 同类 药物 甲砜 霉 素 、 霉 素 的拉 曼光 谱 以及 氟 氯
苯尼考制剂的拉曼光谱 ， 并对其拉曼光谱进行 了简单分析。结果表 明该 方法使用 简单 ， 分析速度 快， 能准确 区别氟苯尼考 、 甲砜霉素、 氯霉素三种药物结构上的差别 ， 能初步判断制剂是否为可疑假 兽药， 是一种快速、 识别率高 的定性方法。 ［ 关键 词 ］ 拉 曼光 谱 ； 氟苯尼 考 ； ＿ 霉 素 ； 霉素 ； 甲砜 氯 氟苯 尼考 制剂 Ａ ｔ ｄ ｎ Ｒａ ａ ｐ ｃ ｒ ｓ ｏ ｙ ｆ ｒ Ｄｅｅ ｔｎ ｌ ｒ ｅ ｉｏ ｎ ｔ ｅ ａ ａ ｉ ｎ Ｓ ｕ ｙ ｏ ｍ ｎ Ｓ ｅ ｔ ｏ ｃ ｐ ｏ ｔｃ ｉ ｇ Ｆ ｏ ｆ ｎ ｃ ｌａ ｄ ＩｓＰｒ ｐ ｒ ｔ ｏ
Ｋｅ ｒ ｓ：Ｒａ ｎ ｓ ｃ ｒ ｓ ｏ ｙ；ｆｏ ｆｎｉｏ ；ｔ ｉ ｍｐ ｎ ｃ ｌ ｈｏ ａ ｈｅ ｉ ｏ ；ｆｏｆ ｎ ｅ ｌ Ｓ ｐ ｅ ａ ａｉｎ ｙ ｗｏ ｄ ｍａ ｐｅ ｔｏ ｃ ｐ ｌ ｒｅ ｅ ｌ ｈ ａ ｈｅ ｉ ｏ ；ｃ ｌｒ ｍｐ ｎ ｃ ｌ ｌ ｒｅ ｉｏ ’ ｒ ｐ ｒ ｔｏ
药物分析中的表面增强拉曼光谱研究
药物分析中的表面增强拉曼光谱研究随着现代科技的不断发展，药物的研发和分析技术也得到极大的提升。
在药物分析领域中，表面增强拉曼光谱（Surface Enhanced Raman Spectroscopy，SERS）作为一种非常有潜力的分析技术，引起了广泛的关注。
本文将介绍表面增强拉曼光谱在药物分析中的研究进展，并探讨其在药物研发和分析中的应用前景。
一、表面增强拉曼光谱原理表面增强拉曼光谱是一种基于表面增强效应的拉曼光谱技术。
它通过将待测样品与表面增强剂相结合，使光信号得到增强，从而提高了拉曼光谱的灵敏度。
表面增强剂通常是具有高拉曼增强效应的纳米颗粒，如金、银等金属纳米颗粒。
在表面增强剂的作用下，药物分子与金属颗粒之间发生“化学增强”作用，从而增强了拉曼光谱的信号强度。
二、表面增强拉曼光谱在药物研发中的应用1. 药物结构表征通过表面增强拉曼光谱技术，可以对药物分子的结构进行精确的分析和表征。
拉曼光谱具有很高的分辨率，能够提供药物中的化学键振动信息，从而准确地确定药物分子的结构和组成。
2. 药物纯度检测药物的纯度对于药物的有效性和安全性至关重要。
利用表面增强拉曼光谱技术，可以对药物样品进行快速、准确的纯度检测。
通过与已知纯度的参考样品进行对比，可以确定待测药物样品的纯度。
3. 药物代谢研究在药物代谢研究中，表面增强拉曼光谱技术可以用于检测和定量代谢产物。
传统的药物代谢研究方法通常需要进行复杂的样品前处理步骤，而表面增强拉曼光谱技术可以实现对复杂样品的快速、无损分析，节省了时间和成本。
三、表面增强拉曼光谱在药物分析中的优势1. 高灵敏度由于表面增强效应的存在，表面增强拉曼光谱技术具有非常高的灵敏度。
可以检测到低浓度的药物分子，在药物分析中具有重要的应用价值。
2. 非破坏性分析与传统的药物分析方法相比，表面增强拉曼光谱技术具有非破坏性分析的优势。
样品不需要经过复杂的前处理步骤，减少了对样品的破坏，保持了样品的完整性。
表面增强拉曼光谱在呼吸道病毒检测中的研究进展
㊃综述㊃D O I:10.3969/j.i s s n.1672-9455.2023.14.025表面增强拉曼光谱在呼吸道病毒检测中的研究进展*姜恒1,张哲2,江申2综述,董妥1ә审校1.哈尔滨医科大学公共卫生学院卫生微生物学教研室,黑龙江哈尔滨150081;2.哈尔滨医科大学药学院药物分析学教研室,黑龙江哈尔滨150081摘要:传统的呼吸道病毒检测方法具有需要预处理㊁耗时长㊁操作复杂等弊端,面对新发㊁突发呼吸道病毒感染,现有检测技术愈发难以满足需求㊂因此,开发新型呼吸道病毒检测技术,对阻断病毒传播㊁降低感染率及病死率具有重要意义㊂表面增强拉曼光谱是一种拥有巨大潜力的新型检测技术,基于其高特异度㊁超快速㊁高灵敏度及不需要复杂预处理等优势,在生命科学领域内广泛应用㊂该文从利用表面增强拉曼光谱技术对数种常见呼吸道病毒进行检测的现状及研究进展展开综述,以期为新型呼吸道病毒检测技术的研发提供新思路㊂关键词:表面增强拉曼光谱;呼吸道病毒;病毒检测中图法分类号:O657.3文献标志码:A文章编号:1672-9455(2023)14-2096-04 R e s e a r c h p r o g r e s s o f s u r f a c e-e n h a n c e d R a m a n s p e c t r o s c o p y i n r e s p i r a t o r y v i r u s d e t e c t i o n*J I A N G H e n g1,Z HA N G Z h e2,J I A N G S h e n2,D O N G T u o1ә1.D e p a r t m e n t o f H e a l t h M i c r o b i o l o g y,S c h o o l o f P u b l i c H e a l t h,H a r b i n M e d i c a l U n i v e r s i t y,H a r b i n,H e i l o n g j i a n g150081,C h i n a;2.D e p a r t m e n t o f P h a r m a c e u t i c a l A n a l y s i s,S c h o o l o fP h a r m a c y,H a r b i n M e d i c a l U n i v e r s i t y,H a r b i n,H e i l o n g j i a n g150081,C h i n aA b s t r a c t:T r a d i t i o n a l r e s p i r a t o r y v i r u s d e t e c t i o n m e t h o d s h a v e t h e d i s a d v a n t a g e s o f r e q u i r i n g p r e t r e a t-m e n t,l o n g t i m e c o n s u m i n g,a n d c o m p l e x o p e r a t i o n.I n t h e f a c e o f n e w a n d s u d d e n r e s p i r a t o r y v i r u s i n f e c t i o n s, i t i s i n c r e a s i n g l y d i f f i c u l t f o r e x i s t i n g d e t e c t i o n t e c h n i q u e s t o m e e t t h e n e e d s.T h e r e f o r e,t h e d e v e l o p m e n t o f n e w r e s p i r a t o r y v i r u s d e t e c t i o n t e c h n o l o g y i s o f g r e a t s i g n i f i c a