生精物理学报第十七卷第二期.pdf

生精 物理 学 报第十 七卷第 二期 二 oo一年 六月 ACTA BI OPHYS I CA SI NI CA Vo t 1 7 No 2 J u n 2 0 0 1 用 光声 光 谱 技 术测 量 鼻 咽 癌 细胞 的光 谱 吸收 特 性 唐 志 列 夏 云 飞 李 满枝 刘全 龙 裴 缸 津 I 华 南师 范大 学料 理系 广东 广 州5 3 0 6 3 1 2中 山医科 大学 肿檀 防治 中心 广 东广 州5 1 0 O 6 O 摘 要为 了解人 鼻 咽癌 钿胞 的 光谱 嗳牧 特性 用双光束 归一化 光 声 光谱 技 术 测量 三株 人鼻 咽 癌 S UNE一1 C NE 2 CNE一1 的 归一化 嗳牧 光 谱和 光讲 吸牧 系敷 结 果袁 明 f 1 在 波 长 4 0 0 0 6 o o o A 范 目 内 这 三 株 人 鼻 咽癌 细 胞 的 光谱 吸 收 系敷 太 小 为 S UNE一1 CNE 2 CNE 1 2 在 波 长 4 2 0 0 A 处 平 均相 对 光声 信 号值 为 S UNE 1 1 3 6 CNE一2 1 2 0 CNE 1 l 1 O 三 者之 间的 差异 具有 显 著性 P值 和 CNE一1具有 不 同的光 声光 谱特 性 美 量 词 光声 光谱 光谱 吸收 系数 鼻咽癌 中圈分 类号 R7 3 3 3 文献标 识 鸸 A 0 0 1 2 人 鼻嚼癌 如 胞棘 S UNE 1 CN E 一2 生骑 学行 为 文章编 号 0 0 0 6 7 3 7 2 0 0 1 0 2 0 2 4 1 0 4 1 引 言 光声 光谱 技术是一 种灵敏度 高和普适 性强 的吸收光谱探 测方 法 特别适用 于具 有强散 射 不透 明样 品的光谱 吸收特性测量 目前 已广泛应 用于生 物组织 光谱 吸收特性 的研究 各种 不 同种类 的癌细胞 或 不同个体 的同种 癌细 胞之同存在 不 同的生物 学行为 发现和 了解这些生 物学行 为差 异对癌症 的研究 诊断 和治疗是很 有意义 的 为 了了解 人鼻咽 癌细胞 的光谱 吸收 特性 我们用双 光束归一化 光声 光谱技术 首次测量 了三株人 鼻咽癌细 胞 S UNE一1 CNE 2 CNE一1 的归 一化 吸收 光谱和 光谱 吸收 系数 发现 这三株人 鼻咽癌细 胞的光谱 吸收系数具 有 明显 的差异 2实验 方 法 2 1 实 验 装置 我们采 用能实现归 一化 光谱 测量 的双光束光声 光谱 实验装 置 如 图 1 所示 光源是磁场稳 弧卧式 1 0 0 0 W 球形短 弧氙灯 工作 电压 2 4 0 V 工 作 电流 3 2 A 单 色仪 是北京第 二 光学仪 器厂 生 产 的 W DP 5 0 0 2 A 型平面 光栅单 色 仪 扫描速 度 2 5 n m mi n 锁相器是 美 国 S t a n f o r d Re s e a r c h S y s t e ms公 司生产 的 S R5 3 0型锁相 放大器 斩 波频率 4 0 Hz 时间常数 1 0秒 样 品池 与参 考池 是结构 完全 相 同的 自制气体传 声器型光 声池 光 源发 出的光 经椭 球 聚光镜 聚焦于单 色仪 的人 口缝 从单 色仪 出 口缝 出来 的单色 光被分束镜分 为两束 一束 经透镜 聚焦到装有炭 黑 作 吸收 体的参考池 另 一束经透镜 聚焦 到装 有样 品 的样 品池 从 样 品弛 和参 考弛输 出的光声 信 号经前置 放大器放大 后分别输 送到锁相 放大器 A 和 B 锁 相器 B的输 出信号作 为归一化信号 输送到锁 相器 A 背后 的 比率计输 人端 则 比率计 的输 出信号就是 归一化 的光声信号 它 自动 收藕 日期加 0 0 1 0 2 3 基 盒项 目 广 东省 自然 科学 基 金资 助项 日 9 7 0 8 9 8 0 0 4 6 作者 简 介 唐志 列 1 9 6 3年生 鞋授 硬 士 电话 8 5 2 1 4 2 6 6 E ma i l Ta n g z h l e d u c n 维普资讯 生物物理学报 2 0 0 1证 补偿 了光源的光强 