CN104730060A - 一种体外简便模拟骨密度可控下降及快速检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种体外简便模拟骨密度可控下降及快速检测方法。所述方法是将骨粉浸泡于乙二胺四乙酸二钠的模拟体液溶液中，采集其衰减拉曼光谱，以960cm-1处吸收峰为特征峰，根据峰高值测定骨密度下降的速率。本发明通过浸泡法，以乙二胺四乙酸二钠的模拟体液溶液中为反应体系，称取一定量的骨粉浸泡，按照不同的时间段用拉曼测出图谱，得出骨密度下降的速率对比。该体外模拟方法较之前传统的方法不仅具备成本低，操作简单方便的优点，并且该方法通过拉曼图谱检测，检测线性范围广泛，选择性好，结果可靠。
Description
技术领域
本发明公开了一种体外简便模拟骨密度可控下降及快速检测方法。本发明通过浸泡法，按照不同的时间段用拉曼测出图谱，得出骨密度下降的速率对比，尤其实验中涉及到了一个可控骨密度下降的方法。
背景技术
骨组织由很多种细胞成分以及大量钙化的细胞间质组成。骨的形态和功能是互相制约的，由于骨功能的不同，骨有不同的形态。基本可分为四类：长骨、短骨、扁骨和不规则骨。骨的钙化细胞间质又称骨基质，由有机成分和无机成分构成。
骨是动物体内最坚硬的组织，能承受很大的压力和张力，并富有弹性。骨的物理特性不仅取决于骨的形态和内部结构，而且还与骨的化学成分有密切关系。骨由有机物和无机物构成，有机物决定其弹性，无机物决定其硬度。有机物的主要成分有胶原纤维、骨粘蛋白和硫酸软骨素。骨中的无机物又称骨盐，主要成分有磷酸钙和碳酸钙等，它们以羟磷灰石[Ca5(PO4)3OH]和无定形的胶体磷酸钙等形式分布于有机物中。如果将骨除去有机物，则骨强度变低骨易碎。骨中的有机物与无机物的比例不是一成不变的。一般成年人骨含有2/3的无机物和1/3的有机物。
拉曼成像与化学发光成像不同，不需要特殊的发光标记物，并且能够提供检测范围的信息，此外相对于红外光谱来说，拉曼光谱可以实现更高的分辨率。专利CN2657585Y公开了一种涉及骨密度测量用X射线前臂骨－像转换装置。装置壳体中设有X射线发生器，能将骨像转换模拟量变换为数字信号输出而提高分辨率。辐照盒能够容纳包括手掌在内的前臂，其辐照部位的扩展有利于检测骨密度。这种技术相对于本发明过程较为繁琐，计算量大，成本较高，不够客观直接。
拉曼光谱在骨组织研究中的主要应用目前任然停留在基础研究上，然而由于骨组织所处位置的特殊性，使得通过拉曼技术进行研究存在很大的困难。
发明内容
本发明旨在发明一种体外简便模拟骨密度可控下降及快速检测方法，较前人所做的工作，不仅具备成本低，操作简单方便的优点，并且该方法通过拉曼图谱检测，检测线性范围广泛，选择性好，结果精确可靠，具有极大的潜力可以推广使用。
本发明的一种体外简便模拟骨密度可控下降及快速检测方法，是将骨粉浸泡于乙二胺四乙酸二钠的模拟体液溶液中，采集其衰减拉曼光谱，以960cm-1处吸收峰为特征峰，根据峰高值测定骨密度下降的速率。具体包含了以下的步骤：
1)在室温和常压条件下将一定量的乙二胺四乙酸二钠溶于一定量模拟体液中，可以加热加快溶解，用磁力搅拌器进行5min的充分搅拌。乙二胺四乙酸二钠质量在3-8g之间，模拟体液体积在50ml-150ml之间。
2)在室温和常压条件下将一定量的叠氮化钠溶解于步骤1)中。磁力搅拌器充分搅拌，使叠氮化钠尽可能均匀分散在体系中。叠氮化钠质量在0.5-1g之间。
