English
新闻公告
More
化学进展 2008, Vol. 20 Issue (11): 1768-1778 前一篇   后一篇

• 综述与评论 •

同步辐射红外光谱技术在生物医用领域的应用

严佳萍 邵正中 陈新   

  1. 复旦大学高分子科学系 聚合物分子工程教育部重点实验室 复旦大学高分子科学系 聚合物分子工程教育部重点实验室 复旦大学高分子科学系
  • 收稿日期:2007-12-05 修回日期:2008-04-17 出版日期:2008-11-24 发布日期:2008-11-25
  • 通讯作者: 陈新

Application of Synchrotron FTIR Techniques in Biomedical Fields

Jiaping Yan   

  • Received:2007-12-05 Revised:2008-04-17 Online:2008-11-24 Published:2008-11-25
同步辐射作为一种新型红外光源,具有光谱宽、亮度高、分辨率高的特性,在生命科学领域具有广泛的应用。随着同步红外显微镜成像技术的不断发展,同步辐射红外光谱技术可以在原位探测亚细胞级别的生物化学变化,并保留细胞的生命特征。通过对蛋白质、核酸、磷脂等成分的定性和定量分析,可以了解骨细胞、神经细胞的病变,癌变细胞的活动情况以及植物细胞的营养状况等。同时,同步辐射红外光谱技术的应用范围正在不断扩展,其在药物释放的检测和生物化学过程的监控等方面也具有相当的应用前景。此外,在生物分子的分子间振动能级所处的远红外区,同步辐射红外光谱相比于常规红外光谱具有较高的信噪比。
Synchrotron infrared light source, characterized with broadband, high brightness and resolution is widely used in biomedical fields. With the progress in imaging technique of FTIR microscopy, the scientists could detect biochemical changes in vivo with synchrotron FTIR in subcellular scale and preserved the cells in life feature. By analysis the protein, nucleic acid and phospholipid components in animal and botanic tissues and cells qualitatively and quantitatively, the pathological changes of bone, the neurodegeneration, the progress of cancer cells and the nutrition in plants could be well understood. Furthermore, the controlled release of drugs and other biochemical processes could also be monitored by synchrotron FTIR. It is worth noting that the intermolecular vibrations of biomolecular assemblies lie in the long wavelength, the so-called far infrared region, where synchrotron FTIR could provide higher signal-to-noise ratio spectra compared with conventional FTIR with global light source.
()

