生精 物理 學 報第十 七卷第 二期 二 oo一年 六月 ACTA BI OPHYS I CA SI NI CA Vo t 1 7 No 2 J u n 2 0 0 1 用 光聲 光 譜 技 術測 量 鼻 咽 癌 細胞 的光 譜 吸收 特 性 唐 志 列 夏 云 飛 李 滿枝 劉全 龍 裴 缸 津 I 華 南師 范大 學料 理系 廣東 廣 州5 3 0 6 3 1 2中 山醫科 大學 腫檀 防治 中心 廣 東廣 州5 1 0 O 6 O 摘 要為 了解人 鼻 咽癌 鈿胞 的 光譜 噯牧 特性 用雙光束 歸一化 光 聲 光譜 技 術 測量 三株 人鼻 咽 癌 S UNE一1 C NE 2 CNE一1 的 歸一化 噯牧 光 譜和 光講 吸牧 系敷 結 果袁 明 f 1 在 波 長 4 0 0 0 6 o o o A 范 目 內 這 三 株 人 鼻 咽癌 細 胞 的 光譜 吸 收 系敷 太 小 為 S UNE一1 CNE 2 CNE 1 2 在 波 長 4 2 0 0 A 處 平 均相 對 光聲 信 號值 為 S UNE 1 1 3 6 CNE一2 1 2 0 CNE 1 l 1 O 三 者之 間的 差異 具有 顯 著性 P值 和 CNE一1具有 不 同的光 聲光 譜特 性 美 量 詞 光聲 光譜 光譜 吸收 系數 鼻咽癌 中圈分 類號 R7 3 3 3 文獻標 識 鴯 A 0 0 1 2 人 鼻嚼癌 如 胞棘 S UNE 1 CN E 一2 生騎 學行 為 文章編 號 0 0 0 6 7 3 7 2 0 0 1 0 2 0 2 4 1 0 4 1 引 言 光聲 光譜 技術是一 種靈敏度 高和普適 性強 的吸收光譜探 測方 法 特別適用 于具 有強散 射 不透 明樣 品的光譜 吸收特性測量 目前 已廣泛應 用于生 物組織 光譜 吸收特性 的研究 各種 不 同種類 的癌細胞 或 不同個體 的同種 癌細 胞之同存在 不 同的生物 學行為 發現和 了解這些生 物學行 為差 異對癌癥 的研究 診斷 和治療是很 有意義 的 為 了了解 人鼻咽 癌細胞 的光譜 吸收 特性 我們用雙 光束歸一化 光聲 光譜技術 首次測量 了三株人 鼻咽癌細 胞 S UNE一1 CNE 2 CNE一1 的歸 一化 吸收 光譜和 光譜 吸收 系數 發現 這三株人 鼻咽癌細 胞的光譜 吸收系數具 有 明顯 的差異 2實驗 方 法 2 1 實 驗 裝置 我們采 用能實現歸 一化 光譜 測量 的雙光束光聲 光譜 實驗裝 置 如 圖 1 所示 光源是磁場穩 弧臥式 1 0 0 0 W 球形短 弧氙燈 工作 電壓 2 4 0 V 工 作 電流 3 2 A 單 色儀 是北京第 二 光學儀 器廠 生 產 的 W DP 5 0 0 2 A 型平面 光柵單 色 儀 掃描速 度 2 5 n m mi n 鎖相器是 美 國 S t a n f o r d Re s e a r c h S y s t e ms公 司生產 的 S R5 3 0型鎖相 放大器 斬 波頻率 4 0 Hz 時間常數 1 0秒 樣 品池 與參 考池 是結構 完全 相 同的 自制氣體傳 聲器型光 聲池 光 源發 出的光 經橢 球 聚光鏡 聚焦于單 色儀 的人 口縫 從單 色儀 出 口縫 出來 的單色 光被分束鏡分 為兩束 一束 經透鏡 聚焦到裝有炭 黑 作 吸收 體的參考池 另 一束經透鏡 聚焦 到裝 有樣 品 的樣 品池 從 樣 品弛 和參 考弛輸 出的光聲 信 號經前置 放大器放大 后分別輸 送到鎖相 放大器 A 和 B 鎖 相器 B的輸 出信號作 為歸一化信號 輸送到鎖 相器 A 背后 的 比率計輸 人端 則 比率計 的輸 出信號就是 歸一化 的光聲信號 它 自動 收藕 日期加 0 0 1 0 2 3 基 盒項 目 廣 東省 自然 科學 基 金資 助項 日 9 7 0 8 9 8 0 0 4 6 作者 簡 介 唐志 列 1 9 6 3年生 鞋授 硬 士 電話 8 5 2 1 4 2 6 6 E ma i l Ta n g z h l e d u c n 維普資訊 生物物理學報 2 0 0 1證 補償 了光源的光強 變化對待測信 號 的影 