[发明专利]乳腺肿瘤组织的XANES诊断方法

说明书

所属技术领域

本发明涉及乳腺肿瘤组织中微量元素的X射线吸收近边结构的检测方法，属于微量元素化学环境检测技术领域。

背景技术

同步辐射是一种高强度、宽谱带的光源，使得基于同步辐射的X射线分析方法能够测量活的、湿的样品中元素含量和化学环境的动态变化。乳腺疾病是妇女的常见病和多发病之一，乳腺癌已经成为西方国家妇女的主要杀手。在我国，近年来乳腺癌的发病率有不断上升的趋势。在部分城市和地区，乳腺肿瘤已经成为妇女肿瘤发病的前两位。早期诊断和早期治疗是减少乳腺肿瘤发病率和死亡率的主要手段。在乳腺肿瘤的早期监测和诊断中，目前主要有自我检查、影像检查和活体镜检等。影像检查主要有乳房X线照相术、超声成像、核磁共振成像(MRI)和计算机断层扫描(CT)等，它们可以作为辅助诊断的手段，近年来发展起来的衍射增强成像在肿瘤的早期诊断中也有一定作用。光谱学方法如红外光谱、激光拉曼光谱、X射线荧光分析方法(XRF)等也用于肿瘤的诊断。应用到肿瘤的早期诊断中已经有一段时间了，但由于通常X光源的强度不高致使XRF的灵敏度不是很高。

X射线吸收精细结构(X-ray Absorption Fine Structure，XAFS)技术是同步辐射应用的最重要领域之一，它是近20年来迅速发展起来的研究物质原子近邻结构的一种有效手段。XAFS的主要特点是时间和空间分辨率较高、检测限较低、能实现实时原位多种结构信息的同时获取。荧光模式XAFS技术因其能够选择性地表征低含量物质的结构，其研究样品可以是固体、液体或气体，而被广泛应用于凝聚态物理、材料科学、化学化工、地球物理、环境及生命科学等学科[3]。此外，XAFS也是生命科学研究的重要手段。生物大分子中金属离子的浓度一般在千分之几甚至更低，但对其生物活性往往起决定性作用。长期以来，生物学家都期待知道金属离子作用机制和周围环境的结构。通过荧光探测技术采集和分析XAFS谱，可以用于分析金属离子的价态、电子结构和最邻近配位环境结构。目前国际上大多数第二代同步辐射装置上的XAFS实验站都进行有关生命科学的课题，特别是第三代同步辐射具有高的光通量和亮度、波长可调和高准直性等优点，从而推动了对生物结构的研究，XAFS将在蛋白质工程、生物变异学研究和药物的结构设计中发挥巨大作用。目前，应用XAFS技术在医学方面的工作主要集中在帕金森病和前列腺炎的研究，也有用XAFS研究肾组织中的铁的价态。

钙化是乳腺组织中常见的沉积物，它常常与癌变想联系，钙化点的大小、形状、数量和分布是乳腺癌临床诊断的直接征象之一。肿瘤组织中过量的Cu能够控制过氧化歧化酶的活性使得细胞被自由基攻击和使核酸、蛋白质和酶的代谢紊乱而影响肿瘤的生长。癌变组织中的脂类过氧化而引起的Fe过量会带来DNA的损伤和正常细胞的突变，这些是体内的氧化和抗氧化而造成系统的不平衡缘故。癌细胞的快速增殖需要大量的含Fe蛋白导致恶性肿瘤中Fe的含量的增加。同样的，肿瘤组织中的血管生成也是造成Fe含量增加的原因之一。Zn是很多酶的复合体和催化剂，它通过参与生命体内DNA和RNA聚合酶的合成来直接影响核酸和蛋白的合成，在肿瘤组织中Zn的含量与患者体内的癌细胞快速增长和新陈代谢过程相关。

正常乳腺组织、良性乳腺肿瘤组织和乳腺癌组织中的微量元素的相对含量是不相同的，但传统测定方法是采用石墨炉原子吸收光谱等，由于光源强度不高，致使微量元素检测分析的灵敏度不是很高。

发明内容

本发明的目的是利用同步辐射装置的XAFS实验站记录正常的、良性的和癌变的乳腺组织中的微量元素Ca、Fe、Cu、Zn等生物组织中的微量元素的K边XAFS谱，并对其近边结构(X-ray Absorption Near-edge Structure，XANES)进行了分析，根据不同组织中微量元素化学环境的差异提供一种乳腺肿瘤组织的诊断方法，检测结果准确性高。

本发明的目的是这样实现的：

第一步：用消毒的医疗器械从病人的乳腺肿瘤中切除微量样品；

第二步：样品用蒸馏的去离子水冲洗后再用福尔马林缓冲溶液固定；

第三步：样品的XAFS(X-ray Absorption Fine Structure)检测；

第四步：用XAFS解谱软件进行相关的数据处理，得到Ca、Fe、Cu、Zn等元素的K边XANES谱；

第五步：对比正常组织、良性组织和癌组织中Ca、Fe、Cu、Zn等元素的K吸收边以及吸收曲线的峰位，确定不同类型组织中微粒元素所处的化学环境；