变化对待测信 号 的影 响 2 2样 品 制 作 由 中山医科 大学肿 瘤研究所 提供 的 S UNE I I CNE一1 和 CNE一2 分别 作常规传 代培 养 培养液 为含 l 0 胎牛 血清 的 RP MI 1 6 4 0 I O O u青霉 素 ml 1 0 0 g链 霉素 m1 待 细胞 处 于指数 生长期 时 用 0 O 5 胰蛋 白酶消化 计数并 配成每支 离心 管含 I 1 个 细胞 的单 细胞 悬液 离心后 分别将 上述三种 沉淀 的细胞 涂贴 在三个做好 标记 的样 品池 中 另取 培养 液一 滴于 第 四个样 品池作 为对照 空气 干燥后 即用 作光声 光谱检测 Fl g I Ex p e r i m e n t a l e q u i p m e nt f o r d ou b l e b e a m s s t a nd a r d i z e d p h o t o a c o u s t i c s p e c t r o s c o p y 2 3光谱 测 量 为 了获得被 测样品 的归一化吸收 光谱 和光谱 吸收 系数 我们用 图 l 所示 的双光束 光声 光 谱实验装 置进行 实验 从单 色仪输 出的单 色光 被分 为参考光 和探测光 参 考光被 聚焦透 镜 Ll 聚焦 到参 考池 内 c e l l 1 探测光 被聚焦 透镜 L 2聚焦到样 品池 内 c e l l 2 测试 样品置 于样品 池 内 其输 出的光声信 号正 比于样 品的光谱 吸收系数和 入射光光 强 由于人射 光光强 随波长改 变而 改变 因此 为 了获得 归一化吸收光谱 我们 在参考 池 内放置 光吸收 系数 为 1的炭黑 由于 炭黑 的光谱吸收 系数与光 的波 长无关 其光声信 号正 比于人 射光 的强度 因此 以参考 池 的光 声信 号作 分母 以样 品池 的光声信 号作 为 分子 其 比例输 出信 号则 自动消除 了光源起伏对 光谱 信号 的影响 获得样 品的归一 化光 声信 号 扫 描波长 从 4 0 0 0 6 0 0 0 A 从而可 获得归一 化光 声 光谱 为 了定量 比较 各种 不 同细 胞 株 的光 谱 吸收 系 数 的相 对 大 小 我们 选择 固定 波 长 4 2 0 0 A 对 四种样 品的归一 化光 声信 号进 行定量测 量 其 中对照 组为 1 0 胎 牛血清 的 l 6 4 0 培养液 以对 照组的光声 信号 为单位 l 并与其他三种 鼻 咽癌 细胞株 的光声信号进 行对 比 即 可获得 三种鼻咽癌 细胞株相 对吸收系 数的大小 2 4统 计 学 方 法 四次实验结果 的数据输 入 S P S S 8 0 f o r wi n d o ws 9 7统计 软件包进 行分析 比较不 同细胞 株相对 吸收系数 的均值 其差 别用单 因素方差分 析法检验 显著 水准 n 0 0 5 维普资讯 第 2期 用 光声 光谱技 术测 量 鼻咽癌 细胞 的光谱 吸收特性 2 4 3 3结 果 3 1三 株 人 鼻 咽 癌 S UNE 一1 CNE 2 CNE一 1的光 声 光 谱 测 量 结 果 如 图 2 3 2三株 人 鼻 咽 癌 S UNE一1 CNE 1 C NE 2的相对 光谱 吸 收 系数测 量结 果 如 表 1和 表 2 4讨 论 我们 采用 双 光束归 一化 光 声光谱 测 量 了 人 鼻 咽 癌 细 胞 S UNE 1 CNE 一2 和 C NE一1的光声谱特 性 从 图 2可见 在扫描 波长 为 4 0 0 0 6 0 0 0 A 范 围内 光谱 吸收 系数 最 大为 S UNE一1 其次 为 CNE 2 最 小为 CNE 1 为 了进一 步定量 比较 这三株细 胞的 光谱 吸收 系数 的相对 大小 我们选 择 固定波 Wa v e l e n g t h A F i g 2 S t a n d a r di z e d p h ot o a c ou t i c s p e c t r o s c o p y o f na s op ha r y n ge a l c a r c i n o m a c e l l a