Спосіб діагностики онкологічного захворювання
Використання: медицина для діагностики онкологічних захворювань. Сутність: проба крові пацієнта в обсязі 0,05 мл досліджується за допомогою спектрального аналізу за умови багаторазового порушеного повного внутрішнього відображення в інфрачервоній ділянці спектра, з подальшою ідентифікацією захворювання шляхом порівняння спектрів крові пацієнта та здорової людини. Захворювання ідентифікують за появою спектрі смуг поглинання в діапазоні частот 1500-3000 см - 1 . При появі в спектрі смуги поглинання на частоті 1625 см – 1 ідентифікують рак крові, на частоті 1735 см – 1 – рак молочної залози, на частоті 1580 см – 1 – рак печінки, на частоті 2864 см – 1 ідентифікують лімфогрануломатоз. Спосіб дозволяє підвищити чутливість аналізу, мала кількість аналізованої крові дозволяє проводити діагностику онкологічних захворювань у дітей та новонароджених. 4 з.п. ф-ли, 6 іл.
Винахід відноситься до медицини, а саме до діагностики онкозахворювань і дозволяє по 0,05 мл крові, взятої з вени пацієнта, встановити наявність онкологічного захворювання шляхом виявлення змін у спектрі багаторазового порушеного повного внутрішнього відображення (МНПВО) в інфрачервоній області порівняно з МНПВО ІЧ-спектром крові здорової людини (донора).
Відомі способи діагностики онкологічних захворювань з використанням різних фізико-хімічних методів аналізу, у тому числі методів молекулярного аналізу, наприклад спектроскопічних [1 - 3].
Найбільш близьким до запропонованого способу є спосіб застосування одного з методів молекулярного аналізу - резонансної спектроскопії раманівського комбінаційного розсіювання світла для виявлення злоякісної хвороби. У цьому випадку відбирають пробу плазми крові пацієнта в пробірку близько 2 - 3 млвимірюють інтенсивність романівського розсіювання від плазми в частотному інтервалі від 1000 - 1600 см-1. Істотні відмінності цієї інтенсивності раманівського розсіювання на порівняних частотах від плазми здорової людини вказують на розвиток злоякісної хвороби пацієнта [4].
Зазначений спосіб має низку істотних недоліків. До них можна віднести: - Високу апаратурну складність методу; - Використання низьких частот, в області яких лежать деформаційні коливання атомів у групах та зв'язках. Останні характеризуються складністю точного віднесення та низькою інтенсивністю смуг поглинання порівняно з валентними коливаннями; - відносно низьку чутливість, пов'язану з використанням однопроменевої схеми, коли вимірювання інтенсивностей розсіяних ліній спектра проводиться послідовно для крові пацієнта з онкологічним захворюванням та крові здорової людини, що може вносити суттєву помилку; -дуже низька роздільна здатність спектрів комбінаційного (раманівського) розсіювання, що не дозволяє проводити аналіз на певній смузі поглинання і змушує брати інтервал частот, як, наприклад, 1100 - 1600 см -1 в аналізованому способі; особливо утруднено виявлення смуг поглинання, пов'язаних з онкологічним захворюванням, що знаходяться на схилах більш інтенсивних смуг поглинання молекул протеїнів; - Недостатнє дозвіл не дозволяє проводити аналіз складних молекул або молекул, що мають великі моменти інерції, а отже, значення обертальних постійних; - Високе паразитне релеєвське розсіювання, що не дозволяє зробити точну оцінку інтенсивності смуг поглинання, а також флуоресценція зразків; -відносно велика кількість плазми, що використовується 2 - 3 мл, не дозволяє даний спосіб віднести до мікроаналізу і нещо дозволяє, зокрема, використовувати його для діагностики онкозахворювань новонароджених; - Використання як джерела світла потужних лазерів, випромінювання яких може призводити до руйнування досліджуваних зразків і тим самим вносити спотворення в результати аналізу.
