Меню
Публикации
2024
2023
2022
2021
2020
2019
2018
2017
2016
2015
2014
2013
2012
2011
2010
2009
2008
2007
2006
2005
2004
2003
2002
2001
Главный редактор
НИКИФОРОВ
Владимир Олегович
д.т.н., профессор
Партнеры
doi: 10.17586/2226-1494-2019-19-3-402-409
УДК 543.4/ 519.237/616.8
ПРИМЕНЕНИЕ ИК СПЕКТРОСКОПИИ И МУЛЬТИВАРИАНТНОГО АНАЛИЗА К ИССЛЕДОВАНИЮ СЫВОРОТОК КРОВИ ПАЦИЕНТОВ, БОЛЬНЫХ ЭПИЛЕПСИЕЙ
Читать статью полностью
Ссылка для цитирования:
Аннотация
Носенко Т.Н., Ситникова В.Е., Олехнович Р.О., Успенская М.В. Применение инфракрасной спектроскопии имультивариантного анализа к исследованию сывороток крови пациентов, больных эпилепсией // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. 2019. Т. 19. № 3. С. 402–409. doi:10.17586/2226-1494-2019-19-3-402-409
Аннотация
Эпилепсия — это группа хронических неврологических заболеваний, проявляющихся в предрасположенности организма к внезапному возникновению судорожных приступов. В основе патогенеза этого заболевания лежат пароксизмальные разряды в нейронах головного мозга. Эпилепсия характеризуется отличием в уровне аутоантител в периферической крови (аАТ) к уровню глутаматного рецептора GluR1, являющегося субъединицей AMPA рецепторов (GluR1) и повышенным уровнем иммуноглобулина IgG и иммуноглобулина IgM между группой больных эпилепсией и группой здоровых. В данной статье анализировались сыворотки крови 30 здоровых доноров и 70 пациентов больных эпилепсией. Метод инфракрасной спектроскопии в сочетании с мультивариантным анализом предложен в качестве диагностического метода. В ходе работы для дифференциации группы здоровых доноров от пациентов, больных эпилепсией, были использованы следующие виды мультивариантного анализа: метод главных компонент и метод проекции на латентные структуры. Каждый из представленных методов дает наилучшие результаты при использовании первой производной спектров во всем диапазоне спектра. При анализе данной выборки с помощью регрессионных методов чувствительность составила 100 % и специфичность анализа составила 76,9 %.
Ключевые слова: эпилепсия, ИК-спектроскопия, мультивариантный анализ, сыворотка крови, метод главных компонент, метод проекций на латентные структуры
Список литературы
Список литературы
1. Petrich W. Mid-infrared and Raman spectroscopy for medical diagnostics // Applied Spectroscopy Reviews. 2001. V. 36. N 2–3. P. 181–237. doi: 10.1081/asr-100106156
2. Bellisola G., Sorio C. Infrared spectroscopy and microscopy in cancer research and diagnosis // American Journal of Cancer Research. 2012. V. 2(1). P. 1–21.
3. Li L., Bi X., Sun H., Liu S., Yu M., Zhang Y., Weng S., Yang L., Bao Y., Wu J., Xu Y., Shen K. Characterization of ovarian cancer cells and tissues by Fourier transform infrared spectroscopy // Journal of Ovarian Research. 2018. V. 11. N 1. P. 64–73. doi: 10.1186/s13048-018-0434-8
4. Baker M.J., Gazi E., Brown M.D., Shanks J.H., Gardner P., Clarke N.W. FTIR-based spectroscopic analysis in the identification of clinically aggressive prostate cancer // British Journal of Cancer. 2008. V. 99. N 11. P. 1859–1866. doi: 10.1038/sj.bjc.6604753
