光谱数据分析装置、生物物质检测系统和方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了光谱数据分析装置、生物物质检测系统和方法。该光谱数据分析装置计算对应于生物体组织中存在的物质的拉曼光谱的C-H谱带与酰胺I谱带的光谱强度比率；以及基于所计算的比率，自动判定物质中有无β淀粉状蛋白。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及光谱数据分析装置、生物物质检测系统和生物物质检测方法，更具体地，涉及光谱数据分析装置，其中，使用拉曼光谱法检测生物体组织中累积的β淀粉状蛋白。
技术介绍
β淀粉状蛋白(amyloidii)是神经炎斑块的主要组成部分，神经炎斑块被视为阿尔茨海默病(Alzheimer' s disease)的病人脑内的特征病变。β淀粉状蛋白是约40个氨基酸的多肽，并且从淀粉状前体蛋白质(APP)中在细胞膜贯通区域的附近切去两种分泌酶。在家族性阿尔茨海默病的患者中，现存有关于APP点突变的家族谱的报告，其指出，β 淀粉状蛋白可能是阿尔茨海默病的诱发物质。β淀粉状蛋白积累在玻璃疣(其是年龄相关性黄斑变性的病人的视网膜的典型病变)中，并且与年龄相关性黄斑变性的病状有关，参见Drusen associated with aging and age-related macular degeneraion contain proteins common to extracellular deposits associated with atherosclerosis, elastosis, amyloidosis, and dense deposit disease, FASEB J. 2000May ； 14(7) :835-46 的报道。年龄相关性黄斑变性是一种通过视网膜的黄斑区的萎缩或新血管化而致盲的疾病。年龄相关性黄斑变性是西方和其他发达国家成年人失明的头号原因。在日本，这种疾病代表了在伴随糖尿病视网膜病的青光眼之后的失明的主要病因。因此，迫切需要确立年龄相关性黄斑变性的早期诊断方法。使用夹式酶链免疫吸附剂化验的化验系统，可用作检测β淀粉状蛋白的化验系 (#JAL Isolation and quantification of soluble Alzheimer' s beta-peptide frombiological fluids, Nature. 1992Sep 24 ；359 (6393) :325-7)。此外，使用拉曼光谱法的检测方法可用作检测β淀粉状蛋白的技术，如Raman signature from brain hippocampus could aid Alzheimer' s disease diagnosis，Appl Opt. 2009Aug 20；48(24) :4743-8中所描述。该公开尝试提供以下方法来诊断阿尔茨海默病，其通过注射β淀粉状蛋白到大脑海马状突起的CAl区域内而产生得了阿尔茨海默病的大鼠，并对从其去除的海马状突起组织的冰冻切片进行拉曼光谱分析。该公开描述从疾病组织获得的拉曼光谱中在酰胺I振动谱带的波数1670CHT1处出现特征峰。它还报道，通过曲线拟合将酰胺I振动谱带的光谱分解为多个波形分量，从而建立正常组织的多个不同的峰波数的波形分量，以及疾病组织的峰波数1670CHT1处的单个主波形分量。从这些发现中， 该公开推断，疾病组织中的β淀粉状蛋白的聚集的检测可能通过检测波数1670CHT1处的拉曼峰而进行。关于本专利技术，可使用设计为通过拉曼光谱法测量或检测眼内物质的装置。例如 JP-A-10-272100公开了一种装置，其通过从激励光学系统发出可见的近红外单色或单波长激励光束的光线到眼球，并通过使用光学接收系统检测来自眼球的包含散射光和荧光中至少之一的光，而测量眼内物质。JP-T-2005-514137公开了一种装置，其形成了黄斑类胡萝卜素的拉曼图像(此处使用的术语“JP-T”指所公开的PCT专利申请的日语译文)。该装置产生表示类胡萝卜素的空间分布和浓度的图像，其所使用的部件包括光源，生成特定波长的光，该特定波长产生具有对于类胡萝卜素的波长偏移的拉曼响应；与光源光学连通的光发送和回收方法，其用于将光导向组织、并且回收来自于组织的散射光；波长选择装置，用于从回收的散射光中选择拉曼偏移光；以及检测装置，用于测量类胡萝卜素的特征频率处的拉曼偏移光的强度。
技术实现思路
