TR-FTIR của huyết tương bằng cách sử dụng phụ kiện ATR được làm nóng.

Co Viet Nguyen Hãng phân phối, TIN TỨC, Ứng dụng - giải pháp permalink

ATR-FTIR của huyết tương bằng cách sử dụng phụ kiện ATR được làm nóng.

Phổ hồng ngoại Fourier biến đổi (FTIR) theo phương pháp suy giảm toàn phần (ATR-FTIR) là một kỹ thuật tuyệt vời để phân tích các chất lỏng sinh học. Bằng cách đo đạc các rung động liên phân tử khi bị chiếu sáng bởi ánh sáng hồng ngoại, một dấu vân tay sinh học có thể được thu thập từ mẫu dưới dạng phổ hồng ngoại. “Khảo sát mẫu chất lỏng sinh học” là điều được quan tâm của các nhà nghiên cứu và nhân viên y tế vì nó đại diện cho một phương pháp lấy mẫu xâm lấn tối thiểu. Nhiều loại chất lỏng sinh học như nước tiểu, nước bọt và máu có thể được nghiên cứu bằng cách sử dụng ATR-FTIR. Sự khác biệt phổ giữa các mẫu chất lỏng sinh học cho phép phân biệt giữa các bệnh nhân khỏe mạnh và mắc bệnh.

Máu là chất lỏng sinh học được sử dụng rộng rãi nhất trong y học chẩn đoán, nó được bao gồm bởi huyết tương, các tế bào hồng cầu, các tế bào bạch cầu và tiểu cầu. Để phân tích phổ, huyết tương hoặc huyết khối thường được sử dụng, điều này là do cả hai dung dịch đều có thể được đông lạnh để bảo quản. Trong máu toàn phần, quá trình đông lạnh sẽ gây ra phá vỡ tế bào và huyết tinh sẽ có ảnh hưởng phổ lớn. Huyết tương là một dung dịch nước được phân tách bằng cách ly tâm trong một ống chống đông máu, trong khi huyết thanh được tạo ra bằng cách tách các tế bào máu và tiểu cầu bằng cách cho máu đông lại, như được mô tả trong Hình 1. Huyết thanh được sử dụng phổ biến hơn vì phương pháp chuẩn bị này hiệu quả hơn trong việc loại bỏ các tế bào hồng cầu.

TR-FTIR là kỹ thuật phổ hấp thụ toàn phần Fourier transform infrared (ATR-FTIR) trong khu vực trung tần sóng hồng ngoại (4000 cm-1 – 400 cm-1) chứa các rung động cơ bản của các nhóm chức năng trong các mẫu sinh học như protein, lipid và amino axit. Kỹ thuật này yêu cầu khối lượng mẫu nhỏ chỉ trong khoảng vài microlitres cung cấp kết quả nhanh chóng và là phương pháp tiết kiệm chi phí và dễ sử dụng cho chẩn đoán. Phân tích serum bằng kỹ thuật ATR-FTIR đã được thực hiện trong một số nghiên cứu về bệnh như ung thư, bệnh lý tử cung ngoài tử cung, rối loạn não và nhiễm trùng virus.

Tác động của nước đến các phép đo biofluid bằng phương pháp ATR-FTIR

Một điểm hạn chế của phương pháp ATR-FTIR trong phân tích biofluid là tác động của nước đến phổ hồng ngoại. Nước tạo ra một phản ứng mạnh với hồng ngoại do tính chất cực của nó, và khi các mẫu biofluid được phân tích trong pha lỏng bằng phương pháp ATR-FTIR, phổ nước che khuất thông tin sinh học từ mẫu. Thông thường, khi đo lường biofluid, người sử dụng phải đợi mẫu khô và cho phổ sinh học lộ ra, tuy nhiên, điều này tốn thời gian và làm chậm tổng thời gian thu thập. Một phương pháp nhanh hơn là sử dụng một phụ kiện ATR được làm nóng. Bằng cách đun nóng mẫu, nước sẽ bay hơi nhanh hơn và tổng thời gian thu thập được rút ngắn đáng kể. Trong ghi chú ứng dụng này, một máy phổ hồng ngoại IR5 được trang bị phụ kiện ATR được làm nóng được sử dụng để loại bỏ nước và đo phổ nhanh chóng của huyết tương.

Hình 2: Phổ ATR-FTIR của nước.

Thiết bị và phương pháp

Một mẫu serum albumin người đã được đo trên một máy phổ FTIR IR5 của Edinburgh Instruments được trang bị một phụ kiện ATR được làm nóng. Phần tử phản xạ nội bộ (IRE) của ATR là kim cương, một IRE thường được sử dụng do chỉ số khúc xạ cao và tính bền của nó. Do khả năng dẫn nhiệt tuyệt vời của kim cương, ATR kim cương đặc biệt phù hợp cho các thí nghiệm được làm nóng.

Hình 3: Máy quang phổ IR5 FTIR của Edinburgh Instruments.

