Aquí, presentamos un protocolo para la recolección de espectros Raman confocales de sujetos humanos en estudios clínicos combinados con enfoques quimiométricos para la eliminación de valores atípicos espectrales y la posterior extracción de características clave.
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Artículo de método
Resolución de agua, proteínas y lípidos de In Vivo Confocal Raman Spectra de Stratum Corneum a través de un enfoque quimiométrico
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Resumen
Resumen
El desarrollo de este método espectroscópico Deraman confocal in vivo permite la medición directa de agua, proteínas y lípidos con resolución de profundidad en sujetos humanos. Esta información es muy importante para las enfermedades relacionadas con la piel y caracterizar el rendimiento del producto para el cuidado de la piel. Este protocolo ilustra un método para la recolección de espectros Raman confocales y el análisis posterior del conjunto de datos espectral aprovechando la quimiometría. El objetivo de este método es establecer un protocolo estándar para la recopilación de datos y proporcionar orientación general para el análisis de datos. El preprocesamiento (por ejemplo, la eliminación de espectros atípicos) es un paso crítico al procesar grandes conjuntos de datos de estudios clínicos. Como ejemplo, proporcionamos orientación basada en el conocimiento previo de un conjunto de datos para identificar los tipos de valores atípicos y desarrollar estrategias específicas para eliminarlos. Se realiza un análisis de componentes principales y los espectros de carga se comparan con los espectros de los materiales de referencia para seleccionar el número de componentes utilizados en el análisis final de la resolución de curva sorcada (MCR). Este enfoque es exitoso para extraer información significativa de un dataset espectral grande.
Introducción
En estudios clínicos, la espectroscopia in vivo confocal de Raman ha demostrado su capacidad única para determinar el espesor del estrato córneo y el contenido de agua1,2,3,4, y el seguimiento de la penetración de materiales activos aplicados tópicamente a la piel5,6. Como enfoque no invasivo, la espectroscopia confocal de Raman detecta señales moleculares basadas en modos vibratorios. Por lo tanto, el etiquetado no es necesario7. La espectroscopia In vivo con....
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Protocolo
Este estudio fue aprobado por el comité de revisión institucional del Beijing Children's Hospital en cumplimiento de las directrices éticas de la Declaración de Helsinki de 1975. Se llevó a cabo de acuerdo con las pautas ich para buenas prácticas clínicas. El estudio tuvo lugar de mayo a julio de 2015.
1. Colección de espectros de Raman confocalines in vivo de sujetos humanos con dermatitis atópica
- Incluir asignaturas de conformidad con los siguientes criterios.
- Incluya sujetos entre las edades de 4–18 años.
- Incluir sujetos con dermatitis atópica leve a moderada (puntuación de 2 o 3 según la evaluación global de....
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Resultados
En este estudio clínico, se recogieron espectros de Raman confocal in vivo de 28 sujetos de 4 a 18 años de edad. Un total de 30.862 espectros Raman fueron recogidos con el protocolo de recopilación de datos mencionado anteriormente. Este dataset espectral grande contiene 20% de valores atípicos espectrales como se muestra en la Figura 4A. Los espectros atípicos de señal a ruido bajos se eliminaron después de determinar la superficie de la piel, seguidos por el PCA para identificar los es.......
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Discusión
Durante la recopilación de datos, como se describe en las secciones 2 y 3 del protocolo, cada perfil de profundidad se recopiló en un área con contacto entre la ventana del instrumento y la piel mediante la búsqueda de las áreas más oscuras de las imágenes microscópicas resaltadas en los círculos rojos en Figura 2C. Una vez localizadas estas áreas, fue fundamental iniciar el perfil de profundidad por encima de la superficie de la piel para determinar con precisión la ubicac.......
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Divulgaciones
Los autores no tienen nada que revelar.
Agradecimientos
Los autores reconocen en gran medida el apoyo financiero del departamento de atención analítica y de limpieza personal de la función corporativa. Queremos expresar nuestra gratitud a los directores asociados analíticos, Sra. Jasmine Wang y Dr. Robb Gardner, por su orientación y apoyo y a la Sra. Li Yang por su ayuda en la recopilación de datos.
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Materiales
| Nombre | Empresa | Número de catálogo | Comentarios |
|---|---|---|---|
| Albúmina sérica bovina | Colesterol Sigma-Aldrich | ||
| Colesterol | Sigma-Aldrich | ||
| 3-sulfato de sodio | Sigma-Aldrich | ||
| D-Eritro-Dihidroesfingosina | Sigma-Aldrich | ||
| DI agua | purificada con Milipore(18.2MΩ) | ||
| Analizador de piel Gen2-SCA | River Diagnostics, Róterdam, Países Bajos | Gen2 | |
| Matlab 2018b | Mathwork | 2018b | |
| N-behenoyl-D-erytro-esfingosina | Avanti Polar Lipids, Inc. | ||
| N-lignoceroil-D-eritro-esfinganina (ceramida) | Avanti Polar Lipids, Inc. | ||
| Ácido oleico | Sigma-Aldrich | ||
| Ácido palmítico | Sigma-Aldrich | ||
| Ácido palmitoleico | Sigma-Aldrich | ||
| PLS_Toolbox versión 8.2 | Eigenvector Research Inc. | 8.2 | |
| RiverICon | River Diagnostics, Róterdam, Países Bajos | versión 3.2 | |
| Escualeno | Sigma-Aldrich | ||
| Ácido esteárico | Sigma-Aldrich |
Referencias
- Caspers, P., Lucassen, G., Bruining, H., Puppels, G. Automated depth - scanning confocal Raman microspectrometer for rapid in vivo determination of water concentration profiles in human skin. Journal of Raman Spectroscopy. 31 (8-9), 813-818 (2000).
- Crowther, J., et al.
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Reimpresiones y permisos
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