n c e f o r b l o c k i n g t h e t r a n s m i s s i o n o f t h e v i r u s a n d r e d u c i n g t h e i n f e c t i o n r a t e a n d m o r t a l i t y r a t e.S u r f a c e-e n h a n c e d R a m a n s p e c t r o s c o p y i s a n e w d e t e c t i o n t e c h n o l o g y w i t h g r e a t p o t e n t i a l.B a s e d o n i t s a d v a n t a g e s o f h i g h s p e c i f i c i t y,u l t r a-f a s t,h i g h s e n s i t i v i t y a n d n o c o m p l e x p r e t r e a t m e n t,i t i s w i d e l y u s e d i n t h e f i e l d o f l i f e s c i e n c e s.T h i s a r t i c l e r e v i e w s t h e c u r r e n t s t a t u s a n d r e s e a r c h p r o g r e s s o f s u r f a c e-e n h a n c e d R a m a n s p e c t r o s c o p y f o r t h e d e t e c t i o n o f s e v e r a l c o mm o n r e s p i r a t o r y v i-r u s e s,i n o r d e r t o p r o v i d e n e w i d e a s f o r t h e d e v e l o p m e n t o f n e w r e s p i r a t o r y v i r u s d e t e c t i o n t e c h n o l o g y.K e y w o r d s:s u r f a c e-e n h a n c e d R a m a n s p e c t r o s c o p y;r e s p i r a t o r y v i r u s e s;v i r u s d e t e c t i o n呼吸道感染常由多种病原体,包括病毒㊁细菌㊁支原体等引起[1],其中呼吸道病毒或直接㊁或作为增效病原体㊁或作为辅助因素参与呼吸道感染的发生和发展[2]㊂常见的呼吸道病毒包括流感病毒㊁腺病毒㊁呼吸道合胞病毒及引发全球大流行的新型冠状病毒等㊂由于呼吸道病毒传染性强㊁传播途径广且缺乏特效药物[3],因此,早检测㊁早诊断是阻断呼吸道病毒传播的重要手段㊂传统的分离培养虽在准确性和权威性方面有绝对优势,但因操作繁杂㊁耗时较长及生物安全风险等缺点[4],无法满足临床检测需求㊂现阶段主要使用的检测方法包括核酸检测及免疫学检测,均存在需配备专业实验室㊁人员需经过专业培训㊁成本过高㊁耗时过长等特点[5],已无法满足日益增长的呼吸道病毒大规模现场快速检测需求㊂因此,新型呼吸道病毒检测技术的研发迫在眉睫㊂表面增强拉曼光谱(S E R S)作为一种已在多领域应用的重要光谱学检测技术[6-7],具有优良的灵敏度和特异度[8],具备成为一种大规模呼吸道病毒快速检测新技术的潜力㊂拉曼散射是指当光照射到物质上发生散射时,波长发生变化的散射光被称为拉曼散射㊂波长发生改变的原因是光子与被照射物质分子间发生能量转移后,分子振动能级发生了改变[9],而光子在不同物质上发生拉曼散射时转移的能量不同,就可特异性识别被照射物质种类㊂而S E R S技术则是在普通拉曼散射的基础上将被照射物质贴附于粗糙贵金属表面,使拉曼信号强度获得极大提升㊂目前,S E R S增强机制主要包括物理增强和化学增强㊂物理增强主要依靠电磁场增强[10];化学增强主要依靠非共振增强㊁共振增强及类㊃6902㊃检验医学与临床2023年7月第20卷第14期 L a b M e d C l i n,J u l y2023,V o l.20,N o.14*基金项目:国家自然科学基金项目(32000137)㊂ә通信作者,E-m a i l:d o n g t u o@h r b m u.e d u.c n㊂网络首发h t t p s://k n s.c n k i.n e t/k c m s2/a r t i c l e/a b s t r a c t?u r l I d=50.1167.R.20230613.0939.002&u n i p l a t f o r m=N Z K P T(2023-06-14)Copyright©博看网. All Rights Reserved.共振增强[11]㊂在普通拉曼散射固有的无损分析㊁不受水成分影响㊁样品不需要复杂处理㊁检测速度快㊁使用便携式仪器可进行现场分析等优势基础上,S E R S技术具有更高的灵敏度,在某些条件下可以达到单分子检测水平㊂本文利用S E R S技术对以新型冠状病毒㊁腺病毒㊁流感病毒为代表的多种呼吸道病毒进行检测的研究进展及应用作一综述,为寻求更理想的呼吸道病毒检测方法提供可行的研究思路㊂1S E R S在新型冠状病毒检测中的应用新型冠状病毒是第7种可感染人类的冠状病毒类型[12],由于其传染性极强且尚无具有明确效果的治疗药物[13],因此,开发一种超快速㊁高灵敏的新型检测方法尤为重要㊂乐玮等[14]利用金纳米颗粒(A u N P s)对新型冠状病毒的刺突蛋白进行了无标记S E R S检测,带负电的羧基基团与A u N P s表面吸附的柠檬酸根离子产生竞争吸附而发生分子增强,氨基则与A u N P s发生了电磁增强效应,使新型冠状病毒的刺突蛋白拉曼信号明显增强,其最低检测下限达到1mm o l/L㊂乐玮等[14]方法不同于以病毒核酸或抗体为靶点进行检测,而是从病毒抗原蛋白入手,与目前常用的荧光定量聚合酶链反应技术比较,该新型检测技术耗时更短;与胶体金试纸法比较则避免了出现假阴性误判的问题㊂Z H A N G等[15]开发了一种基于新型的油/水/油三相液-液界面自组装工艺的超灵敏生物传感器以检测未处理唾液中的新型冠状病毒,利用上述工艺将两层A u N P s固定在硅晶片上形成S E R S 活性基底,再将特异性刺突蛋白抗体偶联到基底上以捕获刺突蛋白,并使用拉曼报告分子标记的银纳米颗粒(A g N P s)作为标记来识别抗原的种类和浓度㊂这种夹层免疫结构自组装方式使纳米颗粒单层具有良好的均匀性和重复性,保证S E R S检测的高灵敏度㊁稳定性和重复性㊂L E O N G等[16]设计了一款基于S E R S的手持式新型冠状病毒检测仪,其内包含了搭载3组S E R S探针分子(分别为2-巯基苯甲酸㊁4-巯基吡啶和三磷酸腺苷)的芯片,S E R S探针分子附着于A g N P s表面㊂被检者向设备呼气10s左右,由于呼气中的新型冠状病毒生物标志物会与传感器发生化学反应,故可根据S E R