Để chứng minh tác động của việc làm nóng ATR đối với thời gian sấy khô, 3 μL mẫu được hút vào ATR mà không làm nóng và quang phổ được thu thập. Quá trình này được lặp lại với ATR được làm nóng trước và giữ không đổi ở 50°C. Phổ IR được thu với độ phân giải 4 cm-1 lấy trung bình 10 phổ với tổng thời gian thu là 35 giây cho mỗi phổ.

Kết quả và thảo luận

Phổ hồng ngoại của albumin huyết thanh người thu được sau 2 phút làm khô ở nhiệt độ phòng (màu xanh) và ATR được làm nóng (màu đỏ) được thể hiện trong Hình 4. Trong phép đo ATR ở nhiệt độ phòng, phổ bị chi phối bởi các dải hấp thụ nước mạnh và quang phổ sinh học bị che khuất. Trong khi đối với ATR được làm nóng, thu được phổ sinh học đầy đủ mà không có bất kỳ sự can thiệp nào của nước. Nếu để quang phổ màu xanh lam khô lâu hơn ở nhiệt độ phòng, thì sẽ mất hơn 15 phút sấy khô để quang phổ sinh học được tiết lộ đủ để phân tích, làm giảm đáng kể thông lượng đo.

ATR-FTIR tiết lộ thông tin quan trọng về các thành phần sinh học trong mẫu chất lỏng sinh học và Hình 5 đưa ra sự phân bổ dải của phổ huyết thanh. Phổ sinh học IR có thể được coi là hai vùng: vùng có số sóng cao từ 2600 cm-1 đến 3800 cm-1 và vùng có số sóng thấp từ 2000 cm-1 đến 500 cm-1 bao gồm sự kéo dài liên kết đôi và vùng vân tay. Vùng số sóng thấp tạo ra dữ liệu phân biệt đối xử nhất và là vùng được sử dụng nhiều nhất để chẩn đoán.

Kết luận

Ghi chú ứng dụng này cho thấy độ nhạy cao của IR5 đối với việc phân tích chất lỏng sinh học bằng cách cung cấp dấu vân tay sinh học của mẫu huyết thanh. Vấn đề hấp thụ nước ký sinh đã được khắc phục bằng cách trang bị cho IR5 một phụ kiện ATR được làm nóng. Bằng cách sử dụng ATR được làm nóng, thời gian sấy khô cần thiết trước khi thu nhận quang phổ đã giảm đáng kể mà không làm giảm chất lượng quang phổ.

Tài liệu tham chiếu.

  1. Soares Martins et al., “Potential of FTIR Spectroscopy Applied to Exosomes for Alzheimer’s Disease Discrimination: A Pilot Study,” J. Alzheimer’s Dis., vol. 74, no. 1, pp. 391–405, 2020.
  2. Pabico et al., “Diagnostic Efficiency of Serum-Based Infrared Spectroscopy in Detecting Breast Cancer: A Meta-Analysis,” Lab. Med., vol. 54, no. 1, pp. 98–105, 2023.
  3. Guo et al., “Fast and Deep Diagnosis Using Blood-Based ATR-FTIR Spectroscopy for Digestive Tract Cancers,” Biomolecules, vol. 12, no. 12, pp. 1–15, 2022.
  4. Roy et al., “Spectroscopy goes viral: Diagnosis of hepatitis B and C virus infection from human sera using ATR-FTIR spectroscopy,” Clin. Spectrosc., vol. 1, p. 100001, 2019.
  5. Naseer et al., “ATR-FTIR spectroscopy as the future of diagnostics: a systematic review of the approach using bio-fluids,” Appl. Spectrosc. Rev., vol. 56, no. 2, pp. 85–97, 2021.
  6. Kokot et al., “ATR-IR Spectroscopy Application to Diagnostic Screening of Advanced Endometriosis,” Oxid. Med. Cell. Longev., vol. 2022, 2022.
  7. Rohman et al., “The use of FTIR and Raman spectroscopy in combination with chemometrics for analysis of biomolecules in biomedical fluids: A review,” Biomed. Spectrosc. Imaging, vol. 8, no. 3–4, pp. 55–71, 2019.

Download tại đây

Việt Nguyễn là đại diện phân phối các sản phẩm của hãng GBC- Úc tại Việt Nam.

Quý khách có nhu cầu tư vấn, vui lòng liên hệ:

CÔNG TY TNHH THƯƠNG MẠI – DỊCH VỤ – KỸ THUẬT  VIỆT NGUYỄN
Địa chỉ VPHCM: số N36, đường số 11, P. Tân Thới Nhất,  Q.12, Tp. Hồ Chí Minh.

VPHN: Tòa Intracom, Số 33 Cầu Diễn, Phường Cầu Diễn, Quận Nam Từ Liêm, Hà Nội.

VPĐN: Số 10 Lỗ Giáng 5, phường Hòa Xuân, quận Cẩm Lệ, Tp. Đà Nẵng.

VP Cần Thơ: 275 Xuân Thủy, Phường An Bình, Quận Ninh Kiều, Tp. Cần Thơ.
Hotline 0817 663300 (Mr. Hiếu) – E: hieu@vietnguyenco.vn
Email info@vietnguyenco.vn
Website https://www.vietcalib.vn| https://www.vietnguyenco.vn