Tutaj prezentujemy protokół zbierania konfokalnych widm Ramana od ludzi w badaniach klinicznych w połączeniu z metodami chemometrycznymi do usuwania widmowych wartości odstających i późniejszej ekstrakcji kluczowych cech.
Subskrypcja JoVE jest wymagana do oglądania tego materiału. Zaloguj się lub rozpocznij bezpłatny okres próbny.
Artykuł metodologiczny
Rozpoznawanie wody, białek i lipidów z konfokalnych widm ramanowskich warstwy rogowej naskórka in vivo za pomocą podejścia chemometrycznego
* These authors contributed equally
W tym artykule
Podsumowanie
Streszczenie
Rozwój tej metody konfokalnej spektroskopii Ramana in vivo umożliwia bezpośredni pomiar wody, białek i lipidów z rozdzielczością głębokości u ludzi. Informacje te są bardzo ważne w przypadku chorób związanych ze skórą i charakteryzowania działania produktów do pielęgnacji skóry. Protokół ten ilustruje metodę konfokalnego zbierania widm Ramana i późniejszej analizy zestawu danych spektralnych z wykorzystaniem chemometrii. Celem tej metody jest ustanowienie standardowego protokołu gromadzenia danych i dostarczenie ogólnych wskazówek dotyczących analizy danych. Wstępne przetwarzanie (np. usuwanie widm wartości odstających) jest krytycznym krokiem podczas przetwarzania dużych zbiorów danych z badań klinicznych. Na przykład udostępniamy wskazówki oparte na wcześniejszej wiedzy na temat zestawu danych, aby zidentyfikować typy wartości odstających i opracować konkretne strategie ich usuwania. Przeprowadzana jest analiza składowych głównych, a widma obciążenia są porównywane z widmami materiałów referencyjnych w celu wybrania liczby składników użytych w końcowej analizie rozdzielczości krzywej wielowymiarowej (MCR). Takie podejście jest skuteczne w przypadku wyodrębniania istotnych informacji z dużego zestawu danych spektralnych.
Wprowadzenie
W badaniach klinicznych, konfokalna spektroskopia Ramana in vivo wykazała swoją unikalną zdolność do określania grubości warstwy rogowej naskórka i zawartości wody1,2,3,4, oraz śledzenie penetracji substancji aktywnych miejscowo stosowanych na skórze5,6. Jako podejście nieinwazyjne, konfokalna spektroskopia Ramana wykrywa sygnały molekularne w oparciu o tryby wibracyjne. W związku z tym etykietowanie nie jest potrzebne7. Konfokalna spektroskopia Ramana in vivo....
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Protokół
To badanie zostało zatwierdzone przez instytucjonalną komisję rewizyjną Szpitala Dziecięcego w Pekinie, zgodnie z wytycznymi etycznymi Deklaracji Helsińskiej z 1975 roku. Zostało ono przeprowadzone zgodnie z wytycznymi ICH dotyczącymi Dobrej Praktyki Klinicznej. Badanie trwało od maja do lipca 2015 roku.
1. Zbieranie in vivo konfokalnych widm Ramana od ludzi z atopowym zapaleniem skóry
- Uwzględnij tematy zgodne z poniższymi kryteriami.
- Uwzględnij osoby w wieku od 4 do 18 lat.
- Uwzględnij osoby z łagodnym lub umiarkowanym atopowym zapaleniem skóry (wynik 2 lub 3 zgodnie z ogólną oceną lekarza) z aktywnymi obj....
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Wyniki
W niniejszym badaniu klinicznym zebrano widma konfokalnej spektroskopii Raman in vivo od 28 ochotników w wieku od 4 do 18 lat. Zgodnie z opisanym powyżej protokołem pozyskano łącznie 30 862 widm Raman. Ten obszerny zestaw danych spektralnych zawiera 20% wartości odstających, co przedstawiono na Rysunku 4A. Widma odstające o niskim stosunku sygnału do szumu usunięto po wyznaczeniu powierzchni skóry, a następnie zastosowano analizę PCA w celu zidentyfikowania widm z cechami światła pokojow.......
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Dyskusja
Podczas zbierania danych, jak opisano w sekcjach 2 i 3 protokołu, każdy profil głębokości został pobrany w obszarze, w którym stykało się okienko instrumentu ze skórą, znajdując ciemniejsze obszary na obrazach mikroskopowych zaznaczonych w czerwonych okręgach na rysunku 2C. Po zlokalizowaniu tych obszarów kluczowe znaczenie miało rozpoczęcie profilu głębokości nad powierzchnią skóry, aby dokładnie określić położenie powierzchni skóry na potrzeby procedury analizy danych. Lok.......
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Oświadczenia
Autorzy nie mają nic do ujawnienia.
Podziękowania
Autorzy bardzo dziękują za wsparcie finansowe ze strony działu analitycznego i higieny osobistej. Pragniemy wyrazić naszą wdzięczność zastępcom dyrektorów ds. analiz, pani Jasmine Wang i dr Robbowi Gardnerowi za ich wskazówki i wsparcie, a także pani Li Yang za pomoc w gromadzeniu danych.
....Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Materiały
| Nazwa | Firma | Numer katalogowy | Komentarze |
|---|---|---|---|
| Surowica bydlęca Albumina | Sigma-Aldrich Cholesterol Sigma-Aldrich | ||
| Cholesterol 3-siarczan sodu | Sigma-Aldrich | ||
| D-Erythro-Dihydrosphingozyna | Sigma-Aldrich | ||
| DI woda | oczyszczona Milipore (18,2MΩ) | ||
| Analizator skóry Gen2-SCA | River Diagnostics, Rotterdam, Holandia | Gen2 | |
| Matlab 2018b | Mathwork | 2018b | |
| N-behenoyl-D-erythro-sfingozyna | Avanti Polar Lipids, Inc. | ||
| N-lignoceroilo-D-erytro-sfinganina (ceramid) | Avanti Polar Lipids, Inc. | ||
| Kwas oleinowy | Sigma-Aldrich | ||
| Kwas palmitynowy | Sigma-Aldrich | ||
| Kwas palmitynowy | Sigma-Aldrich | ||
| PLS_Toolbox wersja 8.2 | Eigenvector Research Inc. | 8.2 | |
| RiverICon | River Diagnostics, Rotterdam, Holandia | wersja 3.2 | |
| Skwalen | Sigma-Aldrich | ||
| Kwas stearynowy | Sigma-Aldrich |
Bibliografia
- 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.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Przedruki i uprawnienia
