荷兰特温特大学的研究人员利用拉曼光谱法确认了阿尔茨海默症的早期征兆，该技术被认为适用于体内手术检查。

　　利用拉曼光谱法显示出受阿尔茨海默症影响的脑细胞。左侧图中间和右侧图像中的30×30μm区域高亮的正方形(上：斑块状，下：团状)。图片来源：荷兰特温特大学/Nature Scientific Reports。

　　荷兰特温特大学的科学家已经制作出了受阿尔茨海默症影响的脑组织图像。使用拉曼光谱技术制作的图像显示了受影响核心部位周围的区域，展示出了健康组织开始发生转变的状态。

　　拉曼显微镜使用激光束来检测化学物质。由Cees Otto领导的犹他州医学细胞生物物理学研究小组的研究人员研究了四个脑供体的脑组织，其中三个脑供体患有阿尔茨海默症。

　　阿尔茨海默症与脑组织中蛋白质浓度高的区域相关，在显微镜下变现为脑组织的斑块和缠结。拉曼成像可以获得这些受影响区域的清晰图像。有科学家评论称：“这项技术非常有吸引力，因为它显示的不仅仅是特定的蛋白质，受到蛋白质存在影响的水和脂质的存在也可以被检测到。”

　　蛋白质转化与早期诊断

　　该小组声称，受影响的脑部区域是以“清晰明确的方式”呈现的。在图像处理之后，可以显示健康状态和受影响状态之间的转化区域，并指示疾病如何在大脑中传播。此外，即使在健康人的脑组织中，也检测到显示“蛋白质活性”的小区域，该小组认为这可能是神经退行性疾病的第一个征兆。

　　该技术的工作原理如下：反射光和散射光的能量表示样品中存在的物质。研究人员在四个大脑样品中检查了4096个光谱。Otto评论称：“在化学分析中，拉曼分析已被证明是一项强大的技术。拉曼方法的主要优点之一是化学品不需要预处理，也不需要进行预先标记。”

　　体内检测

　　到目前为止，这种拉曼方法已被用于检查身体外的脑组织，但科学家们说，它甚至可以用于体内检测手术过程中特定的感兴趣区域。“与核磁共振成像(MRI)、正电子发射体层扫描(PET)和计算机断层扫描成像(CT)等方法相比，拉曼方法能够以非常高的精度检测比细胞更小的区域。”

　　“这可能是一种非常有价值的技术。拉曼图像现在显示神经细胞水平上的蛋白质活性，但灵敏度足够高，可以检测更小的区域，就像健康人的大脑样本一样。”

　　显示受影响区域的核心(红色)和过渡区域的拉曼图像：浅灰色是健康组织，深灰色不受影响，但已经在发生变化。图片来源：特温特大学/Nature Scientific Reports。

　　论文结论

　　Ralph Michael、Aufried Lenferink、Gijs Vrensen、Ellen Gelpi、Rafael Barraquer和Cees Otto在文章“高光谱拉曼成像阿尔茨海默症患者脑组织中的神经炎斑块和神经原纤维缠结”中得出以下结论：

　　“目前的研究表明高光谱拉曼成像与系统聚类分析相结合，能够识别人类阿尔茨海默症脑组织中的未染色、无标记切片中神经斑和神经原纤维缠结。斑块和缠结的拉曼信号与周围组织明显不同。”

　　“0.47μm的空间分辨率和定量的主要组织成分，如蛋白质、脂质、水和β-折叠构造允许共同定位，并对斑块和纠结形成期间的分子变化进行评估。”

　　“我们研制出的快速高光谱拉曼成像的停留时间为每像素50ms，这是一种有价值的工具，能够用于鉴定病理组织中的病变，并存储具有特定分子特征的大分子。该研究还显示，未知内源性荧光团的荧光发射与斑块和缠结位置的变化相关。”

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