Способ определения относительного содержания протопорфирина IX в биологических тканях. Формула

Способ определения относительного содержания протопорфирина IX в биологических тканях. Формула. Способ определения относительного содержания протопорфирина IX в биологических тканях, включающий проведение спектроскопии при возбуждении флуоресценции гелий-неоновым лазером 632.8 нм и запись спектров аутофлуоресценции в виде массива данных, состоящего из значений интенсивности флуоресценции для последовательности длин волн от 649 нм до 850 нм с шагом 0.43 нм {Z1, Z2, Z3 …Zn}, отличающийся тем, что дополнительно формируют массивы данных, состоящие из интенсивностей флуоресценции кератина {Y1, Y2, Y3 …Yn} и протопорфирина IX {X1, X2, X3 …Xn} для тех же значений длин волн, и определяют относительное содержание протопорфирина IX в биологических тканях, по формуле: , где I%ППIX - относительное содержание протопорфирина IX в биологических тканях, {k1 k2 … kn} и {l1 l2 … ln} вычисляют по формулам: ; , где α и β вычисляют по формулам: ; , где {a1 a2 … an}, {b1 b2 … bn}, {ab1 ab2 … abn}, {f1 f2 … fn}, {fa1 fa2 … fan}, {fb1 fb2 … fbn} вычисляют по формулам: ; ; ; ; ; , где Xср, Yср и Zср вычисляют по формулам: Xср= (X1+X2+ X3 …+Xn) / n; Yср= (Y1+Y2+ Y3 …+Yn) / n; Zср= (Z1+Z2+ Z3 …+Zn) / n, где n- количество записей в массивах данных, состоящего из значений интенсивности флуоресценции. Реферат. Изобретение относится к медицине и предназначено для определения относительного содержания протопорфирина IX в биологических тканях. Способ включает в себя проведение спектроскопии при возбуждении флуоресценции гелий-неоновым лазером 632.8 нм и запись спектров аутофлуоресценции в виде массива данных, состоящего из значений интенсивности флуоресценции для последовательности длин волн от 649 нм до 850 нм с шагом 0.43 нм {Z1, Z2, Z3 …Zn}. Дополнительно формируют массивы данных, состоящие из интенсивностей флуоресценции кератина {Y1, Y2, Y3 …Yn} и протопорфирина IX {X1, X2, X3 …Xn} для тех же значений длин волн. Относительное содержание протопорфирина IX определяют как пропорциональное удельной доле его флуоресценции в суммарном спектре аутофлуоресценции, которую определяют по формуле: , где {k1 k2 … kn} и {l1 l2 … ln} вычисляют по формулам: ; , где α и β вычисляют по формулам: ; , где {a1 a2 … an}, {b1 b2 … bn}, {ab1 ab2 … abn}, {f1 f2 … fn}, {fa1 fa2 … fan}, {fb1 fb2 … fbn} вычисляют по формулам: ; ; ; ; ; , где Xср, Yср и Zср вычисляют по формулам: Xср= (X1+X2+ X3 …+Xn) / n; Yср= (Y1+Y2+ Y3 …+Yn) / n; Zср= (Z1+Z2+ Z3 …+Zn) / n, где n- количество записей в массивах данных, состоящего из значений интенсивности флуоресценции; Способ позволяет определить истинное относительное содержание протопорфирина IX в биологических тканях с исключением ошибок, связанных со сложным составным характером суммарного спектра аутофлуоресценции. Описание. Предлагаемое изобретение относится к медицине и предназначено определения относительного содержания протопорфирина IX в биологических тканях без использования экзогенных фотосенсибилизаторов и препаратов, индуцирующих аутофлуоресценцию. Относительное содержание протопорфирина IX в тканях близко пропорционально удельной доле флуоресценции протопорфирина IX в суммарном спектре аутофлуоресценции при длине волны возбуждающего излучения 632.8 нм. Ранее вклад флуоресценции протопорфирина IX в суммарный спектр аутофлуоресценции не оценивался. В ближайшем аналоге относительное содержание протопорфирина IX в биологических тканях также оценивается путем анализа спектра аутофлуоресценции при длине волны возбуждающего излучения 632.8 нм, с тем отличием, что полученный спектр аутофлуоресценции тканей оценивается как полностью определяющийся люминесценцией протопорфиринов без учета вклада в суммарный спектр аутофлуоресценции других эндогенных