響 2 2樣 品 制 作 由 中山醫科 大學腫 瘤研究所 提供 的 S UNE I I CNE一1 和 CNE一2 分別 作常規傳 代培 養 培養液 為含 l 0 胎牛 血清 的 RP MI 1 6 4 0 I O O u青霉 素 ml 1 0 0 g鏈 霉素 m1 待 細胞 處 于指數 生長期 時 用 0 O 5 胰蛋 白酶消化 計數并 配成每支 離心 管含 I 1 個 細胞 的單 細胞 懸液 離心后 分別將 上述三種 沉淀 的細胞 涂貼 在三個做好 標記 的樣 品池 中 另取 培養 液一 滴于 第 四個樣 品池作 為對照 空氣 干燥后 即用 作光聲 光譜檢測 Fl g I Ex p e r i m e n t a l e q u i p m e nt f o r d ou b l e b e a m s s t a nd a r d i z e d p h o t o a c o u s t i c s p e c t r o s c o p y 2 3光譜 測 量 為 了獲得被 測樣品 的歸一化吸收 光譜 和光譜 吸收 系數 我們用 圖 l 所示 的雙光束 光聲 光 譜實驗裝 置進行 實驗 從單 色儀輸 出的單 色光 被分 為參考光 和探測光 參 考光被 聚焦透 鏡 Ll 聚焦 到參 考池 內 c e l l 1 探測光 被聚焦 透鏡 L 2聚焦到樣 品池 內 c e l l 2 測試 樣品置 于樣品 池 內 其輸 出的光聲信 號正 比于樣 品的光譜 吸收系數和 入射光光 強 由于人射 光光強 隨波長改 變而 改變 因此 為 了獲得 歸一化吸收光譜 我們 在參考 池 內放置 光吸收 系數 為 1的炭黑 由于 炭黑 的光譜吸收 系數與光 的波 長無關 其光聲信 號正 比于人 射光 的強度 因此 以參考 池 的光 聲信 號作 分母 以樣 品池 的光聲信 號作 為 分子 其 比例輸 出信 號則 自動消除 了光源起伏對 光譜 信號 的影響 獲得樣 品的歸一 化光 聲信 號 掃 描波長 從 4 0 0 0 6 0 0 0 A 從而可 獲得歸一 化光 聲 光譜 為 了定量 比較 各種 不 同細 胞 株 的光 譜 吸收 系 數 的相 對 大 小 我們 選擇 固定 波 長 4 2 0 0 A 對 四種樣 品的歸一 化光 聲信 號進 行定量測 量 其 中對照 組為 1 0 胎 牛血清 的 l 6 4 0 培養液 以對 照組的光聲 信號 為單位 l 并與其他三種 鼻 咽癌 細胞株 的光聲信號進 行對 比 即 可獲得 三種鼻咽癌 細胞株相 對吸收系 數的大小 2 4統 計 學 方 法 四次實驗結果 的數據輸 入 S P S S 8 0 f o r wi n d o ws 9 7統計 軟件包進 行分析 比較不 同細胞 株相對 吸收系數 的均值 其差 別用單 因素方差分 析法檢驗 顯著 水準 n 0 0 5 維普資訊 第 2期 用 光聲 光譜技 術測 量 鼻咽癌 細胞 的光譜 吸收特性 2 4 3 3結 果 3 1三 株 人 鼻 咽 癌 S UNE 一1 CNE 2 CNE一 1的光 聲 光 譜 測 量 結 果 如 圖 2 3 2三株 人 鼻 咽 癌 S UNE一1 CNE 1 C NE 2的相對 光譜 吸 收 系數測 量結 果 如 表 1和 表 2 4討 論 我們 采用 雙 光束歸 一化 光 聲光譜 測 量 了 人 鼻 咽 癌 細 胞 S UNE 1 CNE 一2 和 C NE一1的光聲譜特 性 從 圖 2可見 在掃描 波長 為 4 0 0 0 6 0 0 0 A 范 圍內 光譜 吸收 系數 最 大為 S UNE一1 其次 為 CNE 2 最 小為 CNE 1 為 了進一 步定量 比較 這三株細 胞的 光譜 吸收 系數 的相對 大小 我們選 擇 固定波 Wa v e l e n g t h A F i g 2 S t a n d a r di z e d p h ot o a c ou t i c s p e c t r o s c o p y o f na s op ha r y n ge a l c a r c i n o m a c e l l a SUNE 1 b