[1 ] Lagarde P.Infrared Phys.,1978 ,18:395 —397
[2 ] Williams G P. 红外( Infrared) ,2001 , (11) :31 —34
[3 ] 李承祥(Li C X ) , 武国华(Wu G H ) , 刘付轶(Liu F Y ) , 盛六四(Sheng L S ) . 核技术(Nuclear Techniques) ,2001 ,24:580 —584
[4 ] 马礼敦(Ma L D ) , 杨福家( Yang F J ) . 同步辐射应用概论(Application of Synchrotron Radiation ) . 上海: 复旦大学出版社(Shanghai: Fudan University Publishing House ) ,2000 .320 —332
[5 ] Carr G L,Reffner J A,Williams G P.Rev.Sci.Instrum.,1995 ,66:1490 —1492
[6 ] 李承祥(Li C X ) , 王卫( Wang W ) . 核技术( Nuclear Techniques) ,2003 ,26:25 —27
[7 ] 吴自玉(Wu Z Y ) . 科学中国人( Chinese Science ) ,2002 ,42 —43
[8 ] LisaM,MillerPD.Biochim.Biophys.Acta,2006 ,1758:846 —857
[9 ] Reffner J A,Martoglio P A,Williams G P.Rev.Sci.Instrum.,1995 ,66:1298 —1302
[10 ] Peter L,Dieter N.Biochim.Biophys.Acta,2006 ,1758:814 —829
[11 ] 吉海彦(Ji H Y ) , 严衍禄( Yan Y L ) . 物理学和高新技术(Physics and New Techniques ) ,2000 ,29:174 —178
[12 ] Mal'tsev A A.Technical Physics,2002 ,47:777 —785
[13 ] Garr G L,Chubar O,Dumas P.Spectrochemical Analysis Using Infrared Detectors.Blackwell publishing,2006 .56 —84
[14 ] Gensch M,Hinrichs K,Roseler A,etal.Anal.Bioanal.Chem.,2003 ,376:626 —630
[15 ] Piccinini M,Cibin G,Marcelli A,etal.Vib.Spectrosc.,2006 ,42:59 —62
[16 ] Torre J,Cortazar M,Gomez M A,etal.Macromolecules,2006 ,39:5564 —5568
[17 ] Wetzel D L,Reffner J A,Williams G P.Mikrochim.Acta,1997 ,14:353 —355
[18 ] 陈晋阳(Chen J Y ) , 郑海飞( Zheng H F ) , 曾贻善( Zeng Y S) . 应用科技(Applied Scienceand Technology ) ,2002 ,29:21 —23
[19 ] Marinkovic N S,Huang R,Bromberg P,etal.J.Synchrotron Rad.,2002 ,9:189 —197
[20 ] Marcelli A.Acta Phys.Pol.A,2006 ,109:287 —304
[21 ] Eichert D,Gregoratti L,Kaulich B,etal.Anal.Bioanal.Chem.,2007 ,389:1121 —1132
[22 ] Dumas P,Sockalingum G D,Sule-SusoJ.Trends Biotechnol.,2007 ,25:40 —44
[23 ] Petra M,Anastassopoulou J,Theologis T,etal.J.Mol.Struct.,2005 ,733:101 —110
[24 ] Wetzel D L,Post G R,Lodder R A.Vib.Spectrosc.,2005 ,38:53 —59
[25 ] Jerome C P,Power R A,Obasanjo I O,etal.Bone,1997 ,20(4) :355 —359
[26 ] Wang Q,Kretlow A,Beekes M,etal.Vib.Spectrosc.,2005 ,38:61 —69
[27 ] Miller L M,Dumas P,Jamin N,etal.Rev.Sci.Instrum.,2002 ,73:1357 —1360
[28 ] Szczerbowsk-aBoruchowska M,Dumas P,Kastyak M Z,etal.Arch.Biochem.Biophys.,2007 ,459:241 —248
[29 ] Dumas P,Miller L.Vib.Spectrosc.,2003 ,32:3 —21
[30 ] Gazi E,Lockyer N P,Vickerman J C,etal.Appl.Surf.Sci.,2004 ,231P232:452 —456
[31 ] Chandra S.Appl.Surf.Sci.,2003 ,203P204:679 —683
[32 ] Gazi E,DwyerJ,Lockyer N P,etal.Biopolymers,2005 ,77:18 —30
[33 ] Gazi E,DwyerJ,Lockyer N P,etal.Vib.Spectrosc.,2005 ,38:193 —201
[34 ] Walsh M,German M,Singh M.Cancer Lett.,2007 ,246:1 —11
[35 ] Raab T K,Martin M C.Planta,2001 ,213:881 —887
[36 ] Yu P Q.Spectroscopy,2006 ,20:229 —251
[37 ] Yu P Q.Anim.FeedSci.Tech.,2008 ,140:199 —206
[38 ] Yu P Q.Br.J.Nutrit.,2005 ,94:655 —665
[39 ] Yu P Q,McKinnon J J,Christensen C R,etal.J.Agric.Food Chem.,2003 ,51:6062 —6067
[40 ] Yu P Q.Biopolymers,2007 ,85:308 —317
[41 ] Yu P Q,McKinnon J J,Soita H W,etal.Can.J.Anim.Sci.,2005 ,85:437 —448
[42 ] Yu P Q,McKinnon J J,Christensen C R,etal.J.Agric.Food Chem.,2004 ,52:1484 —1494
[43 ] Yu P,Wang R,Bai Y.J.Agric.Food Chem.,2005 ,53:9297 —9303
[44 ] Wetzel D,Srivarin P,Finney J.Vib.Spectrosc.,2003 ,31:109 —114
[45 ] Yu P.J.Struct.Biol.,2005 ,150:81 —89
[46 ] Yu P Q,McKinnon J J,Christensen C R,etal.J.Agric.Food Chem.,2004 ,52:7345 —7352
[47 ] Yu P Q,McKinnon J J,Christensen C R,etal.J.Agric.Food Chem.,2004 ,52:7353 —7361
[48 ] Yu P Q.Am.J.Biochem.Biotech.,2007 ,3:66 —86
[49 ] Yu P Q.Appl.Spectrosc.,2005 ,59:1372 —1380
[50 ] Schmidt M,Gierlinger N,Schade U,etal.Biopolymers,2006 ,83:546 —555
[51 ] Dokken K,Davis L.J.Agric.Food Chem.,2007 ,55:10517 —10530
[52 ] Koc H,Wetzel D.Spectroscopy,2007 ,22:24 —32
[53 ] Cotte M,Dumas P,Besnard M,etal.J.Controlled Release,2004 ,97:269 —281
[54 ] Kulka S,Kaun N,Baena J R,etal.Anal.Bioanal.Chem.,2004 ,378:1735 —1740
[55 ] Kaun N,Kulka S,Lendl B,etal.Analyst,2006 ,131:489 —494
[56 ] Xie A H,He Q,Miller L,etal.Biopolymers,1999 ,49:591 —603
[57 ] Hinrichs K,Gensch M,Esser N,etal.Anal.Bioanal.Chem.,2007 ,387:1823 —1829
[58 ] Miller L,Wang Q,Smith R,etal.Anal.Bioanal.Chem.,2007 ,387:1705 —1715
[59 ] Mazel V,Richardin P,Debois D,etal.Anal.Chem.,2007 ,79:9253 —9260