флуорофоров [http://vrach-aspirant.ru/lib_show/12.html]. Поэтому до настоящего времени не существовало метода определения удельной доли протопорфирина IX в суммарном спектре аутофлуоресценции, основанного только на анализе спектра нативной аутофлуоресценции при длине волны возбуждающего излучения 632.8 нм. Задачей изобретения является разработка нового способа определения относительного содержания протопорфирина IX в биологических тканях путем анализа спектра нативной аутофлуоресценции без использования экзогенных флуорофоров и препаратов, индуцирующих аутофлуоресценцию. Ткани человека содержат большое число разнообразных природных флуорофоров, которые имеют различные спектральные области флуоресценции. Некоторые флуорофоры имеют близкие или перекрывающиеся области флуоресценции, в результате чего полученное от тканей излучение флуоресценции имеет сложный спектральный состав. Например, если регистрируются два сигнала флуоресценции: первый - от флуорофора 1 (спектр 1 фиг. 1) в диапазоне длин волн Δl1 и второй - от флуофора 2 (спектр 2 фиг. 1) в диапазоне Δl2, то часть спектра 1 может перекрываться со спектром 2. В результате в диапазоне Δl2 будет регистрироваться не сигнал, пропорциональный количеству флуорохрома 2, а суммарный сигнал от спектров 1 и 2 (спектр 3 фиг 1) [Van Dilla M.A., Dean P.N., Laerum O.D., Melamed M.R. (eds.) "Flow Cytometry: Instrumentation and Data Analysis", Acad. Press, London, 1985]. Поэтому спектр нативной аутофлуоресценции тканей носит сложный составной характер. Аутофлуоресценция тканей в красной области спектра характеризуется меньшей интенсивностью флуоресценции по сравнению с интенсивностью флуоресценции в УФА и коротковолновой видимой областях. Одним из эндогенных флуорофоров, флуоресцирующих в красной области спектра, является протопорфирин IX. В силу преимущественного накопления протопорфирина IX в опухолевой ткани возникает флуоресцентный контраст между опухолью и окружающей ее здоровой тканью, что может применяться с целью флуоресцентной диагностики новообразований различной локализации. Ранее считалось, что протопорфирин IX полностью формирует спектр аутофлуоресценции при использовании длины волны возбуждающего излучения 632.8 нм. [Синичкин Ю. П., Утц С. Р. In vivo отражательная и флуоресцентная спектроскопия кожи человека.- Саратов: 2001]. Техническим результатом предлагаемого способа является возможность определения истинного относительного содержания протопорфирина IX в биологических тканях с исключением ошибок, связанных со сложным составным характером суммарного спектра аутофлуоресценции. Технический результат достигается за счет того, что относительное содержание протопорфирина IX в биологических тканях оценивают как пропорциональное удельной доле его флуоресценции в суммарном спектре аутофлуоресценции, которую определяют по формуле. При анализе спектра нативной аутофлуоресценции тканей человека нами были получены данные, что коллаген, кератин и порфирин, определяют более 97% суммарного спектра в диапазоне 650-800нм, при λex=632,8. Одновременно с этим, спектр флуоресценции кератина практически неотличим от спектра флуоресценции высокогидратированного коллагена. Из последнего следует, что любой произвольный спектр моделируется суммой двух спектров эталонов, взятых с разными коэффициентами. Первым эталоном может выступать нативный спектр коллагена или кератина, вторым – спектр водного р-ра синтетического протопорфирина-IX. Fмод(λ)=k*Fкер(λ) + m*Fпп(λ), где Fмод(λ) – модельный суммарный спектр, Fкер(λ) – эталонный спектр кератина, Fпп(λ) – эталонный спектр протопорфиринов при 650≤λ≤800. При вычислении долевого участия протопорфирина IX, в формировании произвольного суммарного спектра, критерием оценки может служить максимальная корреляция между произвольным суммарным спектром и модельным. Модельный