应用傅里叶变换红外光谱(FTIR)联合主成分分析法(PCA), 分析直肠癌转移淋巴结的谱学特征, 并对直肠癌转移淋巴结和非转移淋巴结进行线性判别分析。 80例直肠癌转移淋巴结和80例未转移淋巴结进行FTIR光谱分析, 计算峰强并进行主成分分析, 得出在波数4 000～1 700 cm-1范围主成分1(Principal components 1, PC1)是3 260 cm-1, PC2为1 740 cm-1。 波数1 700～1 000 cm-1范围, PC1为1 640 cm-1, PC2为1 080 cm-1, 将良、 恶性淋巴结光谱3 260, 1 740, 1 640, 1 080 cm-1相对峰强比(I/I1 460)和波数1 080和1 300 cm-1进行t检验, 良、 恶性结果差异有统计学意义(p<005), 表明癌转移淋巴结中蛋白含量、 蛋白的形成、 氨基酸增多； 脂肪含量明显减少与癌组织中无氧酵解脂肪含量减少有关。 将相对峰强比(I1 080/I1 460, I1 640/I1 460, I3 260/I1 460, I1 740/I1 460, n=160)进行PCA聚类分析, 结果显示可以将良恶性淋巴结鉴别, 良性淋巴结聚类在第一和四象限, 恶性淋巴结聚类在二和三象限。 将相对峰强比、 1 080和1 300 cm-1进行线性判别分析(LDA), 将25例淋巴结作为验证集进行分析, 得出PCA/LDA模型的敏感度是875%, 特异度是885%。 结果表明傅里叶变换红外光谱分析技术可成为术中原位、 在体和快速诊断直肠癌淋巴结转移的一种简便方法。

系统回顾了衰减全反射傅里叶变换红外光谱（attenuated total reflection Fourier transform infrared, ATR-FTIR)技术在临床医学领域中的应用研究进展。 ATR-FTIR光谱技术具有实时、 简单、 无创扫描生物组织样品的优势, 通过结合多模式识别统计学方法并对照临床及病理学诊断结果, 可对生物组织样本进行判别分析。 目前, 对甲状腺、 乳腺, 以及肺组织等新鲜离体组织的光谱学检测中, ATR-FTIR技术可达到较高的判别敏感性、 准确性与特异性; 尤其在对甲状腺和乳腺疾病患者的前哨淋巴结活检的研究中, 应用ATR-FTIR技术, 可对良、 恶性组织进行敏感性、 准确性与特异性均较高的鉴别研究, 对辅助临床诊断具有潜在的重要价值。 此外, 利用ATR-FTIR光谱技术对生物体液进行光谱分析并进一步诊断疾病的研究也在逐步开展。 由于血清中所含成分的改变对于提示疾病状况具有重要价值, 因而血清ATR-FTIR光谱学诊断方法成为研究热点, 已有应用ATR-FTIR技术对脑胶质细胞瘤、 心肌梗死、 肾衰、 阿尔茨海默病、 卵巢癌与子宫内膜癌等多种疾病进行分析的研究报道。 目前已可通过ATR-FTIR技术对卵巢癌进行疾病分期的判别诊断, 该技术有望成为卵巢癌筛查的重要方法。 由于血清ATR-FTIR光谱学技术具有检测快速、 判别准确、 性价比高等优势, 有望成为今后生物医学发展的重要方向之一。

观察傅里叶变换红外光谱技术无创、 原位、 快速诊断胃癌淋巴结转移的可行性。 联合使用衰减全反射探头及傅里叶变换红外光谱仪测量新鲜离体胃周淋巴结红外光谱, 发现每条光谱在吸收波长3 000～1 000 cm-1之间循序出现13条谱带, 依据病理检测结果将淋巴结分为转移组及非转移组, 比较两组淋巴结红外光谱的峰位和相对峰强等指标结果, 最后进行标准统计学分析。 36例胃癌患者, 共检测淋巴结720枚, 其中转移性淋巴结180枚, 未转移540枚; 与非转移淋巴结相比, 转移淋巴结红外光谱有如下特征: (1)与核酸相关的峰强比I1 240/I1 460(p=0.015)和I1 080/I1 460(p=0.034)显著升高, 提示转移淋巴结细胞的核酸含量增多; (2)与蛋白相关的I1 640/I1 460(p=0.001)和I1 546/I1 460(p=0.027)峰强比值升高, 表明转移淋巴结组织的蛋白质含量明显升高; (3)与脂类相关的I2 855/I1 460和 I1 740/I1 460显著降低(p＜0.001), 提示癌组织脂类含量相对减少; (4)I1 160/I1 460(p=0.023)显著降低, 表明恶性细胞糖类物质的减少。 研究结果显示, 傅里叶变换红外光谱分析技术有望成为术中原位、 在体和快速诊断胃癌淋巴结转移的新方法。

