用于無(wú)標(biāo)簽化學(xué)分析的拉曼光譜技術(shù)

拉曼光譜是一種無(wú)標(biāo)記化學(xué)分析的首選分析工具，因?yàn)樗且环N非破壞性技術(shù)，可以保證試樣的安全。拉曼光譜是對(duì)各種生物大分子（如蛋白質(zhì)、細(xì)胞膜和其他物質(zhì)）進(jìn)行無(wú)標(biāo)記化學(xué)分析的有效工具。拉曼光譜具有高度的化學(xué)特異性，是進(jìn)行無(wú)標(biāo)記化學(xué)分析的理想選擇。

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拉曼光譜用于藥物的無(wú)標(biāo)簽監(jiān)測(cè)

如今，人們正在廣泛研究納米藥物，研究人員利用多種方法對(duì)其進(jìn)行無(wú)標(biāo)記化學(xué)分析。通過(guò)無(wú)標(biāo)記化學(xué)分析，可以研究這些藥物在人體內(nèi)的輸送機(jī)制。

目前正在利用拉曼光譜對(duì)納米封裝藥物進(jìn)行無(wú)標(biāo)記化學(xué)分析，以分析其在細(xì)胞內(nèi)的輸送情況。醫(yī)學(xué)研究人員對(duì)用新型抗癌物質(zhì)封裝成納米顆粒處理的乳腺癌細(xì)胞進(jìn)行無(wú)標(biāo)記化學(xué)分析，以分析藥物反應(yīng)。

無(wú)標(biāo)記化學(xué)分析：癌癥研究的重要工具

拉曼光譜的無(wú)標(biāo)記化學(xué)分析還可用于區(qū)分不同類型的細(xì)胞。使用拉曼光譜對(duì)特定細(xì)胞進(jìn)行無(wú)標(biāo)記化學(xué)分析后，可獲得特定的化學(xué)足跡。這種特殊的拉曼光譜無(wú)標(biāo)記化學(xué)分析有助于提高診斷的準(zhǔn)確性。

癌癥研究人員廣泛使用拉曼光譜進(jìn)行無(wú)標(biāo)記化學(xué)分析，以區(qū)分不同類型的急性髓性白血病。利用拉曼光譜進(jìn)行的無(wú)標(biāo)記化學(xué)分析可產(chǎn)生與每種類型癌細(xì)胞相對(duì)應(yīng)的獨(dú)特拉曼光譜，可用于診斷癌癥類型。

蛋白質(zhì)的無(wú)標(biāo)記化學(xué)分析

在對(duì)蛋白質(zhì)進(jìn)行無(wú)標(biāo)記化學(xué)分析的各種方法中，表面增強(qiáng)拉曼光譜（SERS）是最受歡迎的方法之一。這種表面增強(qiáng)無(wú)標(biāo)記化學(xué)分析方法是在生理?xiàng)l件下對(duì)生物分子進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析的有效技術(shù)。

最近發(fā)表在《國(guó)際分子科學(xué)雜志》（International Journal of Molecular Sciences）上的一篇文章對(duì) SERS 在蛋白質(zhì)無(wú)標(biāo)記化學(xué)分析方面的優(yōu)勢(shì)進(jìn)行了有益的評(píng)述。事實(shí)證明，利用 SERS 進(jìn)行無(wú)標(biāo)記化學(xué)分析對(duì)研究蛋白質(zhì)的內(nèi)在結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)很有價(jià)值，在生物物理學(xué)、生物分析化學(xué)和生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域正受到越來(lái)越多的關(guān)注。

Cyt-c 是一種特殊的血蛋白，通常使用 SERS 進(jìn)行分析。對(duì) Cyt-c 進(jìn)行無(wú)標(biāo)記化學(xué)分析的共振光譜法在表征血紅蛋白方面非常有效，因?yàn)槠湔駝?dòng)模式非常靈敏，可作為血紅鐵氧化還原狀態(tài)、自旋和連接模式的指示器。

當(dāng)目標(biāo)蛋白質(zhì)隨機(jī)吸附在 SERS 活性材料上時(shí)，使用 SERS 作為無(wú)標(biāo)記化學(xué)分析工具來(lái)識(shí)別集成到細(xì)胞壁、虛擬壁或細(xì)菌壁的膜蛋白會(huì)遇到與光譜波動(dòng)有關(guān)的挑戰(zhàn)。