3)将1g骨粉浸泡在步骤2)配置好的溶液中一定时间。时间在1-4周之间。
4)设置拉曼检测条件。
5)标准曲线绘制：在步骤3)得到的样品的浓度范围内至少选取5个时间段的样品，采集各个时间的拉曼图谱，测得各样品在960cm-1吸收峰峰高值Hi，绘制Hi-Ti标准曲线。
6)采集步骤3)得到的样品的拉曼光谱，测其在960cm-1的吸收峰峰高值。
7)根据步骤3)得到的样品960cm-1吸收峰的峰高值绘制标准曲线，计算骨密度下降的速率。
所述步骤4)至步骤7)中检测条件为：扫描范围3000-500cm-1，曝光时间1-2s，曝光次数30-60次，背景曝光次数512次，激光780nm，光阑50，光栅400刻线/mm。
所述步骤2)中叠氮化钠的浓度范围为1‰-2‰(wt‰)。
本发明通过浸泡法，以乙二胺四乙酸二钠的模拟体液溶液中为反应体系，称取一定量的骨粉浸泡，按照不同的时间段用拉曼测出图谱，得出骨密度下降的速率对比。该体外模拟方法较之前传统的方法不仅具备成本低，操作简单方便的优点，并且该方法通过拉曼图谱检测，检测线性范围广泛，选择性好，结果可靠；填补了现有技术中检测骨质下降的方法的不足。
附图说明
图1是本发明实施例1-6的拉曼图。
图2是本发明实施例1-6的Hi-Ti标准曲线图。
图3是本发明实施例1和例7-11的拉曼图。
图4是本发明实施例1和例7-11的Hi-Ti标准曲线图。
具体实施方式
为了使本发明的技术特点、发明目的及方案的优点更加直观，结合以下具体的实施例子，对本发明方案作进一步详细的说明。以下的实施例子是在本发明的方案下实施，且本发明的保护范围不限于下述的实施例。
实施例1
在室温和常压条件下将未浸泡的骨粉样品，设置拉曼检测条件：扫描范围3000-500cm-1，曝光时间1-2s，曝光次数30-60次，背景曝光次数512次，激光780nm，光阑50，光栅400刻线/mm。采集样品1-0的拉曼图谱，测得样品1-0在960cm-1吸收峰峰高值H1-0。
实施例2
在室温和常压条件下将3.7224g的乙二胺四乙酸二钠溶于100ml模拟体液中，可以加热加快溶解，用磁力搅拌器进行5min的充分搅拌；在室温和常压条件下将0.2g的叠氮化钠溶解于上述溶液中。磁力搅拌器充分搅拌，使叠氮化钠尽可能均匀分散在体系中。将1g骨粉浸泡在配置好的0.1mol溶液中1周时间。设置拉曼检测条件：扫描范围3000-500cm-1，曝光时间1-2s，曝光次数30-60次，背景曝光次数512次，激光780nm，光阑50，光栅400刻线/mm。采集样品1-1的拉曼图谱，测得样品1-1在960cm-1吸收峰峰高值H1-1。
实施例3
在室温和常压条件下将3.7224g的乙二胺四乙酸二钠溶于100ml模拟体液中，可以加热加快溶解，用磁力搅拌器进行5min的充分搅拌；在室温和常压条件下将0.2g的叠氮化钠溶解于上述溶液中。磁力搅拌器充分搅拌，使叠氮化钠尽可能均匀分散在体系中。将1g骨粉浸泡在配置好的0.1mol溶液中2周时间。设置拉曼检测条件：扫描范围3000-500cm-1，曝光时间1-2s，曝光次数30-60次，背景曝光次数512次，激光780nm，光阑50，光栅400刻线/mm。采集样品1-1的拉曼图谱，测得样品1-1在960cm-1吸收峰峰高值H1-2。
实施例4
