拉曼光谱拥有识别骨关节炎患者病变软骨的潜力

2022年2月

骨关节炎是导致老年人慢性残疾的罪魁祸首。2003年，据世界卫生组织估计，60岁以上的男性和女性罹患骨关节炎的比例分别为9.6%和18%ⁱ。如果我们能够及早发现软骨退变的最初迹象，就可以显著改善患者的治疗效果。

由Riana Gaifulina博士领导的一组来自伦敦大学学院、英国皇家兽医学院和查林十字医院的研究人员和临床医生对此进行了研究。他们通过研究证明，拉曼光谱可以测定软骨磨损腐蚀的程度和骨关节炎疾病的整体状态。这项研究结果可能有助于骨关节炎退行性病变的及早发现与治疗。

快速无损的拉曼光谱技术可以检测软骨成分中的小分子变化。该研究小组使用雷尼绍inVia™共焦显微拉曼光谱仪获取整个软骨表面的单一光谱，并在软骨样本中寻找目标分子 — 硫酸化糖胺聚糖 (sGAG)。通过对样本进行全面且具有代表性的分析，他们可以评估软骨退变的进展。研究人员通过使用雷尼绍的WiRE™曲线拟合算法分析光谱范围（980 cm^-1至1120 cm^-1，尤其是1063:1003 cm^-1峰值比），能够将sGAG S-O拉伸键确定为晚期软骨损伤的一个指标。

研究人员还对高波数和指纹光谱区域进行了主成分分析 (PCA)，发现在高波数区域更容易识别早期疾病。

在了解到哪些峰值预示疾病后，研究人员改用雷尼绍RA816生物分析仪，因为它非常适合日常研究使用。他们使用雷尼绍的StreamLine™大面积快速成像技术对多个软骨样本中的健康和病变区域进行快速拉曼成像。结果发现，拉曼成像可以揭示健康软骨与受损关节中表面看起来正常的软骨之间的显著差异，以及软骨成分的空间分布。