S信号的变化对反应后的化合物进行表征㊂在医院和机场对501人进行的新型冠状病毒现场检测结果表明,L E O N G等[16]设计的检测方法的假阴性率为3.8%,假阳性率为0.1%,这与聚合酶链反应检测的准确性相当,但费用更低,可在5 m i n内完成检测㊂此外,L E O N G等[16]设计的仪器不仅可检测生物源挥发性有机物种类改变,还可用于筛查其他类型呼吸道病毒感染㊂为满足超快速㊁高灵敏㊁低成本的检测需求,无标记直接捕获病毒粒子本身S E R S信号显得尤为重要㊂Z H A N G等[17]采用硼氢化钠作为还原剂制备A g N P s,不仅可避免柠檬酸钠本身的杂峰信号,而且还会阻止A g N P s表面氧化银的形成,以增强其与病毒表面氨基的结合,硼氢化钠还可以诱导A g N P s聚集成热点,明显增强病毒粒子的拉曼信号,最低检测下限可达10c o p y/m L㊂此外,可通过主成分分析方法,利用S R E S技术无标记鉴别唾液及血清中的新型冠状病毒㊁H1N1流感病毒㊁人腺病毒,具有较好的临床应用前景㊂2S E R S在流感病毒检测中的应用流感病毒具有较高的传染性和突变率,可造成季节性流行甚至全球性大流行,给公共健康带来沉重负担[18]㊂因此,需要探索一种较常规的㊁更加准确敏捷的流感病毒检测方法,以便在流感暴发前通过及时㊁准确的检测来遏制其蔓延㊂将S E R S技术应用到流感病毒检测这一方向已有诸多研究,C H E N等[19]开发了一种基于S E R S的双模D N A适配体传感器,可实现对H1N1流感病毒的快速诊断与鉴别诊断,该传感器装配了包裹有H1N1流感病毒特异性D N A适配体的罂粟花状A u N P s,当流感病毒靠近传感器时,相应的D N A适配体与病毒结合,A u N P s选择性地脱离底物,使报告分子峰强度发生改变,此外,该传感器还能够定量评估流感病毒浓度且不受交叉反应的影响㊂K I M等[20]开发了一种针对流感病毒H275Y耐药突变株(p H1N1)的S E R S检测免疫探针㊂将可与突变株特异性结合的6E3抗体包被在A u N P s表面,当探针与p H1N1毒株结合后,其会在纳米颗粒和基板之间形成热点,可明显增强报告分子的S E R S特征峰强度,且特征峰强度与病毒浓度呈正相关㊂利用K I M 等[20]的检测方法可在人鼻咽部抽吸物中捕获到p H1N1毒株的S E R S信号,说明该技术在诊断耐药突变毒株感染方面具有应用潜力㊂此外,吴佳岂[21]将免疫磁珠与S E R S技术联合,通过H5N1亚型禽流感病毒血凝素单克隆抗体与链霉亲和素磁珠偶联制备成免疫磁珠,与A u N P s分别组合成 一抗三明治 和 双抗夹心式 两种结构㊂其中,利用 双抗夹心式 结构的增强基底对H5N1亚型禽流感的最低检测下限可达6ˑ103c o p y/μL,具有高特异度㊁高稳定性㊁高灵敏度的优势,并且可在1h内快速完成检测㊂WA N G 等[22]利用S E R S-侧流免疫层析技术,将F e3O4包被的A g N P s作为磁性材料,特异性地识别和磁性富集溶液中的H1N1流感病毒㊂基于此,磁性S E R S试纸条可直接用于真实的临床标本检测,而不需要任何预处理步骤㊂WA N G等[22]的研究方法针对H1N1病毒的最低检测下限可达50P F U/m L,相对于传统胶体金抗原检测法提高了2000倍,是一种可用于病毒感染早期诊断的潜在工具㊂3S E R S在腺病毒检测中的应用腺病毒可在儿童和成人中引起多种疾病,主要影响呼吸系统㊁眼睛和消化系统,是呼吸道感染的主要病原体之一[23]㊂近年来,我国多出现呼吸道人腺病毒㊃7902㊃检验医学与临床2023年7月第20卷第14期 L a b M e d C l i n,J u l y2023,V o l.20,N o.14Copyright©博看网. All Rights Reserved.的局部暴发[24],尤其是在学校㊁军队等聚集人群中,腺病毒的危害更加明显[25]㊂刘真真等[26]利用基于双层拉曼分子2-硝基苯甲酸修饰的银包金纳米颗粒构建了拉曼报告分子-抗原-抗体特异性结合的 三明治 夹心结构,结合S E R S-侧流免疫层析技术可在15m i n 内对人腺病毒实现高灵敏检测㊂同时,由于刘真真等[26]研究的方法具有较高的稳定性,其定量范围可达0.1~1000.0n g/m L,理论最低检测下限为0.1 n g/m L,可视化最低检测下限为10.0n g/m L㊂此外,利用刘真真等[26]研究的增强基底还将腺病毒与包括登革热病毒㊁黄热病毒㊁西尼罗河病毒㊁寨卡病毒㊁埃博拉病毒在内的5种新发传染病病原体进行特异性鉴定,结果表明,基于S E R S-侧流免疫层析技术的检测方法具有高度特异性,不存在交叉反应㊂作者认为,刘真真等[22]研究的检测方法耗时短㊁操作简单㊁成本低,在腺病毒的现场快速检测领域有巨大应用潜力㊂张晓蕾[27]设计了一种 莲藕状 的增强基底,通过将P S材质的球体进行刻蚀,得到适合病毒尺寸的微纳结构,克服了传统纳米颗粒 热点 较小而无法包裹腺病毒的弊端㊂由于张晓蕾[27]设计的增强基底的中空结构内存在较多 热点 ,且病毒在随机扩散的过程中会优先进入微纳结构,因此其S E R S信号会明显增强㊂利用张晓蕾[27]设计的结构阵列,作者成功捕获了人5型腺病毒,相对于传统的金膜基底在灵敏度上有了明显提升㊂C HO I等[28]设计了一种联合液滴沉积技术的S E R S检测平台(D C D-S E R S),利用该方法检测对诸如泪液等生物流体中的蛋白质进行组学分析㊂D C D-S E R S技术具有高重复性㊁噪声独立性及均匀性等特点,用来检测生物流体中是否存在腺病毒时,其拉曼位移核心区域内(1242~1342波数)的检测灵敏度及特异度均为100%㊂配合主成分分析,在不需要其他标签或化学修饰的情况下即可实现高化学结构检测灵敏度,使S E R S技术成为腺病毒早期诊断的理想选择㊂4S E R S在其他呼吸道病毒检测中的应用呼吸道合胞病毒具有较强的传染性,是婴幼儿急性呼吸道感染的主要原因,可引起细支气管炎和肺炎等严重下呼吸道感染[29]㊂詹蕾[30]构建了以酶反应产物为报告分子的S E R S免疫分析技术,该技术以免疫学检测原理为基础,构建了病毒-抗体-辣根过氧化物酶标记二抗的 三明治 免疫结构㊂辣根过氧化物酶经过氧化氢催化形成T M B+,通过静电吸附作用吸附至带有负电荷的A g N P s表面,并产生强烈的S E R S信号㊂相比传统的免疫学检测方法,S E R S免疫分析技术对呼吸道合胞病毒检测的灵敏度提高了50倍㊂Z HA N等[31]也利用了相似的原理对呼吸道合胞病毒进行检测,其检测下限为0.05p g/m L,相对于比色法的灵敏度提高了20倍㊂针对多种呼吸道病毒的高通量检测,Z HA N G 等[32]开发了一种基于S E R S纳米标签的侧流微阵列技术,该S E R S纳米标签标记编码包括副流感病毒㊁乙型流感病毒㊁呼吸道合胞病毒在内的11种常见呼吸道病毒的核酸序列,因为标签的S E R S信号放大效应及硝化纤维素膜的高表面积体积比,所以能在一个侧向流动微阵列上实现对11种病原体的高通量快速定量,且具有广泛的线性动态范围[(1~5)ˑ104 p m o l/L]和超高的灵敏度(最低可达0.03p m o l/L)㊂5小结随着S E R S技术的发展,目前将其应用在检测方面主要有3种思路:(1)将特异性的核酸序列㊁抗体附着在纳米颗粒表面构成S