SUNE 1 b CNE一2 c CNE 长 为 4 2 0 0 A 处 对其平 均相对 光声信 号值 的差别进 行分析 它们具有 统计 学意义 见表 2 Ta b l e l M e a s u r e me n t f o r r e l a t i v e o p t i c a l a b s o r p t i o n c o e f f i c i e n t o f S U N E 1 CNE 2 a n d CN E l h a s p h a r y n g e a l c a r c i n om a c e i l L i n e s Tabl e 2 Com par i s on of mea n r e l at i ve opt i c al a bs or pt i on c oef f i ci ent a mo n g t h r e e c e l l l i n e s o f hu m a n n a s 0 p h a y n g e a I c a r c i n o m a 我们 知道 S UNE一1 和 CNE一2为低分化鳞 癌细胞 l C NE一1为高分化 鳞癌 l 我们 关 于鼻 咽癌 辐 射敏感 性 的 体外 实 验研 究表 明 S UNE 1和 CNE 2的放 射 敏感 性 均 大 于 CNE一1 这种放 射敏感性 的差 别是 否与它们表现 的光声谱特 性的差别存 在 内在 联系 值得 我们 进一步研究 关于 S UNE一1 CNE一2和 C NE一1的病理学 遗传学 和药理学 以及 分子 生物学方 面的 研究 已有许 多报道 但有 关它们光 生物学行 为方 面 的研究迄 今 尚未 见报道 本研究 的结果 维普资讯 生物物理学报 2 0 0 1 矗 为开展鼻 咽癌 光生物学方 面 的研究提 供 了一套 光声谱 吸收特性 的参 考数据 它将 为 鼻咽癌生 物学 行为方 面的研 究提供一 个新思路 参考文献 I Ro s e c wa i s A P h o t c o u s t i c s p e c t r o s c o p y b i o l o gi c a l ma t e r i a l s J S c i 1 9 7 3 1 8 1 6 5 7 2 Hu a n g M C S h e n J S u n H W S t u d y o m a n d c a c e u s i n g p h r J z r c o u s t i c p e c t r o s c o p y J J B i o me d En g I 9 9 0 1 2 4 2 5 特 玉 良 曾 路 钟 旭滨 等妊 高症红 细胞 特殊 光声 光谱 一滴红 细 胞液 检铡方 法 f J 中华 妇 产科 杂志 1 9 9 3 2 8 6 3 2 8 3 3 0 杨 小平 李满 枝 潘启 超人鼻 咽癌 细胞 株 SUNE 1 抗 肿瘤 药物 堆感 性 实验 J 癌 症 1 9 9 7 1 6 4 31 6 3 1 7 夏 云飞 黄 冰 董 秀 月 等人鼻 咽癌 细胞 株 CNE 2 辐射 生物 学特 性的 实验 研究 I J 癌 症 1 9 9 9 1 8 1 8 6 8 7 中国科 学院 中 山医科 大学人 体鼻 咽癌 上皮 样细 胞株 和棱 形细 胞 株的 建立 J 中 国科 学 1 9 7 8 I l I 3 l l 8 夏 云飞 李 志强 黄冰 三种 鼻咽 癌细 胞株 辐射 生物 学特 性 的 比较 A 中华 医学台 放射肿 瘤 学会 第 四届 垒目放 射肿瘤 学术 会 议 e文摘 要 汇编 C 武 汉 1 9 9 9 吴 阴棠 狂 慧 民 杨 小平 等 鼻咽 癌裸 鼠移 植瘤 厦其 相应 体外细 胞 株 的建立 与特 性 研究 I J l 癌 症 1 9 9 5 1 4 2 8 3 李满枝 胨军 汪慧民鼻蝈癌中 P 5 3 基因突变的研究 J l 癌症 1 9 9 8 1 7 4 2 4 6 E ffe r t P M c C o y R Ab d e l Ha mi d M e t a l A t e r a