在室温和常压条件下将3.7224g的乙二胺四乙酸二钠溶于100ml模拟体液中，可以加热加快溶解，用磁力搅拌器进行5min的充分搅拌；在室温和常压条件下将0.2g的叠氮化钠溶解于上述溶液中。磁力搅拌器充分搅拌，使叠氮化钠尽可能均匀分散在体系中。将1g骨粉浸泡在配置好的0.1mol溶液中3周时间。设置拉曼检测条件：扫描范围3000-500cm-1，曝光时间1-2s，曝光次数30-60次，背景曝光次数512次，激光780nm，光阑50，光栅400刻线/mm。采集样品1-1的拉曼图谱，测得样品1-1在960cm-1吸收峰峰高值H1-3。
实施例5
在室温和常压条件下将3.7224g的乙二胺四乙酸二钠溶于100ml模拟体液中，可以加热加快溶解，用磁力搅拌器进行5min的充分搅拌；在室温和常压条件下将0.2g的叠氮化钠溶解于上述溶液中。磁力搅拌器充分搅拌，使叠氮化钠尽可能均匀分散在体系中。将1g骨粉浸泡在配置好的0.1mol溶液中4周时间。设置拉曼检测条件：扫描范围3000-500cm-1，曝光时间1-2s，曝光次数30-60次，背景曝光次数512次，激光780nm，光阑50，光栅400刻线/mm。采集样品1-1的拉曼图谱，测得样品1-1在960cm-1吸收峰峰高值H1-4。
实施例6
将浸泡在0.1mol配置溶液中的骨粉采取浸泡时间分别为0周，1周，2周，3周，4周，标记样品名称为1-0,1-1,1-2,1-3,1-4，采集样品1-0,1-1,1-2,1-3,1-4的拉曼图谱(图1)，测得5次吸收峰峰高值H分别为523,508,430,297,240。调用Origin8.0中的定量软件，作出标准曲线(图2)和拟合的直线方程，拟合后的直线方程为y＝555-77.7x，计算出下降速率为77.7％。
实施例7
在室温和常压条件下将7.4448g的乙二胺四乙酸二钠溶于100ml模拟体液中，可以加热加快溶解，用磁力搅拌器进行5min的充分搅拌；在室温和常压条件下将0.2g的叠氮化钠溶解于上述溶液中。磁力搅拌器充分搅拌，使叠氮化钠尽可能均匀分散在体系中。将1g骨粉浸泡在配置好的0.2mol溶液中4周时间。设置拉曼检测条件：扫描范围3000-500cm-1，曝光时间1-2s，曝光次数30-60次，背景曝光次数512次，激光780nm，光阑50，光栅400刻线/mm。采集样品2-1的拉曼图谱，测得样品2-1在960cm-1吸收峰峰高值H2-1。
实施例8
在室温和常压条件下将7.4448g的乙二胺四乙酸二钠溶于100ml模拟体液中，可以加热加快溶解，用磁力搅拌器进行5min的充分搅拌；在室温和常压条件下将0.2g的叠氮化钠溶解于上述溶液中。磁力搅拌器充分搅拌，使叠氮化钠尽可能均匀分散在体系中。将1g骨粉浸泡在配置好的0.2mol溶液中4周时间。设置拉曼检测条件：扫描范围3000-500cm-1，曝光时间1-2s，曝光次数30-60次，背景曝光次数512次，激光780nm，光阑50，光栅400刻线/mm。采集样品2-2的拉曼图谱，测得样品2-2在960cm-1吸收峰峰高值H2-2。
实施例9
在室温和常压条件下将7.4448g的乙二胺四乙酸二钠溶于100ml模拟体液中，可以加热加快溶解，用磁力搅拌器进行5min的充分搅拌；在室温和常压条件下将0.2g的叠氮化钠溶解于上述溶液中。磁力搅拌器充分搅拌，使叠氮化钠尽可能均匀分散在体系中。将1g骨粉浸泡在配置好的0.2mol溶液中4周时间。设置拉曼检测条件：扫描范围3000-500cm-1，曝光时间1-2s，曝光次数30-60次，背景曝光次数512次，激光780nm，光阑50，光栅400刻线/mm。采集样品2-3的拉曼图谱，测得样品2-3在960cm-1吸收峰峰高值H2-3。