E R S标签,使在复杂体液中准确检测呼吸道病毒成为可能;(2)利用新型增强基底制备技术,使纳米颗粒间 热点 的尺寸更适合于病毒颗粒本身,在提高检测效率㊁降低检测成本的同时,有效避免了唾液㊁血液等生物背景对检测结果的干扰;(3)与其他检测技术联合应用,例如S E R S-色谱联合应用技术,可以将S E R S增强基底组装到光纤上作为高灵敏的检测传感器㊂而S E R S与等离子体传感结合,可用于生物分子相互作用的高灵敏度的定量检测㊂S E R S技术克服了普通拉曼光谱信号较弱的缺点,从而获得普通拉曼光谱不易得到的结构信息㊂基于其具有的高灵敏度㊁高特异度㊁非侵入性㊁高稳定性及出色的高通量检测能力等优势,S E R S技术在呼吸道病毒检测方面有巨大的应用潜力㊂S E R S技术的优势决定了其迅速发展的必然性,但目前尚有一定的技术瓶颈有待突破:在病毒检测方面,仍在探索如何实现病毒颗粒的高效捕捉,解决因纳米颗粒 热点 与病毒间大小差异所致的检测可靠性较差问题㊂对于日益兴起的无标签S E R S检测,虽然消除了设计特异性标签的成本,且具有良好的普适性,但尚需要结合其他技术,如深度学习㊁机器学习等以保证其特异性区分能力㊂此外,将增强基底材质拓宽到金㊁银以外的非贵金属体系以降低成本及如何构建增强效果更好的特殊结构纳米颗粒等研究还有待深入㊂综上所述,S E R S技术在呼吸道病毒超快速㊁高灵敏度检测应用上具有巨大潜力,但仍然需要不断将技术完善成熟㊂参考文献[1]N I E D E R MA N M S,T O R R E S A.R e s p i r a t o r y i n f e c t i o n s[J].E u r R e s p i r R e v,2022,31(166):220150.[2]S A L A Z A R F,B I G N E L L E,B R OWN G D,e t a l.P a t h o-g e n e s i s o f r e s p i r a t o r y v i r a l a n d f u n g a l c o i n f e c t i o n s[J].C l i n M i c r o b i o l R e v,2022,35(1):e0009421.[3]WA N G C,P R A T H E R K A,S Z N I TMA N J,e t a l.A i r-b o r n e t r a n s m i s s i o n o f r e s p i r a t o r y v i r u s e s[J].Sc i e n c e,2021,373(6558):e a b d9149.㊃8902㊃检验医学与临床2023年7月第20卷第14期 L a b M e d C l i n,J u l y2023,V o l.20,N o.14Copyright©博看网. All Rights Reserved.[4]L U S,L I N S,Z HA N G H R,e t a l.M e t h o d s o f r e s p i r a t o r y v i r u s d e t e c t i o n:a d v a n c e s t o w a r d s p o i n t-o f-c a r e f o r e a r l yi n t e r v e n t i o n[J].M i c r o m a c h i n e s,2021,12(6):697.[5]Z HA N G Z W,MA P,A HM E D R,e t a l.A d v a n c e d p o i n t-o f-c a r e t e s t i n g t e c h n o l o g i e s f o r h u m a n a c u t e r e s p i r a t o r y v i r u s d e t e c t i o n[J].A d v M a t e r,2022,34(1):e2103646.[6]H E J F,L I X,L I J M.F a c i l e c o n s t r u c t i o n o f s i l v e r n a n o c u b e s/g r a p h e n e o x i d e c o m p o s i t e s f o r h i g h l y s e n s i t i v e S E R S d e t e c t i o n o f m u l t i p l e o r g a n i c c o n t a m i n a n t s b y a p o r t a b l e R a m a n s p e c-t r o m e t e r[J].J E n v i r o n C h e m E n g,2022,10(5):108278. [7]WA N G K Q,L I J J.R e l i a b l e S E R S d e t e c t i o n o f p e s t i c i d e sw i t h a l a r g e-s c a l e s e l f-a s s e m b l e d A u@4-M B A@A g n a n o-p a r t i c l e a r r a y[J].S p e c t r o c h i m A c t a A M o l B i o m o l S p e c-t r o s c,2021,263:120218.[8]S R I V A S T A V S,D A N K O V A,A D A N A L I C M J,e t a l.R a p i d a n d s e n s i t i v e S E R S-b a s e d l a t e r a l f l o w t e s t f o r S A R S-C o V2-s p e c i f i c I g M/I g G a n t i b o d i e s[J].A n a l C h e m,2021,93(36):12391-12399.[9]WA N G L Y,WA N G X K,C H E N G L,e t a l.S E R S-b a s e d t e s t s t r i p s:p r i n c i p l e s,d e s i g n s a n d a p p l i c a t i o n s[J].B i o s e n sB i o e l e c t r o n,2021,189:113360.[10]A R M A N D A S B,Y O S H I A K I N,S I V A S H A N K A R K,e t a l.F r o m f u n d a m e n t a l t o w a r d a p p l i e d S E R S:s h a r e d p r i n c i p l e s a n d d i v e r g e n t a p p r o a c h e s[J].A d v O p t M a t e r,2018,6(16): 1800292.