Від зазначених недоліків є вільний метод аналізу, що базується на використанні іншого методу молекулярного аналізу, а саме інфрачервоної спектроскопії. Як і в розглянутому вище методі, інфрачервоний спектр крові чи плазми здорової людини порівнюється з інфрачервоним спектром пацієнта з онкологічним захворюванням. При цьому відмінності в спектрі викликані змінами молекулярної структури крові, появою нових груп або хімічних зв'язків внаслідок онкологічного захворювання.
Природно, що метод ІЧ-спектроскопії, що має набагато простіше апаратурне оформлення, більш високу руйнівну здатність і чутливість [5] , кращий. До того ж метод ІЧ-спектроскопії дозволяє використовувати для аналізу область частот спектра, в якому лежать валентні коливання атомів, груп та зв'язків, які мають інтенсивність і легко дозволяють проводити віднесення коливань до певних зв'язків.
Проте пряме використання ІЧ-спектроскопії на просвіт (трансмісійний метод) не призводить до необхідного результату, т.к. недостатньо чутливості. Саме з цієї причини широковідомий метод ІЧ-спектроскопії, що застосовується в біохімії для аналізу складу та будови білків та ін [6] (відомі смуги аміду I, аміду II і т.д.), не набув поширення при діагностиці різних, в т.ч. год. онкологічних захворювань.
Метою винаходу є збільшення чутливості та роздільної здатності молекулярного аналізу крові або плазми крові, що дозволяє на ранній стадії.проводити діагностику онкологічних захворювань
Згідно винаходу мета досягнута використанням методу багаторазового порушеного повного внутрішнього відображення в інфрачервоній області спектра.
В цьому випадку на поверхню призми МНПВО (з сульфіду кадмію, кремнію, германію та ін.) наноситься тонкий шар крові і проводиться реєстрація ІЧ-спектру МНПВО за допомогою приставки до стандартного спектрофотометра (див. фіг. 1) і аналізується в діапазоні частот 1500 - 3000 см -1.
Наявність тонкої плівки на поверхні призми різко знижує фон молекул води і тим самим істотно збільшує можливість дозволу окремих смуг поглинання. У той самий час досить багато відбитків у призмі, і навіть резонансний характер МНПВО істотно збільшує чутливість методу.
Слід також відзначити, що призми МНПВО з сульфіду кадмію, кремнію, германію та ін прозорі в ІЧ-області в діапазоні частот 1500 - 3000 см -1 де лежать смуги поглинання валентних коливань груп і зв'язків, що дозволяє проводити ідентифікацію смуг. Останнє дозволяють не лише діагностувати злоякісні захворювання, а й стежити за ефективністю лікування, а також фіксувати ремісійні процеси.
Приклад 1. У здорової людини (донора) із вени шприцом беруть 0,05 мл крові та наносять на поверхню призми МНПВО. Призму поміщають у приставку МНПВЛОО, яка розташована у кюветному відділенні ІЧ-спектрофотометра, а потім реєструють спектр МНПВО. В отриманому спектрі (фіг. 2) виявлені інтенсивні, з високою роздільною здатністю, смуги поглинання, що належать крові.
Приклад 2. У пацієнта 48 років із вени шприцом беруть 0,05 мл крові та наносять на поверхню призми МНПВО. Призму поміщають у приставку МНПВО, яка розташована у кюветному відділенні ІЧ-спектрофотометра, потім реєструють спектр МНППО. В отриманому спектрі (фіг. 3) виявлена смуга поглинання на частоті 1625 см -1 відсутня у здорової людини (донора) (див. фіг. 2) і вказує на наявність у пацієнта онкологічного захворювання - раку крові.
Приклад 3. У пацієнта 39 років із вени шприцом беруть 0,05 мл крові та наносять на поверхню призми МНПВО. Призму поміщають у приставку МНППО, яка розташована у кюветному відділенні ІЧ-спектрофотометра, і потім реєструють спектр МНПВО. В отриманому спектрі (фіг. 4) виявлена смуга поглинання на частоті 1735 см -1 відсутня у здорової людини (донора) (див. фіг. 2) і вказує на наявність у пацієнта онкологічного захворювання - раку молочної залози.
