激光、CCD检测器和光纤探针技术的发展使拉曼光谱在生物医学领域中的研究进展日新月异.迄今为止，拉曼光谱已经应用于各种生物医学组织的体内和体外检测，诸如：癌症的早期诊断、皮肤各层组织的分子浓度分布和药物分子对其渗透作用的体内无损检测、动脉粥样硬化斑组成的检测、病原体微生物的快速鉴定等等。本文结合拉曼光谱仪器以及光谱数据处理技术的进展简要回顾近几年来拉曼光谱在生物医学领域的研究进展.

1 仪器进展

        20世纪80年代，集近红外激光激发避免样品荧光干扰和傅立叶变换的快速处理技术优势于一体的傅立叶变换拉曼光谱仪(FT-Raman)蓬勃发展.与此同时，传统的色散型拉曼光谱技术也得到了迅速发展，检测精度和检测范围得到了极大改善和拓展。如今，随着激光技术、CCD检测器和光纤探针技术的发展特别是全息陷式滤波器的引人，色散型拉曼光谱走在了拉曼仪器技术发展的最前沿.拉曼光谱应用于临床实现快速、灵敏的在体检测的一条可行的途径是光纤探针和拉曼光谱仪的联用，人们根据不同的检测需要，即针对不问的检测对象设计了不同的光纤探头，实现了对某些器官的在体、原位检测.

2 数据分析

        各种生物医学组织光谱数据库的建立以及归类统计分析算法的确立是拉曼光谱用于临床诊断的关键.主成分分析(PCA)、多元线性回归分析(MLR)、人工神经网络识别(ANNS)以及聚类统计分析(KCA)等在光谱数据的归类与识别中成效显著。理想的情况是将相应的光谱数据库与合适的分类算法有效结合开发出相关的数据分析软件，并与光谱仪的数据采集系统以适当的接口连在一起，实现数据采集与数据分析同时、同步进行。目前，Puppets的实验室进行了成功尝试。

3 应用进展

3.1 癌症及癌前病变组织组织 和细胞在癌变过程中，其分于组成和分于结构都会在一定程度上发生变化。与常规临床诊断方法相比，拉曼光谱方法另辟蹊径试图从分子层面区别癌症和癌前病变组织的差异，实现癌症的早期诊断。Mahzdevau等曾对脑瘤、乳腺癌、妇科癌症如子宫颈癌、卵巢癌、子宫内膜癌等、胃肠道肿瘤如结肠癌和食道癌等等癌症及癌前病变组织的体外拉曼检测进展进行过详细评述。目前，除乳腺、皮肤等体表组织以及胃肠道中的结肠、食道组织和妇科肿瘤中的子宫颈组织可实现体内检测外，其他器官组织还停留在离体检测阶段.我们实验室正围绕这一课题展开研究.
3.2 皮肤 随着化妆品工业日益发展的需要，科学家对研究皮肤中各层组织的氨基酸分子浓度分布和药物分子对其渗透作用的体内尤损检测表现出更加浓厚的兴趣.研究角质层中的水及游离氨基酸的浓度及其分布状况以及药物分子如二甲亚砚与皮肤角质层的作用机理成为现阶段此领域的研究热点.Puppets实验室采用自动化的共焦显微拉曼光谱对皮肤表面以下的各个深度作连续的拉曼光谱采集，快速检测了皮肤的氨基酸分子浓度分布。同时，他门还探讨了穿透增强因子二甲亚矾(DMSO)在人皮肤中的渗透作用。实验研究证明，体内共焦显微拉曼光谱有望在皮肤病学的理论与应用领域以及化妆品工业有广泛的应用前景。
3.3 眼科学 自从Yu等人第一次将拉曼光谱引人眼科学研究后，关于眼角膜、(眼球的)水状体、玻璃体和视网膜色素的拉曼检测已有报道，但大多数仅限于体外检测，因为拉曼信号微弱，要想增强检测信号就必须增强激光的能量并加长扫描时间，这就会对人眼睛造成伤害，从而成为拉曼体内检测眼睛的瓶颈。共焦显微拉曼光谱的出现解决了这一难题。Bauer等首次成功地获得了人眼角膜组织的体内拉曼检酗的光谱图。即使在1秒的积分时间里边也可以得到足够清晰的谱图。
3.4 病原体微生物 与临床相关的病原体微生物的快速鉴定领域，拉曼光谱也显示了其优越性.Kees Maquelin等成功地实现了对培养的微生物小菌落的检测和不同菌株的拉曼归属。最近有报道，念珠菌这种重要的临床病原体也实现了快速拉曼鉴定.
3. 5 动脉粥样硬化斑 动脉粥样硬化疾病一直是困扰医学界的难题。荧光光谱虽然可以通过对动脉组织的体外检测来辨别三种疾病种类:非动脉硬化、非钙化斑和钙化斑。但是，许多生物组织的荧光信号相似导致不能得到丰富的信息。拉曼光谱很好的实现对动脉粥样硬化斑成分的检测，判定什么样的动脉粥样斑会引起致命的心脏疾病。倘若能实现体内检测必将影响深远.
        当然，拉曼光谱应用于生物医学领域的范围极广，譬如Alzheimer's疾病、骨组织紊乱、红血细胞病等病变组织的检测工作也是目前的热门方向，这里不再奖述.

4 结束语

        拉曼光谱作为一种典型的现代仪器分析手段，其在生物医学领域的应用方兴未艾.但若真如人们期望的那样走向临床成为一种诊断工具，还有一段漫长的路要走.总的来说它需要拉曼仪器、数据自动分析与计算机模拟以及与临床相关的光纤探针三个方面共同发展和有机结合.从近十年的研究进展来看，不论是体表的乳腺和皮肤组织还是体内的脏器如胃肠道、肝等，都已经实现或者正在努力实现体内检测;不论是单个细胞的激光捕集检测还是组织切片的二维扫描，都能清晰地获得与组织形态学相关的伪彩色拉曼图象.因此，可以相信拉曼光谱技术在医学上的应用，将会迎来它历史上发展的第三个春天。 

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