光谱数据是否随时间的正常推移而变化

在疾病的发生和发展过程中，血液中的分子组成经常发生变化，因此检测血液成分可能为快速诊断提供了一条途径。

迄今为止，检测血液成分的挑战是，某种疾病的信息分子浓度可能非常低，而可能相关的不同分子数量却非常高。

据麦姆斯咨询报道，由慕尼黑大学（LMU）和马克斯·普朗克量子光学研究所（MPQ）组成的一支科研团队，通过研究一个人的血液成分在数天、数周或数月内的基线稳定性，来判断疾病的发生。

据《自然-通讯》（Nature Communications）报道，该项目通过傅立叶变换红外光谱（FTIR）从血液样本中创建了红外分子指纹（infrared molecular fingerprints，IMFs），并研究了光谱数据是否随时间的正常推移而变化。
 

如果光谱数据保持稳定，那么它就可以成为个体患者的合适生物标志物，并可以有意义地检测出由疾病引起的任何细微变化。

该项目在其发表的论文中指出：“首先，我们测试能否从大量液体血清和血浆样本中直接获得可重复的红外光谱指纹，并确定志愿者个体的自然生物变异范围。其次，我们定量地将任何给定个体的红外分子指纹随时间的变化与不同个体之间的变化程度联系起来。”

该科研团队获得了波长为3至10微米的傅立叶变换红外光谱。在这个光谱区域内，生物分子的分子指纹是众所周知的，但水的吸收性很强。所以，去除参考的水分子光谱，就可以清晰地记录血液的中红外指纹。

该科研团队使用来自31个人的血液生成数据，这些个体在7周的时间内被取样了13次，6个月后再次取样。测量直接在液体血清和血浆样品上进行。

从血液中创建红外分子指纹

健康监测与预防医学

研究结果表明，红外分子指纹可以用于正确识别血液样本来自的个体患者，此后准确率约为80%。该科研团队将其描述为“非常稳定”，因为在此期间，大多数人的正常生活方式存在自然变化，这种变化很可能反映在血液中。

该研究团队负责人米哈埃拉·伊格曼说：“这项新发现的基于血液红外分子指纹的时间稳定性为未来微创红外光谱技术的应用奠定了基础，有望成为未来健康监测的可靠方法。”

这一研究结果也证明了红外分子指纹可以在血液样本中以节约时间和具有成本效益的方式进行可靠地直接检测，作为最终临床适用性的指标。

米哈埃拉·伊格曼评论说：“在这种情况下，关键在于分析应足够灵敏、足够广泛，以涵盖各种可能的分子或分子类型，从而能够在早期监测个人健康并发现疾病。”

“除了在健康监测和预防医学领域的应用外，系统生物学（Systems biology）也可从这种方法中受益。”

注：系统生物学是一个使用整体论（而非还原论）的方式，整合不同学科、层次的信息，以研究、分析、理解（即多组学整合分析）生物系统如何行使功能的学术领域。系统生物学通过研究各个生物系统内部所有组成成分间，各分子层面上的相互关系和相互作用，期望最终能够建立整个系统的可理解模型，以及为有机体绘制完整图谱。

责任编辑：lq