5. Eysel H.H., Jackson M., Nikulin A., Somorjai R.L., Thomson G.T.D., Mantsch H.H. A novel diagnostic test for arthritis: multivariate analysis of infrared spectra of synovial fluid // Biospectroscopy. 1997. V. 3. N 2. P. 161–167. doi: 10.1002/(sici)1520-6343(1997)3:2<161::aid-bspy9>3.0.co;2-a
6. Mackanos M.A., Contag C.H. FTIR microspectroscopy for improved prostate cancer diagnosis // Trends in Biotechnology. 2009. V. 27. N 12. P. 661–663. doi: 10.1016/j.tibtech.2009.09.001
7. Meurens M., Wallon J., Tong J., Noel H., Haot J. Breast cancer detection by Fourier transform infrared spectrometry // Vibrational Spectroscopy. 1996. V. 10. N 2. P. 341–346. doi: 10.1016/0924-2031(95)00030-5
8. Estepa L., Daudon M. Contribution of Fourier transform infrared spectroscopy to the identification of urinary stones and kidney crystal deposits // Biospectroscopy. 1997. V. 3. N 5. P. 347–369. doi: 10.1002/(sici)1520-6343(1997)3:5<347::aid- bspy3>3.0.co;2-#
9. Petrich W., Dolenko B., Früh J., Ganz M., Greger H., Jacob S. et al. Disease pattern recognition in infrared spectra of human sera with diabetes mellitus as an example // Applied Optics. 2000. V. 39. N 19. P. 3372–3379. doi: 10.1364/ao.39.003372
10. Choo L.P., Wetzel D.L., Halliday W.C., Jackson M., Le- Vine S.M., Mantsch H.H. In situ characterization of betaamyloid in Alzheimer’s diseased tissue by synchrotron Fourier transform infrared microspectroscopy // Biophysical Journal. 1996. V. 71. N 4. P. 1672–1679. doi: 10.1016/s0006-3495(96)79411-0
11. Szczerbowska-Boruchowska M., Dumas P., Kastyak M.Z. et al. Biomolecular investigation of human substantia nigra in Parkinson’s disease by synchrotron radiation Fourier transform infrared microspectroscopy // Archives of Biochemistry and Biophysics. 2007. V. 459. N 2. P. 241–248. doi: 10.1016/j.abb.2006.12.027
12. Gorgulu S.T., Ates N., Ilbay G., Gunes Z., Kara N., Severcan F. An FTIR approach to investigate molecular changes induced by epilepsy // WSEAS Transactions on Biology and Biomedicine. 2005. V. 2. P. 355–358.
13. Turker S., Severcan M., Komsuoglu S., Severcan F. The structural investigation of protective role of antiepileptic vigabatrin in epilepsy treatment by FTIR spectroscopy and neural networks // Molecular Biology of the Cell. 2011. V. 22. P. 691.
14. Morozov S.G., Gnedenko B.B., Asanova L.M. The treatment of neurotic depression by using extremely high-frequency electromagnetic radiation // Journal of Neurology and Psychiatry. 1996. V. 4. P. 71–74.
15. Базарова В.Г., Гранстрем O.K., Дамбинова С.А. Уровень аутоантител к субъединицам глутаматных рецепторов и иммунологические показатели крови у больных эпилепсией // Вопросы медицинской химии. 2002. Т. 48. № 4. С. 381–387.
16. Sursahil K., Abhilasha Sh., Kumar V., Garg M. Fourier transform infra red spectroscopic studies on epilepsy, migraine and paralysis // International Journal of Engineering, Transactions B: Applications. 2010. V. 23(3). P. 277–290.
17. Мусина Л.О., Зиньковский К.А., Зубарева Г.М., Бутавин Н.Ю. Особенности изменения инфракрасного спектра сыворотки крови у женщин, страдающих эпилепсией // Вестник ТвГУ. Серия: Биология и экология. 2011. № 24. С. 157–160
2. Bellisola G., Sorio C. Infrared spectroscopy and microscopy in cancer research and diagnosis // American Journal of Cancer Research. 2012. V. 2(1). P. 1–21.