CNE一2 c CNE 長 為 4 2 0 0 A 處 對其平 均相對 光聲信 號值 的差別進 行分析 它們具有 統計 學意義 見表 2 Ta b l e l M e a s u r e me n t f o r r e l a t i v e o p t i c a l a b s o r p t i o n c o e f f i c i e n t o f S U N E 1 CNE 2 a n d CN E l h a s p h a r y n g e a l c a r c i n om a c e i l L i n e s Tabl e 2 Com par i s on of mea n r e l at i ve opt i c al a bs or pt i on c oef f i ci ent a mo n g t h r e e c e l l l i n e s o f hu m a n n a s 0 p h a y n g e a I c a r c i n o m a 我們 知道 S UNE一1 和 CNE一2為低分化鱗 癌細胞 l C NE一1為高分化 鱗癌 l 我們 關 于鼻 咽癌 輻 射敏感 性 的 體外 實 驗研 究表 明 S UNE 1和 CNE 2的放 射 敏感 性 均 大 于 CNE一1 這種放 射敏感性 的差 別是 否與它們表現 的光聲譜特 性的差別存 在 內在 聯系 值得 我們 進一步研究 關于 S UNE一1 CNE一2和 C NE一1的病理學 遺傳學 和藥理學 以及 分子 生物學方 面的 研究 已有許 多報道 但有 關它們光 生物學行 為方 面 的研究迄 今 尚未 見報道 本研究 的結果 維普資訊 生物物理學報 2 0 0 1 矗 為開展鼻 咽癌 光生物學方 面 的研究提 供 了一套 光聲譜 吸收特性 的參 考數據 它將 為 鼻咽癌生 物學 行為方 面的研 究提供一 個新思路 參考文獻 I Ro s e c wa i s A P h o t c o u s t i c s p e c t r o s c o p y b i o l o gi c a l ma t e r i a l s J S c i 1 9 7 3 1 8 1 6 5 7 2 Hu a n g M C S h e n J S u n H W S t u d y o m a n d c a c e u s i n g p h r J z r c o u s t i c p e c t r o s c o p y J J B i o me d En g I 9 9 0 1 2 4 2 5 特 玉 良 曾 路 鐘 旭濱 等妊 高癥紅 細胞 特殊 光聲 光譜 一滴紅 細 胞液 檢鍘方 法 f J 中華 婦 產科 雜志 1 9 9 3 2 8 6 3 2 8 3 3 0 楊 小平 李滿 枝 潘啟 超人鼻 咽癌 細胞 株 SUNE 1 抗 腫瘤 藥物 堆感 性 實驗 J 癌 癥 1 9 9 7 1 6 4 31 6 3 1 7 夏 云飛 黃 冰 董 秀 月 等人鼻 咽癌 細胞 株 CNE 2 輻射 生物 學特 性的 實驗 研究 I J 癌 癥 1 9 9 9 1 8 1 8 6 8 7 中國科 學院 中 山醫科 大學人 體鼻 咽癌 上皮 樣細 胞株 和棱 形細 胞 株的 建立 J 中 國科 學 1 9 7 8 I l I 3 l l 8 夏 云飛 李 志強 黃冰 三種 鼻咽 癌細 胞株 輻射 生物 學特 性 的 比較 A 中華 醫學臺 放射腫 瘤 學會 第 四屆 壘目放 射腫瘤 學術 會 議 e文摘 要 匯編 C 武 漢 1 9 9 9 吳 陰棠 狂 慧 民 楊 小平 等 鼻咽 癌裸 鼠移 植瘤 廈其 相應 體外細 胞 株 的建立 與特 性 研究 I J l 癌 癥 1 9 9 5 1 4 2 8 3 李滿枝 胨軍 汪慧民鼻蟈癌中 P 5 3 基因突變的研究 J l 癌癥 1 9 9 8 1 7 4 2 4 6 E ffe r t P M c C o y R Ab d e l Ha mi d M e t a l A t e r a t i