拉曼光谱技术在医学检验领域中的研究进展

前言：医学检验能够帮助医生准确诊断疾病，检测患者病情，制定出更加科学有效的治疗方案。拉曼光谱技术与常规的化学分析技术相比，具有快速、无损、环保等优点，适用于目标物质的快速检测，目前已经被应用到了临床诊断领域，如生物液体样本检测、癌症生物标志物检测等，能够通过对生物分子特征拉曼光谱的检测，完成疾病相关标志物的精准识别和定量分析，从而为疾病早期诊断以及病原体检测提供有力支撑。

1 拉曼光谱技术简介

拉曼光谱技术属于振动光谱技术的范畴，其理论基础是拉曼散射效应，光谱中的谱带可以提供生化成分相关的直接信息，就如同生化成分的“指纹”。拉曼光谱技术的主要优点，是其高度的敏感性，即便是面对微小的结构变化，也能够准确检测，而且整个检测结果不会对样本产生损伤，这也使得其在生物流体检测和人体组织分析方面得到了有效应用。

对比其他光谱分析技术，拉曼光谱技术在实际应用中有着明显优势，例如，拉曼光谱技术和红外光谱技术都可以将分子的振动信息反映出来，不过红外光谱技术主要是检测分子偶极矩的变化，适用于具备较大偶极矩变化的振动模式，拉曼光谱技术检测的对象是分子极化率的变化，面对对称振动模式有着更强的敏感性。这种情况下，两种技术实现了信息的有效互补，对于一些在红外光谱中信号较弱或无信号的分子振动，拉曼光谱可能会呈现出明显的特征峰[1]

2 拉曼光谱技术在疾病诊断中的应用

拉曼光谱技术在疾病诊断中，具有诊断结果精准、诊断效率高等特点，这里对拉曼光谱技术在癌症和神经系统疾病诊断中的应用情况进行分析。

2.1 癌症诊断

癌症的危害不言而喻，早期的准确诊断能够显著提升癌症患者的生存率，拉曼光谱技术能够通过多样化的方式，准确诊断癌症。一是细胞层面，癌细胞的分子结构与正常细胞存在较大差异，这些差异会在拉曼光谱上呈现出来。以乳腺癌细胞为例，其对比正常细胞，在蛋白质、脂质以及核酸等的拉曼峰存在显著区别，可能与癌细胞的代谢异常和快速增殖等特性存在直接关联。通过收集细胞光谱数据，运用相应的模式识别算法如支持向量机、主成分分析等，构建起癌细胞识别模型，从而完成对癌细胞的精准鉴定和分类。二是组织层面，可以对经过手术切除的肿瘤组织和相邻的正常组织进行检测，获取核酸、胶原蛋白等生物分子在肿瘤组织中的结构变化。

不仅如此，拉曼光谱技术还可以被应用到癌症的早期筛查中，通过对血液、唾液等体液中癌症标志物拉曼信号的检测，对癌症进行无创或者微创筛查。以肺癌筛查为例，借助表面增强拉曼散射技术，增强基底可以选择银纳米颗粒或金纳米颗粒，针对肺癌患者血清中的特异性蛋白标志物进行监测，通过分析其拉曼光谱特征的变化情况，实现对肺癌患者和健康人群的精准区分[2]。

2.2 神经系统疾病诊断

神经系统疾病对患者的生活质量影响巨大，而且从目前来看，缺乏有效的早期诊断方法，最近几年，拉曼光谱技术开始逐渐被引用到了神经系统疾病诊断中。以阿尔茨海默病（“老年痴呆”）为例，有研究表明，患者脑组织或者脑脊液中的生物标志物会发生相应变化，拉曼光谱技术可以对这些标志物进行检测分析，通过对照患者与健康人群脑脊液样本的拉曼光谱检测结果，发现 β- 淀粉样蛋白相关的拉曼峰无论是峰形还是强度都存在明显差异，借助这些差异，可以构筑相应的疾病诊断模型，为阿尔茨海默病的早期诊断提供参考。

3 拉曼光谱技术在病原体检测中的应用

从目前来看，临床上对于病原体的检测，通常都需要先进行病原体的培养，效率较低，拉曼光谱技术具有无标记、非侵入的特点，能够对临床样本中的病原体进行准确检测。

3.1 细菌检测

不同类型的细菌有着不同的细胞壁结构和细胞内成分，这也使得其有着独特的拉曼光谱特征，可以建立起标准菌株的拉曼光谱数据库，在检测中，只需要将检测结果与数据库中的光谱对比，就能快速确定细菌的类型。不仅如此，拉曼光谱技术还能精准检测细菌的耐药性。细菌在抗生素的作用下会产生相应的生理变化，这些变化都能够通过拉曼光谱反映出来。以抗生素耐药性检测为例，通过对比耐药菌和敏感菌拉曼光谱，可以发现和细胞壁合成、蛋白质合成以及抗生素作用靶点等相关的拉曼峰都发生了相应变化，围绕这些变化构建细菌耐药性监测模型，能够判断细菌对于抗生素的耐药情况，为抗生素的临床使用提供参考。

3.2 病毒检测

拉曼光谱技术可以检测病毒的核酸以及蛋白质特征拉曼峰，实现对病毒的精准识别。病毒的拉曼信号相对较弱，从提高检测灵敏度的角度，可以采用表面增强拉曼散射技术，借助特殊的基底实现对病毒的吸附，增强其拉曼信号。例如，在流感病毒检测中，可以在表面增强拉曼散射基底上做好流感病毒特异性抗体的修饰，以此来实现对流感病毒的特异性捕获和检测，准确区分不同亚型的流感病毒 [3]。

结语

总而言之，拉曼光谱技术在医学检验领域有着显著优势，能够为疾病诊断和病原体检测提供有力支持。未来发展中，可以通过新型纳米基底材料的研发，提升拉曼光谱检测的灵敏性，或者配合人工智能算法、机器学习算法等，提升数据分析的效率和准确性，将拉曼光谱技术的优势充分发挥出来。

参考文献

[1] 李梦雅 , 夏珂 , 和海妍 , 等 . 拉曼光谱技术在检验医学中的研究进展及应用 [J]. 中华检验医学杂志 ,2021,44(1):70- 74.

[2] 刘风翔 , 何帅 , 张礼豪 , 等 . 拉曼光谱技术在病原微生物检测中的应用 [J]. 光谱学与光谱分析 ,2022,42(12):3653- 3658.

[3] 印晓静 , 任传利 , 韩崇旭 , 等 . 表面增强拉曼散射技术在生物医学检测中的研究及应用 [J]. 中华检验医学杂志 ,2024,47(3):314-322.

作者简介：赵启（1997.02）性别：女，民族：彝族，籍贯：，职务：检验师

学历：本科，单位：，研究方向：医学检验