探索红外光谱监测肿瘤细胞凋亡的可行性及初步分析。 采用结肠癌细胞系SW620作为诱导细胞模型, MTT法确定最优5-FU诱导浓度, 无血清饥饿培养协同细胞周期阻滞在G1和S期, 傅里叶显微红外光谱仪(FTIR) 联合流式细胞仪(FCM)对SW 620细胞和凋亡的SW 620细胞12 h、 早期凋亡(24 h)和晚期凋亡(48 h)的峰位、 相对峰强等指标进行比较分析。 光谱分析结果显示SW 620对比凋亡细胞有以下特征: (1)与脂类相关谱带1 740 cm-1相对峰强比I1 740/I1 460明显降低(p<0.05), 表明凋亡细胞中脂类相对含量增多。 (2)与氨基酸残基相关谱带1 410 cm-1, I1 460/I1 460在凋亡早期和晚期明显升高(p<0.05), 与丝、 苏氨基酸相关谱带1 120 cm-1 向高波数移动, I1 120/I1 460明显升高(p<0.05), 表明凋亡细胞中DNA双螺旋解链, 氨基酸残基增多。 (3)DNA的反对称伸缩1 240 cm-1向高波数移动, 表明凋亡细胞中核酸分子构象发生改变。 (4)与核酸多糖1 040 cm-1相关谱带在凋亡的24和48 h出现, 向高波数移动, I1 040/I1 460在凋亡晚期降低(p<0.05)。 初步研究结果表明傅里叶变换红外光谱分析可能成为实时无创监测肿瘤化疗的有效方法。

运用傅里叶变换红外光谱技术研究了正常组织(30例)和细胞株(SW 620), 正常细胞核和癌变细胞核的红外光谱特征,　为红外光谱诊断结直肠癌奠定了细胞及亚细胞水平的实验基础。 将所得光谱图的峰位及峰强比进行统计分析发现: 细胞株(SW 620)和癌变细胞核中谱带(2 925, 1 240和1 085 cm-1)的峰位均向高波数移动(p<0.05), 而谱带1 400 cm-1的峰位均向低波数移动(p<0.05); 细胞株(SW 620)中峰强比(I1 650/I1 460, I1 400/I1 460,　I1 240/I1 460,)较正常组织升高(p<0.05), 而I1 740/I1 460则降低(p<0.01)。 癌变细胞核中(I1 650/I1 460, I1 400/I1 460, I1 240/I1 460)较正常细胞核亦升高(p<0.05).这些差异可作为区别组织良恶性的指标。

采用傅里叶变换衰减全反射中红外光谱法检测了24例液氮冻存的脑膜瘤离体样品(其中良性肿瘤12例， 有恶性倾向的肿瘤12例)， 对得到的红外光谱进行整理分析， 发现不同类型脑膜瘤组织(如纤维型脑膜瘤和内皮型脑膜瘤)的红外光谱存在着差异， 并且同一种类型的脑膜瘤组织， 其恶性倾向的程度不同， 他们的红外光谱也表现出较为明显的区别， 因此， 我们可以从各个特征吸收峰的峰位、 峰形及峰强等信息的变化来区分脑膜瘤， 并可以初步鉴别脑膜瘤的性质； 研究结果发现, 通过某些特征吸收峰(如1 160 cm-1)峰位的变化来鉴别脑膜瘤的性质与病理诊断结果的符合率大于85%， 说明傅里叶变换衰减全反射中红外光谱法有可能发展成为一种对样品无损伤、 快速的脑肿瘤诊断新方法。