rJ n 0 t h e p 5 3 g e n e i n a r yn g e a l r J J J o u r n a l o f Vi r o l o g y 1 9 9 2 6 6 6 3 7 6 8 L l J H L a x S A Ki m J e t a 1 T h e e f j e c t o f c o mb i n g 刪 i z i n g r a d i a t i o n a n d a d e n o v i r a l p 5 3 t h e r a p y i n n a p h a r y n g e a l c a r c i n o ma f J J I n t J Ra d i a t i o n 0n e o l o g y Bi o l P h y s l 9 9 9 4 3 3 6 0 7 PH0T0AC0US TI C ABS 0RPT I ON CHARACTERI S TI CS OF S UNE 一 1 CNE一2 AND CNE 一 1 HUM AN NAS OPHARYNGEAL CARCI NOM A CELL LI NES MEASURED US I NG PHOTOACOUS TI C TECHNI QUES TANG Zh i l i e XI A Yun f e i 2 LI M a n g z h i LI U J i n l o n g PEI Ho n g j i ng 1 De p a r t me n t o J P h y s i c s S o u t h C h i n a No r ma l Un i v e r s i t y Gu a n g z h o u 5 3 0 6 3 1 C h i n a 2 C a n c e r C e n t e r S u n Y a t s e n Un i v e r s i t y o f Me di c a l S c i e n c e s Gu a n g z h o u 5 1 0 0 6 0 C h i n a Ab s t r a c t Pu r p o s e To i n v e s t i g a t e o pt i c s l a b s or p t i o n c h a r a c t e r i s t i c s o f hu m a n n a s o p ha r y n g e a l c a r c i n o m a c e l l l i n e s M e t h o d s St a n d a r d i z e d p h o t o a c o u s t i c s p e c t r o s c o p y a nd o pt i c a l a b s o r p t i o n c o e f f i c i e n t o f SUNE 一 1 CNE 一2 a nd CNE 一 1 we r e me a s u r e d r e s p e c t i v e l y u s i n g d o ub l e b e a m s t a n d a r d i z e d p h o t o a c o u s t i c t e c h n i q u e Re s u l t s 1 i n t h e r a n g e f r o m 4 0 0 0 A t o 6 0 0 0 A o p t i c a l a b so r p t i o n c o e f f i c i e n t o f t h r e e e e l l l i n e s a r e i n t h e f o l l o wi n g o r d e r S UNE一1 CNE一2 CNE一1 2 At wa v e l e n g t h 4 2 0 0 A t h e me a n v a l u e s o f r e l a t i v e p ho t o a c ou s t i c s i g na l f or S UNE 一 1 CNE 一