β淀粉状蛋白与阿尔茨海默病或年龄相关性黄斑变性的病状有关，因此可以非侵害性地检测积累在生物体组织中的β淀粉状蛋白的技术被认为对这些疾病的早期检测和治疗是有用的。相应地，期望提供一种可以非侵害性地检测生物体组织中的物质的技术。本专利技术人发现，通过使用拉曼光谱法获得表示光谱数据、对应于生物体组织中存在的物质的光谱，以及之后使用预定方法处理光谱数据，可以准确检测生物体组织中的β 淀粉状蛋白。基于此发现，本专利技术的一个实施方式提供了一种光谱数据分析装置，其计算对应于生物体组织中存在的物质的拉曼光谱的C-H谱带与酰胺I谱带的光谱强度比率，并且基于所计算的比率，自动判定物质中有无β淀粉状蛋白。在根据本专利技术的实施方式的光谱数据分析装置中，光谱强度比率是拉曼光谱中波数1463CHT1与1658CHT1处的光谱强度的比率。 在根据本专利技术的实施方式的光谱数据分析装置中，该比率可由通过曲线拟合从拉曼光谱分解成的多个波形分量而计算出。本专利技术的另一实施方式提供了一种光谱数据分析装置，其通过曲线拟合将对应于生物体组织中存在的物质的拉曼光谱的酰胺I谱带分解为多个波形分量，并计算(i)在 1635cm—1到1700cm—1波数范围内具有峰波数的波形分量的光谱强度与(ii)在1635cm—1到 1655CHT1波数范围内具有峰波数的波形分量的光谱强度的比率，并且基于所计算的比率，自动判定物质中有无β淀粉状蛋白。本专利技术的又一实施方式提供了一种生物物质检测系统，包括测量装置，用于获得对应于生物体组织中存在的物质的拉曼光谱；以及本专利技术实施方式的光谱数据分析装置。通过该装置，可以基于所计算的比率、以提高的精度，非侵害性地检测生物体组织中存在的β淀粉状蛋白。本专利技术的又一实施方式提供了一种生物物质检测方法，包括计算对应于生物体组织中存在的物质的拉曼光谱的C-H谱带和酰胺I谱带的光谱强度比率；并且基于所计算的比率，判定物质中有无β淀粉状蛋白。本专利技术的又一实施方式提供了一种生物物质检测方法，包括通过曲线拟合将对应于生物体组织中存在的物质的拉曼光谱的酰胺I谱带分解为多个波形分量，并计算(i) 在1635cm—1到1700cm-1波数范围内具有峰波数的波形分量的光谱强度与(ii)在1635cm—1 到1655CHT1波数范围内具有峰波数的波形分量的光谱强度之间的比率，并且基于所计算的比率，自动判定物质中有无β淀粉状蛋白。此处使用的“生物体组织”包括视网膜和大脑组织，以及来自神经、血管、皮肤、胃、 小肠、肾以及体液的各种其他组织。根据本专利技术的实施方式，提供了一种可非侵害性地检测生物体组织中的物质的技术。附图说明图IA和图IB是说明从包含β淀粉状蛋白的生物体组织(图1Α)和不包含β淀粉状蛋白的生物体组织(图1Β)获得的拉曼光谱的实例的图形表示。图2是说明从包含β淀粉状蛋白的生物体组织获得的拉曼光谱波形分量的实例的图形表示。图3是说明从不包含β淀粉状蛋白的生物体组织获得的拉曼光谱波形分量的实例的图形表示。图4是表示从测试例1获得的拉曼光谱的光谱图。图5是表示通过分解受试眼睛的拉曼光谱的酰胺I振动谱带所获得的波形分量的光谱图。图6是表示通过分解对照眼睛的拉曼光谱的酰胺本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种光谱数据分析装置，计算对应于生物体组织中存在的物质的拉曼光谱的Ｃ－Ｈ谱带与酰胺Ｉ谱带的光谱强度比率；以及基于所计算的比率，自动判定所述物质中有无β淀粉状蛋白。

【技术特征摘要】
2010.07.02 JP 2010-151721;2011.02.24 JP 2011-037791.一种光谱数据分析装置，计算对应于生物体组织中存在的物质的拉曼光谱的C-H谱带与酰胺I谱带的光谱强度比率；以及基于所计算的比率，自动判定所述物质中有无β淀粉状蛋白。2.根据权利要求1所述的光谱数据分析装置，其中，所述光谱强度比率是所述拉曼光谱中波数1463cm—1与1658CHT1处的光谱强度的比率。3.根据权利要求2所述的光谱数据分析装置，其中，所述比率是通过曲线拟合将所述拉曼光谱分解为多个波形分量而计算出的。4.一种光谱数据分析装置，通过曲线拟合将对应于生物体组织中存在的物质的拉曼光谱的酰胺I谱带分解为多个波形分量，并计算(i)在1635cm—1到1700cm—1波数范围内具有峰波数的波形分量的光谱强度与(ii)在1635CHT1到1655CHT1波数范围内具...

【专利技术属性】
技术研发人员：松居惠理子，玉田作哉，岸本拓哉，安田章夫，
申请(专利权)人：索尼公司，
类型：发明
国别省市：JP