[11]T R I V E D I D J,B A R R OW B,S C HA T Z G C.U n d e r s t a n d-i n g t h e c h e m i c a l c o n t r i b u t i o n t o t h e e n h a n c e m e n t m e c h a-n i s m i n S E R S:c o n n e c t i o n w i t h h a mm e t t p a r a m e t e r s[J].JC h e m P h y s,2020,153(12):124706.[12]K E S H E H M M,HO S S E I N I P,S O L T A N I S,e t a l.A n o-v e r v i e w o n t h e s e v e n p a t h o g e n i c h u m a n c o r o n a v i r u s e s [J].R e v M e d V i r o l,2022,32(2):e2282.[13]B E N AM E U R N,MA HMO U D I R,Z A I D S,e t a l.S A R S-C o V-2d i a g n o s i s u s i n g m e d i c a l i m a g i n g t e c h n i q u e s a n d a r t i f i c i a l i n t e l l i g e n c e:a r e v i e w[J].C l i n I m a g i n g,2021,76: 6-14.[14]乐玮,黄景林,羊强,等.新型冠状病毒S蛋白在金纳米粒子中的表面增强拉曼效应[J].强激光与粒子束,2021,33(11):193-196.[15]Z HA N G M L,L I X D,P A N J L,e t a l.U l t r a s e n s i t i v e d e-t e c t i o n o f S A R S-C o V-2s p i k e p r o t e i n i n u n t r e a t e d s a l i v a u s i n g S E R S-b a s e d b i o s e n s o r[J].B i o s e n s B i o e l e c t r o n, 2021,190:113421.[16]L E O N G S X,L E O N G Y X,T A N E X,e t a l.N o n i n v a s i v ea n d p o i n t-o f-c a r e s u r f a c e-e n h a n c e d r a m a n s c a t t e r i n g(S E R S)-b a s e d b r e a t h a l y z e r f o r m a s s s c r e e n i n g o f c o r o n a-v i r u s d i s e a s e2019(C O V I D-19)u n d e r5m i n[J].A C S N a n o,2022,16(2):2629-2639.[17]Z HA N G Z,J I A N G S,WA N G X T,e t a l.A n o v e l e n-h a n c e d s u b s t r a t e f o r l a b e l-f r e e d e t e c t i o n o f S A R S-C o V-2b a s e d o n s u r f ac e-e n h a n c ed R a m a n s c a t te r i n g[J].S e n sA c t u a t o r sBC h e m,2022,359:131568.[18]T I M K T,L I N C O L N L H L,S I MO N C,e t a l.H o u s e h o l d t r a n s m i s s i o n o f i n f l u e n z a v i r u s[J].T r e n d s M i c r o b i o l, 2016,24(2):123-133.[19]C H E N H,P A R K S K,J O U N G Y J,e t a l.S E R S-b a s e dd u a l-m o de D N A a p t a s e n s o r sf o r r a p i d c l a s s i f i c a t i o n o fS A R S-C o V-2a n d i n f l u e n z a A/H1N1i n f e c t i o n[J].S e n sA c t u a t o r sBC h e m,2022,355:131324.[20]K I M H R,K A N G H J,K I M H N,e t a l.D e v e l o p m e n t o f 6E3a n t i b o d y-m e d i a t e d S E R S i mm u n o a s s a y f o r d r u g-r e-s i s t a n t i n f l u e n z a v i r u s[J].B i o s e n s B i o e l e c t r o n,2021,187: 113324.[21]吴佳岂.禽流感病毒表面增强拉曼光谱(S E R S)检测方法的研究[D].长春:吉林大学,2021.[22]WA N G C W,WA N G C G,WA N G X L,e t a l.M a g n e t i cS E R S s t r i p f o r s e n s i t i v e a n d s i m u l t a n e o u s d e t e c t i o n o f r e-s p i r a t o r y v i r u s e s[J].A C S A p p l M a t e r I n t e r f a c e s,2019, 11(21):19495-19505.[23]ÜL G E R S T,B E KÇI A,Y I L MA Z A,e t a l.D e t e c t i o n a n dm o l e c u l a r c h a r a c t e r i z a t i o n o f h u m a n a d e n o v i r u s e s f r o m a-c u t e c o n j u n c t i v i t i s c a s e s[J].M i k r o b i y o l B u l,2019,53(3): 297-307.[24]杨传宇,赵林清.人腺病毒流行病学研究进展[J].病毒学报,2021,37(3):732-739.