為了解決這一與無(wú)標(biāo)記化學(xué)分析相關(guān)的問(wèn)題，用特異性抗體對(duì)納米材料進(jìn)行功能化證明有利于控制蛋白質(zhì)捕獲。然而，相當(dāng)一部分缺乏發(fā)色團(tuán)的蛋白質(zhì)的拉曼截面有限，導(dǎo)致無(wú)標(biāo)記化學(xué)分析中的信號(hào)相對(duì)較弱。因此，迫切需要開(kāi)發(fā)生物相容性好、靈敏度高、選擇性強(qiáng)的 SERS 活性材料，以便在此類生物樣品的粘附過(guò)程中進(jìn)行有效的無(wú)標(biāo)記化學(xué)分析。

利用拉曼光譜對(duì)乳制品進(jìn)行無(wú)標(biāo)簽化學(xué)分析

用于無(wú)標(biāo)簽化學(xué)分析的拉曼光譜具有極高的靈敏度，可以檢測(cè)產(chǎn)品中的特定化合物。Teagasc 對(duì)黃油樣品進(jìn)行的開(kāi)創(chuàng)性研究展示了拉曼光譜通過(guò)無(wú)標(biāo)簽化學(xué)分析區(qū)分牧場(chǎng)黃油和室內(nèi)飼養(yǎng)系統(tǒng)生產(chǎn)的產(chǎn)品的能力。

拉曼光譜與顯微鏡相結(jié)合的無(wú)標(biāo)簽化學(xué)分析技術(shù)的應(yīng)用，使 Teagasc 的研究人員能夠繪制乳制品乳液中類胡蘿卜素等微量營(yíng)養(yǎng)素的分布圖。

這將有助于在檢測(cè)微量營(yíng)養(yǎng)素的同時(shí)評(píng)估乳制品的質(zhì)量，以確保人類食用產(chǎn)品的安全。

多激發(fā)拉曼光譜：用于醫(yī)學(xué)診斷的新型無(wú)標(biāo)記化學(xué)分析工具

目前，急性和慢性感染的診斷技術(shù)錯(cuò)綜復(fù)雜，需要專業(yè)技能。診斷臨床感染的傳統(tǒng)方法進(jìn)展緩慢，可能會(huì)延誤治療并危及患者生命。

利用拉曼光譜進(jìn)行無(wú)標(biāo)記化學(xué)分析是現(xiàn)代醫(yī)學(xué)中必不可少的診斷工具，研究人員正在開(kāi)發(fā)新穎的方法來(lái)改進(jìn)無(wú)標(biāo)記化學(xué)分析過(guò)程。研究人員在《分析化學(xué)》（Analytical Chemistry）雜志上報(bào)告了一種新方法--多激發(fā)拉曼光譜，這是一種有效的無(wú)標(biāo)記化學(xué)分析方法，可用于檢測(cè)傳染性病原體。

基于多激發(fā)拉曼光譜的方法可用于無(wú)標(biāo)記化學(xué)分析和微生物病原體的無(wú)創(chuàng)鑒定。這種方法可直接應(yīng)用于未經(jīng)處理的臨床樣本，通過(guò)無(wú)標(biāo)記化學(xué)分析提供及時(shí)數(shù)據(jù)，幫助診斷。

這種特殊的無(wú)標(biāo)記化學(xué)分析技術(shù)通過(guò)對(duì)細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)的非共振和共振分子成分進(jìn)行不同的激發(fā)，從而增強(qiáng)其分子指紋識(shí)別能力。這使得這種無(wú)標(biāo)記化學(xué)分析方法能夠?qū)崿F(xiàn)細(xì)菌物種之間的菌株級(jí)區(qū)分。

研究人員利用無(wú)標(biāo)記化學(xué)分析多激發(fā)拉曼光譜技術(shù)檢測(cè)了銅綠假單胞菌和金黃色葡萄球菌。標(biāo)本在分離培養(yǎng)基和痰培養(yǎng)基中分別進(jìn)行分析。

通過(guò)多激發(fā)拉曼光譜的無(wú)標(biāo)記化學(xué)分析數(shù)據(jù)與多元分析相結(jié)合，這兩種細(xì)菌的準(zhǔn)確率達(dá)到了令人印象深刻的 99.75%，涵蓋了所有菌株。值得注意的是，這種新型的無(wú)標(biāo)記化學(xué)分析方法在區(qū)分對(duì)藥物敏感的金黃色葡萄球菌和對(duì)藥物耐受的金黃色葡萄球菌方面達(dá)到了 100% 的準(zhǔn)確率。

拉曼光譜已被證明是食品科學(xué)、生物科學(xué)和醫(yī)療行業(yè)中進(jìn)行無(wú)標(biāo)記化學(xué)分析的一項(xiàng)重要技術(shù)?，F(xiàn)代工業(yè) 4.0 先進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用，如機(jī)器學(xué)習(xí) (ML) 工具的實(shí)施，將加快數(shù)據(jù)處理速度，從而實(shí)現(xiàn)有效的無(wú)標(biāo)記化學(xué)分析。

參考資料

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