[1] 王妍妍, 陈丽敏, 李思扬, 来鲁华. 无序蛋白质在生物分子凝聚相形成与调控中的作用[J]. 化学进展, 2022, 34(7): 1610-1618.
[2] 张沐雅, 刘嘉琪, 陈旺, 王利强, 陈杰, 梁毅. 蛋白质凝聚作用在神经退行性疾病中的作用机制研究[J]. 化学进展, 2022, 34(7): 1619-1625.
[3] 黄大一. 古生物化学中的凝聚态化学反应[J]. 化学进展, 2022, 34(7): 1626-1641.
[4] 仲宣树, 刘宗建, 耿雪, 叶霖, 冯增国, 席家宁. 材料表面性质调控细胞黏附[J]. 化学进展, 2022, 34(5): 1153-1165.
[5] 蔡雪儿, 简美玲, 周少红, 王泽峰, 王柯敏, 刘剑波. 人造细胞的化学构建及其生物医学应用研究[J]. 化学进展, 2022, 34(11): 2462-2475.
[6] 张丹丹, 吴琪, 曲广波, 史建波, 江桂斌. 单细胞水生生物金属纳米颗粒的定量分析[J]. 化学进展, 2022, 34(11): 2331-2339.
[7] 陈雅琼, 宋洪东, 吴懋, 陆扬, 管骁. 蛋白质-多糖复合体系在活性物质传递中的应用[J]. 化学进展, 2022, 34(10): 2267-2282.
[8] 王嘉莉, 朱凌, 王琛, 雷圣宾, 杨延莲. 循环肿瘤细胞及细胞外囊泡的纳米检测技术[J]. 化学进展, 2022, 34(1): 178-197.
[9] 冯迪, 王广华, 唐文来, 杨继全. 微流控阻抗流式细胞仪在单细胞检测中的应用[J]. 化学进展, 2021, 33(4): 555-567.
[10] 吴云雪, 张衡益, 刘育. 偶氮苯衍生物探针在乏氧细胞成像中的应用[J]. 化学进展, 2021, 33(3): 331-340.
[11] 官启潇, 郭和泽, 窦红静. 细胞膜修饰的纳米载体与肿瘤免疫治疗[J]. 化学进展, 2021, 33(10): 1823-1840.
[12] 谢嘉恩, 罗雨珩, 张黔玲, 张平玉. 金属配合物在双光子荧光探针中的应用研究[J]. 化学进展, 2021, 33(1): 111-123.
[13] 郭珊, 周翔. 循环肿瘤细胞体内检测技术及其应用研究[J]. 化学进展, 2021, 33(1): 1-12.
[14] 蔡乐斯, 夏梦婵, 李展平, 张四纯, 张新荣. 二次离子质谱生物成像[J]. 化学进展, 2021, 33(1): 97-110.
[15] 徐国华, 成凯, 王晨, 李从刚. 生物凝聚态物质的多层次结构表征[J]. 化学进展, 2020, 32(8): 1231-1239.