人血液荧光的光谱特性及其物质来源.pdf

第26卷，第7期 光谱学与光谱分析 2oo and 6年7月 SpectroscopySpectralAmalysis July，2006 人血液荧光的光谱特性及其物质来源 李步洪1’2，张镇西1，谢树森2，陈荣2 1．西安交通大学生物医学信息工程教育部重点实验室，生命科学与技术学院，生物医学工程研究所，陕西西安710049 2．福建师范大学，医学光电信息科学与技术教育部重点实验室，激光与光电子技术研究所，福建福州 350007 摘要取健康人的静脉血，首次实验测量了人血液的三维荧光光谱，并通过分析荧光激发一发射矩阵研究 520 m，它们所对应的内源性荧光物质分别来源于血液中的内源性卟啉，色氨酸，还原烟碱腺嘌呤二核苷酸 (磷酸盐)和黄素腺嘌呤二核苷酸。这些物质的荧光激发效率随着激发光波长的变化而表现出显著差异。 主题词人血液；激光诱导荧光；吸收光谱；三维荧光光谱；激发一发射矩阵；内源性荧光物质 中图分类号：C1433文献标识码：A 文章编号：1000—0593(2006)07—1310—04 波长同时变化的信息，它的三个维度分别是指荧光激发波 引 言 长、发射波长和荧光强度。三维荧光光谱还被称为激发一发射 矩阵(Erllission-excitation nescence 自体荧光光谱诊断技术以其极高的灵敏度以及无损、安 spectr啪)、等高线谱(Contourspectr啪)等。本文 全、快速等优点而成为了当前“生物医学光子学”中的一个重 首次实验测量获得了在连续波长光源激发下人血液的三维荧 要研究课题。国内外许多研究小组纷纷开展了自体荧光光谱 光光谱，它能够比二维荧光光谱更加全面地反映出血液的荧 的实验和临床研究，并在早期肺癌、肠癌、子宫癌和胃癌等 光光谱信息，并且通过分析荧光激发一发射矩阵中的荧光激 临床诊断上取得了令人可喜的初步结果。但是，自体荧光光 发一发射可得到血液自体荧光的内源性物质来源。这些结果 谱诊断方法要真正能够替代现有的组织病理诊断尚有一定距 不仅可用于分析血液对组织体自体荧光光谱的影响，而且还 离[1]。究其原因，主要是因为自体荧光光谱的测量要受诸多 可为利用血液荧光光谱进行疾病诊断的可行性和进一步探讨 因素的影响，临床应用中难以获得统一的客观判据。其中， 低强度激光血管内、外照射疗法的机理提供理论依据。 人体组织中的血液含量和分布是影响自体荧光光谱的一个极 为重要因素[2’3]。已有的研究结果表明：癌变组织中的血液1实验材料和方法 含量比正常组织中高，所以血液的吸收是分析自体荧光光谱 时必须考虑的影响因素[4’5]。国内外虽然有关人体血液荧光1．1血液样品及处理方法 光谱的研究报道不少，但血液荧光光谱的实验结果都仅局限 新鲜血液样品取采自健康成年人静脉血，由福州市血液 于选用现有输出特定波长的激光器作为激发光源，其中以 中心提供，用枸橼酸钠抗凝。测量吸收光谱时血液用生理盐 Ar+和He-Ne激光最为典型呻]。与此同时，许多研究还利水稀释至初始浓度的1％，另一组未经稀释的血液用于三维 用了血液的自体荧光光谱实现对某些特殊疾病的临床诊 荧光光谱测量。 断∽1|。 1．2光谱测量仪器 传统的荧光发射(激发)光谱只是在某_个激发(发射)波 长下扫描，而实际上，荧光是激发波长和发射波长两者的函 da950 数。为了完整地描述某种物质的荧光光谱特性，可以通过实 Edinburgh fluorescenceTcSPC