синтезированный спектр из двух спектров-эталонов коррелирует с наблюдаемым спектром с коэффициентом 0.97- 0.99, что является доказательством того, что доля спектра флуоресценции протопорфирина IX в анализируемом суммарном спектре аутофлуоресценции вычислена достоверно (фиг. 2). Способ осуществляют следующим образом. Проводят спектроскопию анализируемого участка кожи или слизистой оболочки с помощью флуоресцентно-спектроскопической установки, например, ЛЭСА-01 (ГОСТ Р 50460-92)(гелий-неоновый лазер, 632.8 нм). Регистрацию полученного суммарного спектра аутофлуоресценции проводят с помощью компьютерной программы LESA-Soft '9" для MS Windows 1998-2000. Запись спектра аутофлуоресценции производят в виде массива данных, состоящего из значений интенсивности флуоресценции для последовательности длин волн от 649 нм до 850 нм с шагом 0.43 нм {Z1, Z2, Z3 …Zn}. Эталонный спектр кератина записывают в виде массива данных, состоящего из интенсивностей флуоресценции кератина для последовательности длин волн от 649 нм до 850 нм с шагом 0.43 нм {Y1, Y2, Y3 …Yn} и для протопорфирина IX для тех же значений длин волн {X1, X2, X3 …Xn}. Относительное содержание протопорфирина IX (I%ППIX) в суммарном спектре аутофлуоресценции вычисляют по формуле: , где {k1 k2 … kn} и {l1 l2 … ln} вычисляют по формулам: ; , где α и β вычисляют по формулам: ; , где {a1 a2 … an}, {b1 b2 … bn}, {ab1 ab2 … abn}, {f1 f2 … fn}, {fa1 fa2 … fan}, {fb1 fb2 … fbn} вычисляют по формулам: ; ; ; ; ; , где Xср, Yср и Z ср вычисляют по формулам: Xср= (X1+X2+ X3 …+Xn) / n; Yср= (Y1+Y2+ Y3 …+Yn) / n; Zср= (Z1+Z2+ Z3 …+Zn) / n, где n- количество записей в массивах данных, состоящего из значений интенсивности флуоресценции; Полученное значение доли флуоресценции протопорфирина IX в анализируемом спектре аутофлуоресценции является пропорциональным относительному содержанию протопорфирина IX в биологических тканях. Пример 1. Пациент И. 30 лет Клинический диагноз: каппилярная гемангиома кожи груди. С помощью флуоресцентно-спектроскопической установки (гелий-неоновый лазер 632.8 нм) проводят спектроскопию зоны гемангиомы и окружающей ее здоровой кожи груди. Регистрацию полученных суммарных спектров аутофлуоресценции проводят с помощью компьютерной программы LESA-Soft '9" для MS Windows 1998-2000. Запись спектра аутофлуоресценции производят в виде массива данных, состоящего из значений интенсивности флуоресценции для последовательности длин волн от 649 нм до 850 нм с шагом 0.43 нм {Z1, Z2, Z3 …Zn}. Эталонный спектр кератина записывают в виде массива данных, состоящего из интенсивностей флуоресценции кератина для последовательности длин волн от 649 нм до 850 нм с шагом 0.43 нм {Y1, Y2, Y3 …Yn} и для протопорфирина IX для тех же значений длин волн {X1, X2, X3 …Xn}. Относительное содержание протопорфирина IX (I%ППIX) в суммарном спектре аутофлуоресценции вычисляют по указанной в описании формуле. Доля флуоресценции протопорфирина IX в спектре аутофлуоресценции капиллярной гемангиомы составила 27.8 %, удельная доля флуоресценции протопорфирина IX в спектре аутофлуоресценции кожи груди составила 29.4 %. Полученные значения пропорциональны относительному содержанию протопорфирина IX в ткани гемангиомы и в окружающей его коже груди. Пациент 2. Пациентка Ф., 65 лет Клинический диагноз: Базально-клеточный рак (БКР) кожи нижнего века левого глаза. С помощью флуоресцентно-спектроскопической установки (гелий-неоновый лазер 632.8 нм) проводят спектроскопию зоны БКР и окружающей ее здоровой кожи нижнего века. Регистрацию полученных суммарных спектров аутофлуоресценции проводят с помощью компьютерной программы LESA-Soft '9" для MS Windows 1998-2000. Запись спектра аутофлуоресценции производят в виде массива данных, состоящего из значений интенсивности флуоресценции для последовательности длин волн