t i rJ n 0 t h e p 5 3 g e n e i n a r yn g e a l r J J J o u r n a l o f Vi r o l o g y 1 9 9 2 6 6 6 3 7 6 8 L l J H L a x S A Ki m J e t a 1 T h e e f j e c t o f c o mb i n g 删 i z i n g r a d i a t i o n a n d a d e n o v i r a l p 5 3 t h e r a p y i n n a p h a r y n g e a l c a r c i n o ma f J J I n t J Ra d i a t i o n 0n e o l o g y Bi o l P h y s l 9 9 9 4 3 3 6 0 7 PH0T0AC0US TI C ABS 0RPT I ON CHARACTERI S TI CS OF S UNE 一 1 CNE一2 AND CNE 一 1 HUM AN NAS OPHARYNGEAL CARCI NOM A CELL LI NES MEASURED US I NG PHOTOACOUS TI C TECHNI QUES TANG Zh i l i e XI A Yun f e i 2 LI M a n g z h i LI U J i n l o n g PEI Ho n g j i ng 1 De p a r t me n t o J P h y s i c s S o u t h C h i n a No r ma l Un i v e r s i t y Gu a n g z h o u 5 3 0 6 3 1 C h i n a 2 C a n c e r C e n t e r S u n Y a t s e n Un i v e r s i t y o f Me di c a l S c i e n c e s Gu a n g z h o u 5 1 0 0 6 0 C h i n a Ab s t r a c t Pu r p o s e To i n v e s t i g a t e o pt i c s l a b s or p t i o n c h a r a c t e r i s t i c s o f hu m a n n a s o p ha r y n g e a l c a r c i n o m a c e l l l i n e s M e t h o d s St a n d a r d i z e d p h o t o a c o u s t i c s p e c t r o s c o p y a nd o pt i c a l a b s o r p t i o n c o e f f i c i e n t o f SUNE 一 1 CNE 一2 a nd CNE 一 1 we r e me a s u r e d r e s p e c t i v e l y u s i n g d o ub l e b e a m s t a n d a r d i z e d p h o t o a c o u s t i c t e c h n i q u e Re s u l t s 1 i n t h e r a n g e f r o m 4 0 0 0 A t o 6 0 0 0 A o p t i c a l a b so r p t i o n c o e f f i c i e n t o f t h r e e e e l l l i n e s a r e i n t h e f o l l o wi n g o r d e r S UNE一1 CNE一2 CNE一1 2 At wa v e l e n g t h 4 2 0 0 A t h e me a n v a l u e s o f r e l a t i v e p ho t o a c ou s t i c s i g na l f or S UNE 一 1 CNE 一