[25]K A J O N A E,L AM S O N D M,B A I R C R,e t a l.A d e n o v i-r u s t y p e4r e s p i r a t o r y i n f e c t i o n s a m o n g c i v i l i a n a d u l t s, N o r t h e a s t e r n U n i t e d S t a t e s,2011-2015[J].E m e r g I n-f e c t D i s,2018,24(2):201-209.[26]刘真真,贾小飞,肖瑞.基于S E R S免疫层析技术的人腺病毒抗原检测方法建立[J].中华实验和临床病毒学杂志,2022,36(3):317-322.[27]张晓蕾.基于胶体晶体模板构筑图案化微纳结构及其应用[D].武汉:武汉大学,2019.[28]C HO I S J,MO O N S W,S H I N J H,e t a l.L a b e l-f r e e b i o-c h e m i c a l a n a l y t i c m e t h od f o r t he e a r l y d e t e c t i o n of a d e n o-v i r a l c o n j u n c t i v i t i s u s i n g h u m a n t e a r b i o f l u i d s[J].A n a lC h e m,2014,86(22):11093-11099.[29]HA D D A D I N Z,B E V E R I D G E S T,F E R N A N D E Z K L,e ta l.R e s p i r a t o r y s y n c y t i a l v i r u s d i s e a s e s e v e r i t y i n y o u n gc h i ld re n[J].C l i n I nf e c t D i s,2021,73(11):4384-4391.[30]詹蕾.呼吸道合胞病毒的纳米免疫分析新方法研究[D].重庆:西南大学,2014.[31]Z HA N L,Z H E N S J,WA N X Y,e t a l.A s e n s i t i v e s u r-f a c e-e n h a n c e d r a m a n s c a t t e r i ng e n z l y m e-c a t a l y z e d i mm u-n o a s s a y o f r e s p i r a t o r y s y n c y t i a l v i r u s[J].T a l a n t a,2016, 148:308-312.[32]Z HA N G D,HU A N G L,L I U B,e t a l.R a p i d a n d u l t r a s e n-s i t i v e q u a n t i f i c a t i o n o f m u l t i p l e x r e s p i r a t o r y t r a c t i n f e c-t i o n p a t h o g e n v i a l a t e r a l f l o w m i c r o a r r a y b a s e d o n S E R S n a n o t a g s[J].T h e r a n o s t i c s,2019,9(17):4849-4859.(收稿日期:2022-12-16修回日期:2023-03-03)㊃9902㊃检验医学与临床2023年7月第20卷第14期 L a b M e d C l i n,J u l y2023,V o l.20,N o.14Copyright©博看网. All Rights Reserved.。
部分临床药物的拉曼光谱研究
拉曼频移 ／cm - １ ４３０ ８４１ １ ４４６ ２ ９１４
- １０ ７８０ - ６ ８１４ - ３ ３１３ - １０ ４８０ - ６ ８１４ - ３ ２８９
Table 1 Experimental data of the popular antibiotics
相对强度 × １０ - ２ ０. ２６
实验装置为半导体激光拉曼光谱仪 ，由自行设计 、 组装 的激光器系统 、散射光产生系统 、 外光路系统 、 信号采集系 统构成 。半导体激光器的输出波长为 ５３２. ８ nm ，工作电流为 １ A 。光栅仪的扫描步长为 ０. １ nm ，波段为 ３００ ～ ８００ nm 。在 进行波长修正 、基线漂移校正和光路调节之后 ，还需设置测
常相似的主链和助色基团所导致 。 2. 3 特殊功能药物
对低分子肝素钠 、盐酸多巴胺 、盐酸利多卡因 、顺铂（冻 干型）和尖吻蝮蛇血凝酶进行测量分析 ，该类药物功能差异 很大 ，其中血凝酶在临床医学具有非常重要的作用 。 首先 ， 比较五种药物的光谱特征 ，见表 ３ 。
名称 盐酸异丙嗪
盐酸托烷司琼 盐酸甲氧氯普胺片
实验所采用的被测样本主要为用于肿瘤临床诊疗的成品 针剂 。根据其结构和药性分成 ３ 组 ：（１）抗生素类 ：主要起杀 菌和消炎作用 ；（２）止吐剂 ：主要起止咳 、 排痰和镇吐作用 ； （３）特殊功能药物 ，其功效不尽相同 。部分样品见图 １ 。
２ ９１４ 。另一方面 ，这 ４ 个拉曼散射峰的强度都很弱 ，它们与 瑞利峰的强度比分别为 ０. ００２ ６ ，０. ００２ ７ ，０. ００２ １ 和 ０. ００１ ２ ，这表明 ：地西泮的拉曼活性很低 。 为了 ，凸现拉曼散射 峰 ，故在图 ２ 中不展示瑞利峰的顶端 。
拉曼光谱在医学中的应用研究
拉曼光谱在医学中的应用研究
拉曼光谱是一种非常重要的光谱分析方法，它可以在不破坏样本的情况下获取样本的化学信息。
在医学领域，拉曼光谱技术已经得到了广泛的应用，下面将详细介绍拉曼光谱在医学中的应用研究。
一、组织学和病理学研究
拉曼光谱技术能够对人类和动物组织和细胞进行非侵入式的病理检查和研究。
通过对肿瘤、癌细胞等进行拉曼光谱检测，可以实现对这些疾病的早期诊断和治疗。
二、药物开发和研究
拉曼光谱技术可以对药物以及药效物质与药物的相互作用进行研究，从而有助于新型药物的研发和开发。
特别是在药物代谢研究方面，拉曼光谱技术可以发现药物分子的代谢产物，从而有助于药物的设计和优化。
三、体外和体内诊断
拉曼光谱技术可以非侵入式地对人体内部的生理和代谢过程进行实时测量和检测，从而实现对多种疾病的早期发现和治疗。
四、微生物检测
拉曼光谱技术可以用于微生物的快速鉴定和定量。
通过对不同微生物的拉曼光谱进行比对，可以实现对不同微生物的快速鉴别。
综上所述，拉曼光谱技术在医学领域中的应用研究已经取得了很多进展。
相信在未来，拉曼光谱技术会更好地方便医学研究和临床医疗工作。
利用拉曼光谱技术检测中蒙药中朱砂的研究
利用拉曼光谱技术检测中蒙药中朱砂的研究
拉曼光谱技术是一种非常有用的药物分析技术，它可以提供很多关于样品分子结构以及物质组成的信息。
近年来，越来越多的研究者利用拉曼光谱技术来分析药材中的成分，为中药质量控制提供了一种新手段。
本文就介绍一项利用拉曼光谱技术检测中蒙药中朱砂的研究。
朱砂作为一种传统中药材，广泛用于中医临床治疗，具有止血、解毒等功效。
然而，由于其成分的多样性和不易保证质量，朱砂的质量控制一直是中药研究的一个难题。