实施例10
在室温和常压条件下将7.4448g的乙二胺四乙酸二钠溶于100ml模拟体液中，可以加热加快溶解，用磁力搅拌器进行5min的充分搅拌；在室温和常压条件下将0.2g的叠氮化钠溶解于上述溶液中。磁力搅拌器充分搅拌，使叠氮化钠尽可能均匀分散在体系中。将1g骨粉浸泡在配置好的0.2mol溶液中4周时间。设置拉曼检测条件：扫描范围3000-500cm-1，曝光时间1-2s，曝光次数30-60次，背景曝光次数512次，激光780nm，光阑50，光栅400刻线/mm。采集样品2-4的拉曼图谱，测得样品2-4在960cm-1吸收峰峰高值H2-4。
实施例11
将浸泡在0.2mol配置溶液中的骨粉采取浸泡时间分别为0周，1周，2周，3周，4周，标记样品名称为2-0,2-1,2-2,2-3,2-4，采集样品2-0,2-1,2-2,2-3,2-4的拉曼图谱(图3)，测得5次吸收峰峰高值H分别为523,503,419,292,218。调用Origin8.0中的定量软件，作出标准曲线(图4)和拟合的直线方程，拟合后的直线方程为y＝555.2-82.1x，计算出下降速率为82.1％。
Claims (5)
1.一种体外简便模拟骨密度可控下降及快速检测方法，其特征在于将骨粉浸泡于乙二胺四乙酸二钠的模拟体液溶液中，采集其衰减拉曼光谱，以960cm-1处吸收峰为特征峰，根据峰高值测定骨密度下降的速率。
2.一种体外简便模拟骨密度可控下降及快速检测方法，其特征在于：浸泡后骨粉的配制如下：将一定量的乙二胺四乙酸二钠溶于一定量模拟体液中，加热加快溶解，溶解完成后加入少量的叠氮化钠抑制细菌生长；磁力搅拌器充分搅拌，使叠氮化钠尽可能均匀分散在体系中；乙二胺四乙酸二钠质量为3-8g，叠氮化钠质量为0.5-1g，加入的模拟体液体积在50ml-150ml之间。
3.根据权利要求2所述的一种体外简便模拟骨密度可控下降及快速检测方法，其特征在于叠氮化钠的浓度范围为1‰-2‰(wt‰)。
4.根据权利要求1至2所述的一种体外简便模拟骨密度可控下降及快速检测方法，其特征在于包括以下步骤：
1)在室温和常压条件下将一定量的乙二胺四乙酸二钠溶于一定量模拟体液中，可以加热加快溶解，用磁力搅拌器充分搅拌；乙二胺四乙酸二钠质量在3-8g之间，模拟体液体积在50ml-150ml之间；
2)在室温和常压条件下将一定量的叠氮化钠溶解于步骤1)中；磁力搅拌器充分搅拌，使叠氮化钠尽可能均匀分散在体系中；叠氮化钠质量在0.5-1g之间。
3)将1g骨粉浸泡在步骤2)配置好的溶液中一定时间；时间在1-4周之间；
4)设置拉曼检测条件；
5)标准曲线绘制：在待测样品的浓度范围内至少选取5个时间段的标准样品，采集各个时间的拉曼图谱，测得各标准样品在960cm-1吸收峰峰高值Hi，绘制Hi-Ti标准曲线；
6)采集样品的拉曼光谱，测其在960cm-1的吸收峰峰高值；
7)根据样品960cm-1吸收峰的峰高值个标准曲线，计算骨密度下降的速率。
5.根据权利要求4所述的一种体外简便模拟骨密度可控下降及快速检测方法，其特征在于所述的拉曼检测条件为：扫描范围3000-500cm-1，曝光时间1-2s，曝光次数30-60次，背景曝光次数512次，激光780nm，光阑50，光栅400刻线/mm。
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