1、分析化學(xué)（FE NXI H UAX UE 研究簡報(bào)第1期2001 年 I 月 Chinese Journal of Analytical Chemistry 63-65 第 29 卷女性乳腺腫瘤的 傅里葉變換紅外光譜鑒別方法的探索霍紅王幸福車迅黃威東3（中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所，大連116012胡 祥 關(guān)宏偉（大連醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院，大連116011摘 要 通過75例女性良、惡性乳腺腫瘤及正常乳腺 組織的傅里葉變換紅外光譜（FTIR對(duì)比研究發(fā)現(xiàn)它們之間存在著明顯而規(guī)律的光譜差異，這反映了組織中蛋白質(zhì)核酸和脂 類等生物分子在不同性質(zhì)的乳腺腫瘤中的構(gòu)型與構(gòu)像以及相對(duì)含量上的差別。研究表明.F

2、TIR可從分 子水平上揭示腫瘤組織的特性9能對(duì)良、惡性乳腺腫瘤的鑒別提供豐富而可靠的結(jié)構(gòu)信息，極有可能發(fā) 展成為一種腫瘤鑒別方關(guān)鍵詞 傅里葉變換紅外光譜9乳腺腫瘤目前，臨床醫(yī)生雖可結(jié)合多種方法對(duì)腫瘤進(jìn)行診斷9但最終確定腫瘤性質(zhì),良、惡性程度等還是要依靠病理學(xué)診斷。然而,非量化的病理學(xué)診斷操作過程煩瑣，且常 受人為因素影響。人體的各種組織包括腫瘤都是由蛋白質(zhì)、核酸、糖類和脂類等組 成的，只是各成分的組成比例和分子的空間物理化學(xué)排列（構(gòu)型與構(gòu)象各不相同。 因此，各種組織的紅外光譜具有相似性，當(dāng)發(fā)生癌變時(shí)FTIR能夠反映出組織中與h2）生物學(xué)行為密切相關(guān)的生物分子在結(jié)構(gòu)及組成上的變化從而揭示腫瘤組

3、織的結(jié)構(gòu)特性。Benedetti （34和Wong等曾對(duì)白血病、肺癌、結(jié)腸癌和宮頸癌組織（細(xì)胞開展了紅 外光譜研究，但對(duì)位居女性腫瘤57發(fā)病率首位的乳腺腫瘤研究卻鮮見報(bào)道。2實(shí)驗(yàn)部分2.1儀器與樣品BIO 2RAD FTS 40傅里葉變換紅外光譜儀（美國伯樂公司JUNG CM 1800冷 凍切片機(jī)（德國菜卡公司。75例樣品（其中正常乳腺組織10例，良性腫瘤組織19例,癌組織46例全部由 大連醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院提供，并均經(jīng)病理確認(rèn)。2.2實(shí)驗(yàn)方法上連續(xù)切片。厚10將手術(shù)中取得的乳腺組織分別取材9按病理切片要求于冷凍切片機(jī)C22Cgm的薄片于BaF 2晶片上真空干燥后進(jìn)行光譜分析;厚5pm的薄片

4、于載玻片 上進(jìn)行病理診斷。3結(jié)果與討論本文分別以最常見的乳腺纖維腺瘤和單純癌為良.惡性腫瘤的代表，參照正常 乳腺組織，對(duì)它們的主要光譜特征加以鑒別分析。3.1氫鍵化的譜帶的鑒別與正常組織及良性乳腺腫瘤相比9癌組織中位于3600- 3120cm-I間的蛋白質(zhì) 的氫鍵化N-H基團(tuán)V的伸縮振動(dòng)（NH譜帶變窄且向低波數(shù)位移（圖la。二階導(dǎo)數(shù)光譜表明其最 大吸收帶由3條譜帶（3323,33063286cm-1疊加而成。這3條譜帶的相對(duì)強(qiáng)度在3種組織中呈規(guī)律 性變化（圖lb。該光譜特征表明在不同性質(zhì)的乳腺腫瘤組織中維系蛋白質(zhì)二級(jí)結(jié)構(gòu) 的N-HO =C氫鍵化形式和程度是不同的.據(jù)此可以預(yù)測(cè)蛋白質(zhì)特定生物活性

5、方 面的一些差別。2000201230 收稿;2000208224 接受。圖1乳腺組織中NH基團(tuán)伸縮振動(dòng)紅外光譜Fig. 1 In frared spectra in the N 2H stretiching regiona.原光譜(superiin posed orginal spectra of breast tissues ; b 1 二階導(dǎo)數(shù)光譜(correspotiding second 2denvativespectra。11正常組織（normal ;21良性腫瘤（benign惡性腫瘤（malignantvC -H振動(dòng)譜帶的鑒別312消除脂肪干擾的條件下2874和2955cm-1譜

6、帶分別為CH 3的對(duì)稱和反對(duì)稱伸縮振動(dòng)，主要源于膜脂質(zhì)末端和膜蛋白中的CH 3;2853,2927cm-I譜帶分別為CH 2的對(duì)稱和反V對(duì)稱伸縮振動(dòng)，主要為膜脂質(zhì)的貢獻(xiàn)（圖2。CH 2與vCH 3吸收強(qiáng)度的差別說明癌組織中CH 2和CH 3基團(tuán)數(shù)目比（N CH 2/N CH 3高于良性腫瘤和正常組織。而vCH 2兩譜帶在3種組織中發(fā)生的規(guī)律性位移則在一定程度上反映膜脂質(zhì)次甲基鏈的堆積特征和脂質(zhì)雙層的有序/無序性質(zhì)。3.3核酸分子的磷酸二酯基團(tuán)譜帶的鑒別-起因于核酸中磷酸二酯的對(duì)稱伸縮振動(dòng)圖2乳腺組織中C 2H基團(tuán)的伸縮 振動(dòng)紅外光s（PO2 1083cm-1譜帶（圖3a和1548cm-1譜帶的