传统的朱砂检测方法通常采用化学试剂法，但是这种方法需要样品的前处理，而且时间长、成本高，并且有些情况下也缺乏精确性和可靠性。
因此，近年来研究者开始利用拉曼光谱技术来检测中蒙药中的朱砂。
一项研究使用显微拉曼光谱技术检测11种朱砂样品，
结果表明，不同地区、不同来源的朱砂都具有相似的拉曼光谱图谱，但存在一定的差异。
此外，朱砂中的硫化物、氧化铁、氢氧化铁等成分以及胶质和微量元素也能够被拉曼光谱技术所检测到。
这些研究结果表明，拉曼光谱技术能够有效地检测朱砂中的主要成分，并且拥有高度准确性和可靠性。
综上所述，利用拉曼光谱技术检测中蒙药中朱砂的研究具有一定的指导意义，在中药材的质量控制、中药中成分分析等方面具有重要意义。
未来，或许还会有更多的研究采用拉曼光谱技术来分析中药材中的成分，为中药材的质量控制和疾病治疗提供更加准确和可靠的分析方法。
诺氟沙星与牛血清白蛋白相互作用的拉曼光谱研究
诺氟沙 星与牛血 清 白蛋 白相 互作 用 的拉曼光谱研 究
陶
摘
清， 韩
莉， 徐金光 ， 吕鉴泉
４ ５０ ） ３ ０ ２
（ 生化分析技术湖北省重点实验室，湖北师范学院 ， 湖北 黄石
要 ：用拉 曼光谱技术研 究 了固态和水溶液 中诺 氟沙星和牛血 清白蛋 白的相 互作用 ． 过对诺 氟沙星和牛血 清 通 白蛋 白的拉 曼光谱 比较 ， 发现其作用产物的拉 曼特征峰发 生了较 明显的 变化 ， 解释 了可 能的作用机理 ．
牛血 清 白蛋 白混合 溶 于 二 次水 中， 入适 量 Ｎ Ｐ Ｋ ２Ｏ （Ｈ＝ ． 的缓冲 溶 液 ， 加 ａＨ Ｏ ／ＨＰ ｐ ６９ ） 在温 度 为 ４ ～ ５℃的烘 ０４ 箱 内浓 缩 至表面 有 淡黄色 透 明 晶体析 出［ 取 出晶体 ， 成 粉状 ． ７ １ ， 研
１ ． 实验 方法 ３ 将 牛血 清 白蛋 白， 氟 沙 星 ， 氟沙 星和 牛血 清 白蛋 白相 互 作 用产 物 的 固体粉 末 分 别 装入 玻 璃 微 量管 诺 诺
等 其他试 剂 均为 分析 纯 ； 实验 用水 为二 次蒸 馏水 ．
１ ． 实验 样品 及处 理 ２ 称 取 诺 氟沙 星 ００ ３２ｇ 加适 量 稀冰 醋 酸 溶解 ， 二 次 水定 容 至 １ｏｍ ， 成 １ １ －ｍ ｌ ．０ ， 用 ０ ｌ配 ￣ ０４ ｏ Ｌ浓度 的 诺 氟 ／ 沙星标 准 溶液【 ８ １ ．
１ 实验 部分
１１ 实验仪 器 及试 剂 ．
Ｎｅｌ ７０型傅 里 叶红外 拉曼 光谱 仪 ， 国热 电公司 ； ｉｏ ｔ ０ ｅ５ 美 波长 范 围为 ４０ ４０ ０ｅ 一； ０ ～ ０ ｍ 重复 扫描 次数 为 ６ ４
次 ； 描速 度 为 ０６ ２９次 ／． 扫 ．３ ｓ
部分临床药物的拉曼光谱研究
部分临床药物的拉曼光谱研究
拉曼光谱是一种非破坏性、无需样品处理、非常强大的分析技术，已被广泛应用于临床药物领域。
以下是一些典型的临床药物的拉曼光谱研究。
1. 氨基糖苷类抗生素：
氨基糖苷类抗生素是用于感染治疗的重要药物。
拉曼光谱研究表明，氨基糖苷类抗生素的分子结构是典型的氨基酸结构，其主要拉曼峰位在800-1200 cm-1之间，而带有非极性部分的拉曼峰位则在2800-3000 cm-1之间。
氨基糖苷类抗生素在紫外可见吸收谱和红外光谱中存在一些交叉峰，并且这些交叉峰可以被拉曼光谱解决，因此拉曼光谱是对氨基糖苷类抗生素的结构和分析的一个极好选择。
2. 抗癌药物：
抗癌药物是治疗癌症的重要药物。
由于抗癌药物对癌细胞的特异性，对抗癌药物的纯度要求非常高。
拉曼光谱可以用于控制抗癌药物的纯度，以及确定不同药物之间的差异。
抗癌药物的拉曼光谱指纹主要集中在1000-1800 cm-1之间，特征峰位可以与不同的化合物区分开来。
3. 糖皮质激素类药物：
糖皮质激素类药物常用于对炎症和免疫系统的治疗。
拉曼光谱可以用于研究这些药物的结构，并对剂量和目标组织的选择进行验证。
糖皮质激素类药物的指纹主要包括强拉曼峰位糖苷振动和苯环结构的带，这些特征峰位可以对不同的化合物进行区分。
总之，拉曼光谱是独特且有力的分析工具，可以广泛应用于临床药物的品质控制、结构表征、反应动力学和中间体检测。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
１１０
光谱学与光谱分析 第３６卷
量 参数，比如：响应阈值为８０，工作电压为９００Ｖ，积分时间 为 １００ ｍｓ。
当入射激光照射到样品上发生散射，具 有 不 同 波 长 的 散 射光经光学聚焦系统聚焦进入单色仪入 射 狭 缝。经 光 栅 分 光 后，由光电倍增管（ＰＭＴ）将光信号转换并 放 大 成 电 信 号，通 过模数（Ａ／Ｄ）转换后的数字信号由数据采集软件输 入 到 计 算 机中，去除光度噪声后生成被测样品的光 谱 数 据 供 存 储 和 处 理。
尽管对药物和食品的检 测 有 多 种 方 法 ，如：色 谱 法［５］和 红外光谱法［６］等，但它们都有检 测 成 本 高 、不 适 合 水 溶 液 样 品等缺点。本工作曾采用拉曼 光 谱 技 术 对 碳 系、油 类 材 料 进 行过研究，可 以 较 容 易 将 其 拓 展 到 一 些 研 究 较 少 的 材 料， 如 ：处 方 药 物 等 。为 此 ，对 抗 生 素 、止 吐 剂 、血 凝 酶 等 十 几 种 常用处方药进行了拉曼光谱的测量和分 析。通 过 分 类 和 比 较 其共性和异性，不但能获得其 光 谱 信 息，还 为 运 用 该 技 术 检 测处方药奠定了基础。
天 津 理 工 大 学 理 学 院 ，天 津 ３００３８４
摘 要 针对目前临床药物拉曼光谱的缺乏和 药 物 检 测 领 域 的 现 状 ，利 用 拉 曼 光 谱 技 术 对 抗 生 素、抗 组 织 胺、血凝酶和止吐剂等几类常用临床药物进行 了 拉 曼 光 谱 的 测 量 和 研 究 。通 过 观 测 上 述 具 有 良 好 拉 曼 活 性 的药物样品拉曼光谱，不仅确定了样品拉曼峰的位移、强度和线宽，还探索了其包络的线 形 等 光 谱 特 性。通 过 分 析 和 比 较 拉 曼 光 谱 图 ，找 出 各 药 物 间 的 异 同 ；对 于 那 些 由 于 拉 曼 活 性 低 或 拉 曼 光 谱 的 复 杂 样 品 ，虽 然 暂 时无法识别，但也进行了尝试性的测量或提出了测量建议。研究表明：小分子药物的光谱 特 征 很 明 显，拉 曼 峰分布较广，对其进行光谱识别简单易行；而大分子都表现出较弱的光谱特征峰，常常伴 随 复 杂 的 包 络，不 仅 导 致 了 对 其 光 谱 识 别 的 困 难 ，也 很 难 准 确 确 定 特 征 峰 位 置 。对 于 不 同 药 物 ，提 出 了 用 拉 曼 光 谱 测 量 和 分 析 其药物成分的可行性，并通过分析其拉曼光谱的特性，为医学工作者识别 和 分 析 药 物 成 分 提 供 了 实 验 证 据 。 不仅为建立药物的拉曼光谱数据库奠定了基础。还 使 业 界 看 到 了 快 速 识 别 和 检 测 药 物 的 前 景 ，从 而 促 进 拉 曼光谱技术在药物检测上的运用。
Ｔａｂｌｅ １ Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｄａｔａ ｏｆ ｔｈｅ ｐｏｐｕｌａｒ ａｎｔｉｂｉｏｔｉｃｓ
拉 曼 频 移／ｃｍ－１ ４３０
相 对 强 度 ×１０－２ ０．２６
名称 地塞米松磷酸钠