от 649 нм до 850 нм с шагом 0.43 нм {Z1, Z2, Z3 …Zn}. Эталонный спектр кератина записывают в виде массива данных, состоящего из интенсивностей флуоресценции кератина для последовательности длин волн от 649 нм до 850 нм с шагом 0.43 нм {Y1, Y2, Y3 …Yn} и для протопорфирина IX для тех же значений длин волн {X1, X2, X3 …Xn}. Относительное содержание протопорфирина IX (I%ППIX) в суммарном спектре аутофлуоресценции вычисляют по указанной в описании формуле. Доля флуоресценции протопорфирина IX в спектре аутофлуоресценции БКР составила 36.8 ± 2.6 %, в тоже время удельная доля флуоресценции протопорфирина IX в спектре аутофлуоресценции кожи нижнего века составила 26.4 ± 3.0 %. Полученные значения пропорциональны относительному содержанию протопорфирина IX в ткани БКР и в окружающей его коже нижнего века. Таким образом, предложенный способ позволяет определить относительное содержание протопорфирина IX в биологических тканях с исключением погрешностей, связанных с включением в суммарный спектр аутофлуоресценции спектров флуоресценции других эндогенных флуорофоров, что в дальнейшем может использоваться для диагностики новообразований. Фиг. 1. Модельный спектр Анализируемый спектр Фиг. 2.

Похожие:

	Способ определения содержания левомицетина в пищевых продуктах и сорбент для его осуществления		Радиофизический факультет Цель преподавания курса «Оптические методы диагностики биотканей» состоит в изучении физических моделей распространения света в биологических...
	Способ определения местоположения подводных объектов При этом частоту вращающегося поля выбирают такой, чтобы скин-слой был не больше 5 и не меньше 0 Технический результат: повышение...		Физические процессы в тканях при воздействии током и электромагнитными полями Под действием электромагнитных полей в тканях возникают два вида токов: 1 токи смещения, и 2 токи проводимости
	Переваривание углеводов в желудочно-кишечном тракте. Катаболизм углеводов в тканях Ферментативные процессы гидролиза олиго- и полисахаридов в кишечнике, анаэробного и аэробного окисления глюкозы в тканях, их биологическая...		Квалификационные тесты по хирургической стоматологии. Методы обезболивания... Абсорбция местных анестетиков в тканях зависит а от растворимости в тканях, степени васкуляризации тканей
	Формула изобретения Способ по п. 1, отличающийся тем, что на выполненной с уклоном части поверхности закрепляют металлическую полосу		Общие требования Формула изобретения предназначается для определения объема правовой охраны, предоставляемой патентом
	Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Функция определения содержания образования. Фиксирует состав элементов содержания, подлежащих усвоению учащимися (требования к минимуму...		Способ определения энергетической ценности зерна белого люпина
	Урок биологии для учащихся 10 класса (профильный курс) по теме «Основы цитологии» Единица содержания: применение знаний о строении и функциях клеточных органоидов при решении биологических теоретических задач и...		Рефераты -№9 Новый способ пробоподготовки для определения церия в материалах энергетического машиностроения
	Способ определения эмоционального напряжения Некоммерческого партнерства специализированных организаций нефтехимической и нефтегазовой промышленности		Патентам и товарным знакам (19) Способ определения скорости посадки ротора в газодинамическом подшипнике скольжения
	Отчет изложен на 15 страницах машинописного текста, содержит 8 таблиц... Объект исследования – вода после фильтрации системой очистки воды «Золотая Формула zf-2» (ту 3697-001-96144318-2008) производства...		Способ вакуумирования пищевых продуктов и устройство для их хранения (вакуумный контейнер) Е ёмкостью 4 литра. Для создания в них высокого вакуума потребовалось бы значительное утолщение стенок, что приведёт к увеличению...