探索红外光谱诊断大肠肿瘤性质的可行性。 联合使用衰减全反射探头与傅里叶变换红外光谱仪测定新鲜离体大肠18个癌组织和10个良性腺瘤的红外光谱， 将两组光谱的峰位及相对峰强等指标进行比较。 与良性腺瘤相比， 大肠癌的红外光谱具有如下特征: (1)与脂类相关的谱带2 925和1 740 cm-1峰强比I2 925/I1 460(p=0.018)和I1 740/I1 460(p=0.009)明显降低， 表明癌组织的脂类相对含量降低； (2)与蛋白质相关峰强比值I3 375/I1 460(p=0.012)和I1 550/I1 460(p=0.041)明显升高， 表明蛋白质相对含量明显升高； (3)与核酸相关的1 080 cm-1处峰位发生明显的蓝移(p= 0.039)， 峰强比I1 080/I1 460明显升高(p=0.036)， 说明癌组织中核酸相对脂类含量明显增加； (4)谱带1 305 cm-1处峰位发生明显的红移(p= 0.041)， 其指认有待进一步研究。 初步研究结果表明， 傅里叶变换红外光谱分析可能成为一种快速鉴别大肠肿瘤性质的新方法。

运用衰减全反射(attenuated total reflection, ATR)探头与傅里叶变换红外(Fourier transform infrared, FTIR)光谱仪, 测定并分析了新鲜离体的胆囊癌组织18例和良性组织139例的FTIR光谱. 结果表明： (1)胆囊癌的1 167和1 123 cm-1谱带的峰位显著地向低波数移动(P＜0.05), 而1 309 cm-1谱带的峰位显著地向高波数移动(P＜0.05). (2)胆囊癌组织光谱多个峰的相对强度I2 856/I1 461, I1 167/I1 461, I1 123/I1 461和I1 082/I1 461明显升高(P＜0.05). (3)1 167和1 082 cm-1谱带的半高宽显著升高(P＜0.05), 谱带1 461 cm-1的半高宽则显著降低(P＜0.05). (4)癌组织1 750 cm-1谱带的出现几率明显增加(P＜0.05). 与胆囊良性组织相比较, 癌组织光谱中与脂类、 糖和核酸相关的谱带均发生了明显的变化.

应用中红外光谱法对手指、 血液以及干燥后的血液进行了测定， 并同时与血糖仪测定的血糖作对比研究。 研究结果表明， 对红外光谱图进行分析时， 选择1 455 cm-1附近的谱峰作为基准峰， 可使1 120 cm-1附近的谱带得到准确度较高的相对强度。 干燥后的血液与手指的光谱图大致相似并且与实测的血糖值的投点图具有相近的斜率， 说明中红外光谱法检测人体血糖具有较高的可靠性。 对同一手指进行不同时间的测定， 以1 120 cm-1谱带强度来表征血糖的浓度， 其随时间的增加而增加， 是因为人体内的葡萄糖不仅存在于血液中， 而且也存在于皮肤的分泌物中， 而分泌物会随时间的增加而增加。 根据测定的1 120 cm-1谱带的相对强度与实测血糖值所得的线性关系图表明， 洗手后10 min的准确度要高于4 min。

联合运用衰减全反射（attenuated total reflectance, ATR）探头与FTIR光谱仪, 测定了新鲜离体的甲状腺癌转移性颈部淋巴结20枚和非转移性淋巴结69枚的FTIR光谱, 比较两组光谱13个谱带的峰位及相对峰强等28个指标, 找出甲状腺癌转移性淋巴结光谱的特征。 与非转移性淋巴结相比, 转移性淋巴结光谱中与蛋白、 脂质、 糖类、 核酸相关的谱带均发生了明显的变化, 具体如下： (1)与蛋白质相关的谱带的相对峰强I3 280/I1 460（P=0.029）, I1 640/I1 460（P=0.019）, I1 546/I1 460（P=0.004）均显著升高； (2)脂类相关的相对峰强I1 743/I1 460显著降低（P=0.026）, 而I1 400/I14 60则明显增高（P=0.001）； (3)与糖类相关的1 165与1 120 cm-1处峰位P1 165（P=0.019）, P1 120（P=0.000）发生明显蓝移（向高波数移动）, 相对峰强I1 165/I1 460显著降低（P=0.006）； (4)与核酸相关的1 085 cm-1处峰位P1 085发生明显地红移（向低波数移动）（P=0.029）； (5)其他指认未明的谱带的相对峰强I1 303/I1 460（P=0.008）, I1 303/I1 240（P=0.039）均明显升高。 与非转移性淋巴结光谱相比较, 甲癌转移的淋巴结光谱在多个谱带的峰位或相对峰强方面存在显著的差异。 FTIR可应用于术中甲状腺癌转移性淋巴结的探测。