【摘要】 傅里叶变换红外光谱（FTIR）是一种非侵入性、无标记的方法，甚至可以在形态学异常出现之前检测与肿瘤相关的早期双分子变化，这有力地支持了其在早期癌症检测中的作用。

口腔癌是全球第八大常见癌症，由于晚期诊断，口腔癌患者的发病率和死亡率往往非常高，患者的5年生存率为20%-90%。早期口腔癌通常表现为细微黏膜病变，被归类为口腔潜在恶性疾病（OPMD）。为了促进口腔癌的筛查和诊断，已经提出了各种辅助技术，例如剥脱细胞学、重要组织染色以及化学发光或自发荧光。然而大多数技术在提供准确信息和帮助临床医生早期发现口腔癌方面的能力仍然有限。傅里叶变换红外光谱（FTIR）是一种非侵入性、无标记的方法，甚至可以在形态学异常出现之前检测与肿瘤相关的早期双分子变化，这有力地支持了其在早期癌症检测中的作用。生物样品的FTIR谱图是样品中所有蛋白质、脂质、核酸和碳水化合物的特征吸收带的组合。图 1 显示了口腔上皮中重要生物分子的常见 FTIR 条带。

 

图1. 口腔上皮中生物分子的常见傅里叶变换红外 （FTIR） 条带[1]

 

FTIR 是一种多功能分析工具，适用于组织、细胞或体液。透射模式下的傅里叶变换红外成像技术可以很容易地用于补充传统的组织病理学活检诊断。反射/转染模式下的 FTIR 细胞病理学技术被证明是剥离细胞分析的宝贵工具。此外，ATR-FTIR技术在非侵入性生物流体分析中非常有用。FTIR诊断基于疾病病理学的生化变化，在癌症检测方面具有很高的灵敏度、特异性和准确性。

 

傅里叶变换红外光谱与多变量统计分析和机器学习等大数据技术相结合，为口腔癌的预防、早期检测和管理提供了巨大的潜力。图 2 显示了口腔癌的传统病理诊断与新型 FTIR 诊断之间的比较。使用传统球形源的传统台式 FTIR 成像系统的空间分辨率约为 20 μm × 20 μm。使用高亮度同步辐射光源可以将空间分辨率提高到几微米。然而，同步辐射源的可用性和可访问性有限。高分辨率红外显微镜光学器件的最新发展使传统光源的光谱质量和空间分辨率更高。近场红外技术也可以实现卓越的空间分辨率，这有可能打破衍射极限约束，将空间分辨率提高100倍。

 

为了在临床实践中使用FTIR，另一个需要解决的障碍是样品基质。透射模式下的傅里叶变换红外显微光谱是在中红外区域高度透明的特殊基材上使用薄组织切片进行的，例如氟化钡或氟化钙，成本高昂且易处理。为了更好地将FTIR纳入现有的组织病理学工作流程，一项研究将FTIR应用于病理学家在标准载玻片上从病理学家处收到的盖玻片覆盖的染色组织学组织，并使用随机分类模型证明，正常上皮、恶性上皮、正常基质和癌症相关基质的分类准确率超过95%[2]。其他技术进步正在进一步加速FTIR在口腔癌和其他生物医学领域的应用。

 

图2. 病理和FTIR口腔癌诊断的比较[1]

 

[1] Rong Wang, Yong Wang. Fourier Transform Infrared Spectroscopy in Oral Cancer Diagnosis[J]. Int. J. Mol. Sci. 2021, 22(3): 1206.

[2] Pilling M J , Henderson A , Shanks J H ,et al.Infrared spectral histopathology using haematoxylin and eosin (H&E) stained glass slides: a major step forward towards clinical translation[J].Analyst, 2017, 142(8): 1258-1268.

 

科学指南针已获得检验检测机构资质认定证书（CMA）、实验动物使用许可证、“ISO三体系认证”等专业认证，提供材料测试、高端测试、环境检测、生物服务、模拟计算、科研绘图、数据分析、试剂耗材、行业解决方案、指南针学院等多项科研产品和服务矩阵。企业致力于为高校、科研院所、医院、研发型企业等科研工作者，提供专业、快捷、全方位的检测及科研服务。

 

免责声明：部分文章整合自网络，因内容庞杂无法联系到全部作者，如有侵权，请联系删除，我们会在第一时间予以答复，万分感谢。