3. Li L., Bi X., Sun H., Liu S., Yu M., Zhang Y., Weng S., Yang L., Bao Y., Wu J., Xu Y., Shen K. Characterization of ovarian cancer cells and tissues by Fourier transform infrared spectroscopy // Journal of Ovarian Research. 2018. V. 11. N 1. P. 64–73. doi: 10.1186/s13048-018-0434-8
4. Baker M.J., Gazi E., Brown M.D., Shanks J.H., Gardner P., Clarke N.W. FTIR-based spectroscopic analysis in the identification of clinically aggressive prostate cancer // British Journal of Cancer. 2008. V. 99. N 11. P. 1859–1866. doi: 10.1038/sj.bjc.6604753
5. Eysel H.H., Jackson M., Nikulin A., Somorjai R.L., Thomson G.T.D., Mantsch H.H. A novel diagnostic test for arthritis: multivariate analysis of infrared spectra of synovial fluid // Biospectroscopy. 1997. V. 3. N 2. P. 161–167. doi: 10.1002/(sici)1520-6343(1997)3:2<161::aid-bspy9>3.0.co;2-a
6. Mackanos M.A., Contag C.H. FTIR microspectroscopy for improved prostate cancer diagnosis // Trends in Biotechnology. 2009. V. 27. N 12. P. 661–663. doi: 10.1016/j.tibtech.2009.09.001
7. Meurens M., Wallon J., Tong J., Noel H., Haot J. Breast cancer detection by Fourier transform infrared spectrometry // Vibrational Spectroscopy. 1996. V. 10. N 2. P. 341–346. doi: 10.1016/0924-2031(95)00030-5
8. Estepa L., Daudon M. Contribution of Fourier transform infrared spectroscopy to the identification of urinary stones and kidney crystal deposits // Biospectroscopy. 1997. V. 3. N 5. P. 347–369. doi: 10.1002/(sici)1520-6343(1997)3:5<347::aid- bspy3>3.0.co;2-#
9. Petrich W., Dolenko B., Früh J., Ganz M., Greger H., Jacob S. et al. Disease pattern recognition in infrared spectra of human sera with diabetes mellitus as an example // Applied Optics. 2000. V. 39. N 19. P. 3372–3379. doi: 10.1364/ao.39.003372
10. Choo L.P., Wetzel D.L., Halliday W.C., Jackson M., Le- Vine S.M., Mantsch H.H. In situ characterization of betaamyloid in Alzheimer’s diseased tissue by synchrotron Fourier transform infrared microspectroscopy // Biophysical Journal. 1996. V. 71. N 4. P. 1672–1679. doi: 10.1016/s0006-3495(96)79411-0
11. Szczerbowska-Boruchowska M., Dumas P., Kastyak M.Z. et al. Biomolecular investigation of human substantia nigra in Parkinson’s disease by synchrotron radiation Fourier transform infrared microspectroscopy // Archives of Biochemistry and Biophysics. 2007. V. 459. N 2. P. 241–248. doi: 10.1016/j.abb.2006.12.027
12. Gorgulu S.T., Ates N., Ilbay G., Gunes Z., Kara N., Severcan F. An FTIR approach to investigate molecular changes induced by epilepsy // WSEAS Transactions on Biology and Biomedicine. 2005. V. 2. P. 355–358.
13. Turker S., Severcan M., Komsuoglu S., Severcan F. The structural investigation of protective role of antiepileptic vigabatrin in epilepsy treatment by FTIR spectroscopy and neural networks // Molecular Biology of the Cell. 2011. V. 22. P. 691.
14. Morozov S.G., Gnedenko B.B., Asanova L.M. The treatment of neurotic depression by using extremely high-frequency electromagnetic radiation // Journal of Neurology and Psychiatry. 1996. V. 4. P. 71–74.
15. Базарова В.Г., Гранстрем O.K., Дамбинова С.А. Уровень аутоантител к субъединицам глутаматных рецепторов и иммунологические показатели крови у больных эпилепсией // Вопросы медицинской химии. 2002. Т. 48. № 4. С. 381–387.
16. Sursahil K., Abhilasha Sh., Kumar V., Garg M. Fourier transform infra red spectroscopic studies on epilepsy, migraine and paralysis // International Journal of Engineering, Transactions B: Applications. 2010. V. 23(3). P. 277–290.
17. Мусина Л.О., Зиньковский К.А., Зубарева Г.М., Бутавин Н.Ю. Особенности изменения инфракрасного спектра сыворотки крови у женщин, страдающих эпилепсией // Вестник ТвГУ. Серия: Биология и экология. 2011. № 24. С. 157–160
18. Худяков Е.С., Кочелаев Е.А., Волчек А.О., Кирсанов Д.О., Джагацпанян И.Э. Применение методов хемометрики для анализа биоаэрозолей проточно-оптическим методом // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. 2016. Т. 16. № 1. С. 30–38. doi: 10.17586/2226-1494-2016-16-1-30-38
19. Эсбенсен К. Анализ многомерных данных. Избранные главы. Москва: ИПХВ РАН, 2005. 160 с.