7、吸收度比（A 1083/A 1548譜可半定量地表示組織細(xì)胞中DNA的相對(duì)含量。癌組織和Fig. 2 In frared spectra in the C 2H stretching region良性腫瘤組織的該比值分別為0. 30 0. 40和0.I5025o of breast tissues1.正常組織（normal ;2良性腫瘤（benign ;3惡性腫 該結(jié)果反映了癌細(xì)胞的DNA大量復(fù)制細(xì)胞無限增殖的特性。瘤（malignant。-1-1起因于磷酸二酯的反對(duì)稱伸縮振動(dòng)vas （PO 2 1236cm譜帶經(jīng)去卷積處理 可得1222和1236cm兩條譜帶(圖3b ,分別為氫鍵化和非氫鍵化

8、的磷酸二酯基團(tuán)的吸收帶9癌組織中低 波數(shù)譜帶增強(qiáng)表明其以氫鍵化形式存在的基團(tuán)數(shù)増多。良、惡性腫瘤組織中該譜帶 的這種特征可用于預(yù)測(cè)其核酸分子構(gòu)像及生物活性的差別。3.4蛋白質(zhì)分子的v(CO振動(dòng)譜帶的鑒別V主要源于蛋白質(zhì)中絲氨酸、蘇氨酸和酪氨酸殘基的C-O(H基團(tuán)的伸縮振動(dòng) 帶C -O(H 在良性腫瘤、正常組織和癌組織中分別位于1164、1162和1170cm-1附近。該寬而 弱的吸收帶的去卷積光譜表明它們?yōu)?170、1160和1152cm-13條譜帶的疊加。它 們?cè)?種組織中的規(guī)律變化說明癌變時(shí)C -0 (H7基團(tuán)的氫鍵被破壞的程度強(qiáng)于良性病變。3.5其它譜帶的鑒別7位于1205、1278、1

9、338和1032cm J譜帶主要源于膠原蛋白等結(jié)締組織。癌組織中上述譜帶強(qiáng)度減弱,甚至有的譜帶消失。說明其膠原纖維等結(jié)締組織的相對(duì)含量減少,這與細(xì) 胞生物學(xué)中癌細(xì)胞粘連性下降的論述相吻合。位于970cm-1附近的譜帶強(qiáng)度在癌組織中明顯強(qiáng)于良性腫瘤和正常組織。該 譜帶主要起因于核酸中磷酸單酯二價(jià)陰離子(對(duì)稱伸縮振動(dòng)和磷酸化蛋白。癌細(xì)胞 中核酸含量的增加是譜帶増強(qiáng)的因素之但本研究認(rèn)為磷酸化蛋白含量的增加對(duì)該譜帶具有重要貢獻(xiàn)圖3乳腺組織中磷酸二酯基團(tuán)的紅外光譜Fig. 3 In frared spectra of phophodiester in breast tissuesa.原光譜（superi

10、in posed original spectra ; b.反對(duì)稱伸縮振動(dòng)的去卷積光譜（K為2. &半高寬為28cm -1(corresponding deconv olved spectra in the asymmetric stretching region with an enhancement factor of 2. Sand abandwith of 28cm-I 1正常組織(normal ;2良性腫瘤(benign ; 3.惡性腫瘤 (malignant ©R eferences1 Benedetti E , Palatresi M P Vergamini P

11、 , Papineschi F , Andreucci M C , S prem olla G. Applied Spectroscopy , 1986, 40:39 432 Benedetti E , T eodori L , T rinca M L, Vergamini P . Salvati F , Mauro F , S prem olla G. Applied Spectroscopy , 1990,44:1276 12803 W ong P T T , W ong R K. Fung M F K. Applied Spectroscopy . 1993,47:1058-10634

12、W ong P T T , Lacelle S , Y azdi H M. Applied Spectroscopy , 1993, 47:1830 18365 Meurens M , Wallon J , Jiashu T H H N , Haot J Vibrational Spectroscopy ,1996, 10:341-3466 Ci Y X G ao T Y. Feng J , G uo Z Q. Applied Spectroscopy , 1999, 53（3 :3123!57 Huo H ong （霍 紅，Hu X iang （胡 祥,G uan H ong wei （關(guān)宏

13、偉,Wang X ing fu （王幸福 Che Xun （車 迅,Huang Weidong （黃威東.Chem. J. Chinese Univer sities （高等學(xué)校化學(xué)學(xué)報(bào)，2000, 21（7 :1244 - 1247I nvestigation of Breast Tumors of Women withFourier Transform I nfrared SpectroinetryHuo H ong Wang X ing fu , Che Xun , Huang Weidong 3（Dalian Institute o f Chemical Physics . Chine

14、se Academy o f Sciences , Dalian 116012Hu X iang , G uan H ong wei（No, 1 Subsidiary Hospital, Dalian Medical Univer sity , Dalian 116011Abstract In frared spectra of breast tissues from 75feinale patients have been measured , and s ome remarkable spectral differences were observed am ong the benign

15、.malignant and normal tissue sam pies. The frequency , shape and intensity of the bands indicated significant differences of content, structure and con fonnation of proteins , nucleic acids and lipids in different types of breast turn ors. The present results suggested that F ourier trans fonn in franed spectrometry (FTIR could show the properties of tuin ors at the m olecular level. It was able to sup ply rich and reliable in fonnation to investigation