Приклад 4. У пацієнта 55 років із вени шприцом беруть 0,05 мл крові та наносять на поверхню призми МНПВО. Призму поміщають у приставу МНПВО, яка розташована у дзьобовому відділенні ІЧ-спектрофотометра, і потім реєструють спектр МНПВО. В отриманому спектрі (фіг. 5) виявлена смуга поглинання на частоті 2864 см -1 відсутня у здорової людини (донора) (див. фіг. 2) і вказує на наявність у пацієнта онкологічного захворювання - раку печінки.
Приклад 5. У пацієнта 47 років із вени шприцом беруть 0,05 мл крові та наносять на поверхню призми МНПВО. Призму поміщають у приставку МНППО, яка розташована у кюветному відділенні ІЧ-спектрофотометра, і потім реєструють спектр МНПВО. В отриманому спектрі (фіг. 6) виявлена смуга поглинання на частоті 1580 см -1 відсутня у здорової людини (донора) (див. фіг. 2) і вказує на наявність у пацієнта онкологічного захворювання - лімфогрануломатоз.
Наведені приклади показують високу ефективність запропонованого способу, який дозволяє проводити раннюдіагностику, коли хімічні методи цього ще не дозволяють.
Технічний ефект запропонованого способу полягає у підвищенні чутливості приблизно в 230 разів, суттєвому збільшенні роздільної здатності за рахунок використання аналізу валентних коливань, у простоті апаратурного оформлення, використання недорогих стандартних спектрофотометрів, відносно малої кількості аналізованої крові (0,05 мл), що дозволяє проводити діагностику онкозахворювань у дітей, а також у новонароджених.
Дослідження проводилися онкологічних відділеннях Р. Москви. При цьому для отримання ІЧ-спектру МНПВО крові здорової людини було досліджено 64 донори, при аналізі раку крові досліджено 55 пацієнтів, при аналізі раку молочної залози досліджено 50 пацієнтів, при аналізі раку печінки досліджено 32 пацієнти, при аналізі онкозахворювання лімфогрануломатозу – 28 пацієнтів.
Література: 1. Патент ЕПР (Ep), 891115, G 01 N 33/754, 33/85, N 46, 1990.
2. Патент Японія, 920212 G 01 N 33/50, N 6-1876, 1993.
3. Патент РСТ (WO) 920430, кл. G 01 N 33/574, 33/53, C 07 K 15/14, N 10, 1993 року.
4. Патент США, 4832483, G 01 N 33/48, т. 1102 N 4, 1990.
5. Харрік Н. Спектроскопія внутрішнього відображення. Пров. з англ. М: Світ, 1970.
6. В.Калоуз, З.Павлічек. Біофізична хімія. - М: Мир, 1985.
1. Спосіб діагностики онкологічного захворювання, що включає забір проби крові у пацієнта та її спектральний аналіз з подальшою ідентифікацією захворювання шляхом порівняння спектрів крові пацієнта та здорової людини, який відрізняється тим, що спектральний аналіз крові здійснюють в умовах багаторазового порушеного повного внутрішнього відображення в інфрачервоній області спектра, а захворювання ідентифікують за появою у спектрісмуг поглинання в діапазоні частот 1500-3000 см-1.
2. Спосіб за п.1, який відрізняється тим, що з появою в спектрі смуги поглинання на частоті 1625 см - 1 ідентифікують рак крові.
3. Спосіб за п.1, який відрізняється тим, що з появою в спектрі смуги поглинання на частоті 1735 см - 1 ідентифікують рак молочної залози.
4. Спосіб за п.1, який відрізняється тим, що з появою в спектрі смуги поглинання на частоті 1580 см - 1 ідентифікують рак печінки.
5. Спосіб за п.1, який відрізняється тим, що з появою в спектрі смуги поглинання на частоті 2864 см - 1 ідентифікують лімфогрануломатоз.