拉 曼 频 移／ｃｍ－１ －１０ ７８０
８４１
０．２７
－８ ９３９
１ ４４６
０．２１
－６ ８１４
第３ ６卷 ，第１期 光 谱 学 与 光 谱 分 析 ２ ０ １ ６ 年 １ 月 Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ ａｎｄ Ｓｐｅｃｔｒａｌ Ａｎａｌｙｓｉｓ
Ｖｏｌ．３６，Ｎｏ．１，ｐｐ１０９－１１３ Ｊａｎｕａｒｙ，２０１６
部分临床药物的拉曼光谱研究
董 赫 ，刘 传 ，戴 长 建 ＊
Ｆｉｇ．３ Ｒａｍａｎ ｓｐｅｃｔｒａ ｏｆ Ｄｅｘａｍｅｔｈａｓｏｎｅ（ａ） ｗｉｔｈ ａｎｄ （ｂ）ｗｉｔｈｏｕｔ ｎｏｔｃｈ ｆｉｌｔｅｒ
结果表明，当使用滤波器 衰 减 瑞 利 峰 时，难 免 会 使 拉 曼 峰也被衰减见图３（ａ），从而导致峰被部 分 掩 盖。也 不 用 滤 波 器测量，结果见图３（ｂ）。显然 从 图 ３ 中 可 以 看 出，当 采 用 凹
１．１ 原 理 处于振动基态的分子在光子的作用 下，先 被 激 发 到 较 高
的振动激发态，再回 到 较 低 的 振 动 激 发 态。因 此，根 据 能 量 守恒原理，被分子散射的光子能量等于激 发 光 的 能 量 减 去 上 下两个振动能级的能量差。换 言 之，当 散 射 光 与 激 发 光 的 频 率不相等时，该散射就称为拉 曼 散 射，其 频 率 改 变 的 大 小 就 称之为拉曼位移［７］。拉曼位移只与物质分 子 的 振 动 和 转 动 能 级有关，其大小主要由发色基 团 的 不 同 吸 收 峰 所 体 现 ，而 与 入射光性质无关。实验的原理 是，利 用 药 物 分 子 散 射 峰 的 拉 曼位移大小、数目和强度的不 同，可 以 获 取 和 分 析 其 分 子 振 动 和 转 动 方 面 的 信 息 ，并 进 而 对 其 进 行 识 别 。 １．２ 装 置 和 方 法
在低频区的差异相对显著。由于这些差异 主 要 由 相 同 发 色 基 团旁的不同助色基团导致，所以可以通过 各 拉 曼 峰 频 移 的 大 小来识别和区分。实验利用上述方法测量 了 多 种 抗 生 素 药 物 的 光 谱 数 据 ，表 １ 列 出 了 部 分 实 验 结 果 。
名称 地西泮
奥硝唑 硫酸庆大霉素
实验装置为半导体激光拉 曼 光 谱 仪，由 自 行 设 计、组 装 的激光器系统、散射 光 产 生 系 统、外 光 路 系 统、信 号 采 集 系 统 构 成 。半 导 体 激 光 器 的 输 出 波 长 为 ５３２．８ｎｍ，工 作 电 流 为 １ Ａ。光 栅 仪 的 扫 描 步 长 为 ０．１ｎｍ，波 段 为 ３００～８００ｎｍ。在 进行波长修正、基线漂移校正 和 光 路 调 节 之 后，还 需 设 置 测
２ ９１４ －１０ ７８０
０．１２ ０．４６
哌拉西林钠他唑巴坦钠
－３ ３１３ －１０ ８２４
－６ ８１４
０．３５
－３ ８１２
－３ ３１３ －１０ ４８０
０．４８ ０．１４
哌拉西林钠舒巴坦钠
－２ ０２８ －１０ ８２４
－６ ８１４
０．０９
－３ ４６０
－３ ２８９
０．１０
相 对 强 度 ×１０－２ ０．４８ ０．４２ ０．３９ ０．５２ ０．４２ ０．６２ ０．５０ ０．２０ ０．２７
针对瑞利散射的信 号 强 度 远 大 于 拉 曼 散 射 信 号 （前 者 约 为后者的１０２～１０３ 倍）情况，实 验 采 用 一 个 凹 陷 滤 波 器 选 择 性衰减瑞利 峰 的 强 度，以 便 大 幅 增 强 拉 曼 散 射 峰 的 相 对 强 度。实验中，需对凹陷 滤 波 器 的 角 度 进 行 精 细 调 节，反 复 优 化使其达到最佳效果。先旋转 其 方 位 角，使 基 准 线 处 于 水 平 方向；然后调 控 其 张 角θ，使 其 在 ３０°～ ５０°之 间 反 复 优 化， 直至寻找到一个能使瑞利散射峰最弱而拉曼散射最强的位 置。若被测药物有显著的特征 峰，则 可 通 过 其 强 度 和 频 移 等 来分析其特征和信息；若其缺 乏 特 征 时，则 可 进 一 步 通 过 其 包络位置和线形等特征和信息来识别。
实验所采用的被测样本主要为用于肿瘤临床诊疗的成品 针剂。根据其结构和药性分成３组：（１）抗生素类：主要 起 杀 菌和消炎作用；（２）止 吐 剂：主 要 起 止 咳、排 痰 和 镇 吐 作 用； （３）特 殊 功 能 药 物 ，其 功 效 不 尽 相 同 。部 分 样 品 见 图 １。
பைடு நூலகம்
２ ９１４。另一方面，这４个拉曼散射 峰 的 强 度 都 很 弱，它 们 与 瑞利峰的强度比分别 为 ０．００２ ６，０．００２ ７，０．００２ １ 和 ０．００１ ２，这表明：地 西 泮 的 拉 曼 活 性 很 低 。为 了，凸 现 拉 曼 散 射 峰 ，故 在 图 ２ 中 不 展 示 瑞 利 峰 的 顶 端 。
收 稿 日 期 ：２０１４－１０－２４，修 订 日 期 ：２０１５－０１－２８ 基 金 项 目 ：国 家 自 然 科 学 基 金 项 目 （１１１７４２１８）资 助 作 者 简 介 ：董 赫 ，１９９２ 年 生 ，天 津 理 工 大 学 理 学 院 物 理 系 本 科 生 ｅ－ｍａｉｌ：４９６９９５３４４＠ｑｑ．ｃｏｍ
Ｆｉｇ．１ Ｓｏｍｅ ｓａｍｐｌｅｓ ｕｓｅｄ ｉｎ ｔｈｅ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ
上述药物都密封冷藏于冰箱中，测量 时 用 蒸 馏 水 将 其 稀 释 至 １ ｍｇ·ｍＬ－１ ，现 配 现 用 ，确 保 实 验 结 果 的 准 确 可 靠 。
２ 结 果 与 讨 论
实验对上述抗 生 素 等 三 类 药 物，共 计 １５ 种 样 品 进 行 了 拉曼光谱测量，并按照类别进 行 了 举 例 和 比 较。在 提 供 了 样 本的基本信息（如：名称和药 理 作 用 等）之 后，给 出 了 实 验 测 得 的 拉 曼 光 谱 图 ，并 讨 论 了 其 光 谱 特 征 。 ２．１ 抗 生 素 类 药 物
第１期 光谱学与光谱分析
１１１
陷滤波器时，尽管部分散射峰 被 掩 盖 了，但 仍 能 看 清 拉 曼 包 络的位置和宽度等光谱特征。
以瑞利散射峰的位置作为拉曼频移 零 点，绘 制 出 其 余 四 种 药 物 的 拉 曼 光 谱 见 图 ４。该 测 量 过 程 未 加 凹 陷 滤 波 器 。 从图４可以看出，这四种 药 物 的 谱 线 虽 然 相 似，但 它 们
关 键 词 拉 曼 光 谱 ；抗 生 素 ；止 吐 剂 ；光 谱 分 析 中 图 分 类 号 ：Ｏ６５７．３ 文 献 标 识 码 ：Ａ ＤＯＩ：１０．３９６４／ｊ．ｉｓｓｎ．１０００－０５９３（２０１６）０１－０１０９－０５
引 言
１ 实 验 部 分
通过被测物质对光的散射，拉曼光谱 可 探 测 到 其 分 子 振 动的信息，以便识别其振动模式是基于化 学 键 的 伸 缩 还 是 弯 曲。虽然拉曼散射的强度通常 很 弱，但 它 即 可 对 样 品 进 行 无 接触、无损伤的测量，又 具 有 分 析 速 度 快［１］，对 极 性 基 团 灵 敏［２］，不 受 水 分 子 干 扰［３］等 优 点 而 成 为 人 们 青 睐 的 分 析 物 质 的 成 分 和 结 构 的 重 要 方 法［４］。