【中国仪器网 行业应用】 现如今,红外光谱技术用于生物物理学和生物化学等学科的结构分析已有大半个世纪。其中,傅里叶变换红外光谱(FTIR)技术20世纪80年代于80年代后兴起,并在生物医学研究中发挥出了越来越重要的作用。
在骨病研究领域的应用中,傅里叶变换红外光谱技术相较于传统红外光谱技术,更有利于进一步研究骨硬组织中的空间异质性,即傅里叶变换红外光谱技术能够向人们提供较高的空间分辨率和丰富的光谱信息,有助于硬组织表面到内部结构、成分分布差别的研究与表征。并且,傅里叶变换红外光谱技术可实现更为精准的定量描述。因此,该技术也更适用于进行和年龄、位置变化等相关的空间分辨研究,帮助研究人员判断骨的空间含量或空间差异、成分和性质以及饮食、环境和具体的蛋白质的影响。
除此之外,傅里叶变换红外光谱技术还可用于骨病发展、修复过程的监测。据了解,傅里叶变换红外光谱技术能够通过对骨内矿物质成分的定性定量分析,来研究骨质疏松、成骨不全症、骨石化病等骨类疾病。以成骨不全症为例,该疾病的诱发原因为有缺陷的胶原基质在分子水平上形成异常的矿物质,从而导致组织的机械性能减弱。患有这一疾病的人,具有极高的骨折风险,常因此痛苦不堪。而通过傅里叶变换红外光谱技术,则可清楚地知道胶原蛋白分子内不同的变异对矿物质沉积的影响。另外,傅里叶变换红外光谱技术可通过有效地实现组织间的直观形貌对比和红外光谱对比研究,帮助人们就骨质疏松治疗方法的疗效进行正确定量的评估,使疾病的变化易于表征。
不仅如此,傅里叶变换红外光谱技术还可用于骨基质蛋白的功能研究。相关文献显示,骨钙蛋白不足的动物相比于年龄相仿的动物,在各个位置的骨中都含有非常大的矿物质-基质比和很低的结晶度。因此,蛋白质是骨中矿物质生长和形成的重要调节器。
当然,目前傅里叶变换红外光谱技术在骨病研究中仍有一些局限,其主要体现在样品的制备上面。并且,针对于人体研究的活检样品较难获得,因而可用于分析的样品数量以及研究结果通用性均受到了限制。尽管如此,当傅里叶变换红外光谱技术和微区成像技术有效相结合时,其所实现的样品成分可视化、图像和光谱分析的高精度、高灵敏度等优点,仍旧证明了该技术在骨病研究领域的实用性与可行性。