Raman 学堂 第4期丨赛默飞拉曼技术如何实现肿瘤分析

Thermo Scientific™ OMNIC™ xi软件

Thermo Scientific™ DXR™ 3xi显微拉曼成像光谱仪是一款完全一体化的高性能研究级快速成像仪器，是组织、细胞、有机活体等生物类样品分析的理想工具：

取至10例原发性软骨源性肿瘤患者，这些样本在后续跟踪中发现采取相应治疗措施之后，样本1-8未观察到明显的病变；样本9在6个月后出现局部复发和淋巴结转移；样本10在12个月后出现局部复发，在13个月后出现肺部转移。根据病理组织切片制备样品，每个样本选取连续位置的2个切片，其中一个不进行染色，用于拉曼测试分析。

人骨肉瘤细胞（MG-63）和成骨分化的间充质干细胞（MSC），依照细胞培养要求在玻片上进行细胞培养。

软骨肉瘤组织切片来源的样本信息

不同恶化程度的软骨肉瘤组织切片：(A) EC（内生软骨瘤）; (B) CS G1（内生软骨瘤I级）; (C) CS G2（内生软骨瘤II级）; (D) CS G3（内生软骨瘤III级）

在研究的10例不同恶性程度肿瘤组织中，从EC到CS GS3不同恶化程度，每个样本获取的平均光谱，不论是胶原质的峰还是通过LDA模型计算，均因恶化程度不一样而表现出明显差异性变化。结果表明拉曼光谱能够提供不同肿瘤组织病变过程的生化信息，为软骨肿瘤的恶性程度分级提供了可能。

10个病人4种不同恶化程度软骨肉瘤组织的拉曼光谱 ：EC; CS G1; CS G2; CS G3

拉曼光谱以苯基丙氨酸峰（1003cm^-1，I₁₀₀₃=1）为基准进行归一化，对比不同恶化程度样本中胶原质的特征峰强变化（I₇₂₈，I₈₃₀和I₁₂₀₆）

LDA模型计算用于鉴别不同恶化程度样本差异性

在MG-63细胞和成骨分化的MSC细胞样品中的拉曼成像分布中，半胱氨酸（669cm^-1）和羟基磷灰石（960cm^-1）的分布通过峰的差异以颜色变化直观表现，通过这种直观颜色变化的差异，可以用于成骨分化细胞和骨肉瘤细胞的识别和鉴定。

MG-63细胞（ABC）和分化骨MSC细胞（DEF），半胱氨酸（669cm^-1，图B和E）和羟基磷灰石（960cm^-1，图C和F）的分布

Thermo Scientific™ DXR™ 3xi显微拉曼成像光谱仪及专业软件不仅实现快速光谱采集与分析，通过化学计量学方法实现大量生物样本的研究，同时快速成像功能还可以通过成像分析实现组织切片和细胞微区的全面快速分析。

本案研究结果表明，拉曼光谱技术可以作为肿瘤分析和病理学辅助分析的一种工具，尤其是早期未见形态学变化的病变组织、肿瘤恶化程度分级等，有望实现在临床应用中帮助提高诊断准确性。