傅里叶变换红外光谱（FTIR）分析技术正不断发展和进步，不仅成功应用于蛋白质、糖原、核酸等生物大分子的结构分析，而且还被用于研究细胞和组织等更加复杂的体系，尤其是肿瘤细胞和组织分析。目前FTIR已广泛应用于生物学多个领域中，如细胞生物学、分子生物学、蛋白质组学、动物学、植物学、生态学、免疫学等等。

FTIR技术在生物样品研究中具有以下几个优点：

1）快速无损，无需试剂，样品用量少，各形态样品均适合，不破坏样品结构，既可研究样品表面结构，又可研究样品整体结构；

2）能在分子水平上直接了解研究分子或体系的机构，得到基因生物功能信息，新化学键的形成及类型，以及环境对生物样品的影响；

3）结合化学计量学方法，可有效提取复杂信号中的有用信息，准确进行成分的定性鉴别和定量分析，而且可以同时测定多个指标。

下面力晶小天为大家简单介绍一些成熟的应用实例：

1、生物大分子中的应用

细胞是器官和组织的最小组成单元，而细胞是由核酸、蛋白质、脂类和糖类等生物大分子组成的。细胞的红外光谱由这些分子的振动光谱叠加组成，它反映这些组分在细胞内的量及构型构象等信息，人体组织和细胞的红外光谱特征吸收频率和振动方式。

我们知道，葡萄糖、低密脂蛋白胆固醇、甘油三酯和尿素是血清中的四种主要代谢成分，也是人体健康和亚健康的重要临床指标，逐渐得到人们的重视，已有学者建立了用FTIR对四项指标进行同时快速定量检测的方法。暨南大学的尹浩优化了全血样品中血红蛋白浓度、平均红细胞血红蛋白含量和平均红细胞体积三项指标的红外快速检测方法，可大范围筛查地中海贫血症。还有研究表明，利用FTIR对人体血清样本的各种临床生化指标进行实时监测，能够快速地提取细胞变异信息，进而及时控制病变。

2、肿瘤方面的应用

近二十年来，很多学者把FTIR运用到早期癌症诊断上，癌细胞的基本生物化学特征是肿瘤的FTIR分析的基础。与正常组织的红外光谱相比，肿瘤组织的红外光谱在峰形、峰强、吸收频率等方面都有非常显著的差异。这些差异提示：癌变细胞和组织中核酸相对含量增加，糖原或胶原的相对含量下降，核酸分子中磷酸二酯基团的氢键结合力增强，脂质中亚甲基链变得更无序。已有很多人通过对核酸内部的磷酸二酯，癌变组织中糖原，蛋白质分子中的丝氨酸、苏氨酸和酷氨酸等吸收峰的检测，鉴别胃、食道、乳腺、皮肤、结肠癌等细胞，并对病程进展各期：正常→微小病理变化→恶性期做出诊断。

相对于肿瘤组织和细胞，尿液和血清样本更易获得，电子科技大学的杨红霞分别检测了两百多个癌症患者的尿液和血清样本的红外光谱，验证了癌症样本光谱的峰形和峰强与正常人的明显差异。尤其是用FTIR检测血清样品，诊断的准确率很高，从而建立了癌症早期筛查的有效方法。

更多人运用蛋白质二级结构检测方法，对癌症进行诊断筛查。红外光谱法应用于蛋白质结构的定性和定量分析已有几十年的历史，是一种非常成熟的分析方法，人们对各类蛋白质二级结构红外吸收峰，以及同类蛋白质不同组分的特种频率和指认，都已非常明确。目前，蛋白质红外检测方法已广泛应用于药物研发、产品质量控制和出厂检测中，力晶小天将会在下期为大家介绍蛋白质二级结构分析的相关内容。

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