신장 이식 기능을 모니터하고 평가하는 방법:(표면 강화 라만 분광법)
Mar 26, 2022
연락처: Audrey Hu Whatsapp/hp: 0086 13880143964 이메일:audrey.hu@wecistanche.com
PART Ⅰ: 신장 이식 환자 소변의 표면 강화 라만 분광 지문과 신장 기능 매개변수의 상관관계
Zhongli Huang, Shijian Feng & et al.
일상적인 모니터링신장 이식기능은 신장 생검 유무에 관계없이 혈청 크레아티닌의 빈번한 측정을 포함하여 이식 후 관리의 표준 관리에 필요합니다. 그러나 임상적으로 심각한 합병증의 가능성이 있는 이러한 방법의 침습성으로 인해 이상적이지 않습니다. 이 연구의 목적은 모니터링을 위한 비침습적 도구를 개발하는 것이었습니다.신장 이식사용하여 기능표면 강화 라만 분광법(SERS). 소변과 혈액 샘플은 다음에서 수집되었습니다.신장 이식수술 후 받는 사람. 은나노입자 기반 SERS(표면 강화 라만 분광법) 소변의 스펙트럼을 측정하고 부분 최소 자승(PLS) 분석을 사용하여 평가했습니다. SERS(표면 강화 라만 분광법)스펙트럼을 기존의 화학 마커와 비교했습니다.신장이식예측 능력을 평가하는 기능입니다. 총 110개신장 이식수혜자들이 이 연구에 포함되었습니다.PLS 결과는 소변 단백질(R{0}}.4660, p<><0.01), and="" urea(r2=""><0.01).furthermore, the="" prediction="" of="" the="" blood="" markers="" of="">신장 이식소변 SERS를 사용하는 기능(표면 강화 라만 분광법)스펙트럼은 R{0}}.7628(p<0.01)for serum="" creatinine="" and="" r2="0.6539" for=""><0.01)for blood="" urea="" nitrogen.="" this="" preliminary="" study="" suggested="" that="" the="" urine="">(표면 강화 라만 분광법)스펙트럼 분석은 의 신속한 평가를 위한 편리한 방법으로 사용될 수 있습니다.신장 이식기능.
cistanche tubolosa 혜택: 신장 질환 치료
신장 이식말기신장질환(ESRD) 환자를 위한 최고의 표준 치료법입니다! 기증자 및 수혜자 요인, 외과적 및 면역학적 요인은 모두 이식 수술 직후 또는 이식 후 다른 모든 시점에 손상된 이식 기능에 기여하거나 이를 유발할 수 있습니다. 증가하는 혈청 크레아티닌(SCr)과 함께 소변량 감소, 혈압 증가, 농뇨 및 단백뇨 정도, 급성 거부 반응(AR), 급성 세뇨관 괴사(ATN) 및 사이클로스포린/타크로리무스 독성을 포함한 다른 잠재적 발견을 보여줍니다. 보다 일반적인 병인신장이식기능 장애{0}}. 이러한 문제가 제대로 식별 및 해결되지 않으면 영구적인 성능 저하로 이어질 수 있습니다.신장이식기능. 따라서 다음을 가진 환자신장이식그들의 일상적인 모니터링이 필요합니다신장이식이식 후 관리의 일부로 기능{1}}.
이식된 신장의 기능 상태를 평가하기 위한 기존의 방법에는 체적 상태 및 소변 배출량을 기반으로 한 환자의 임상 평가, 추정 사구체 여과율(eGFR)을 사용한 연속 SCr 측정, 드문 경우의 동위원소 기반 검사가 포함됩니다2,13. AR이 의심되는 경우에는 종종 신장이식 초음파를 시행한 후 치료 계획을 결정하기 위해 병리학적 진단을 확인하기 위해 이식 생검을 시행합니다. 생검 절차는 환자에게 불편할 수 있으며 가장 극단적인 경우 출혈 또는 동종이식 손실과 같은 임상적으로 심각한 합병증을 유발할 수 있습니다. 따라서 k를 정확하게 결정하는 비침습적 임상 도구신장 이식기능은 환자와 임상의 관점에서 모두 바람직합니다.
cistanche는 무엇을 위해 사용됩니까: 신장 기능 개선
라만 분광법(RS)는 유체 샘플을 통해 입사 레이저 광을 방출하여 유체의 화학적 구성에 따라 파장의 이동을 생성하는 산란된 광자를 생성하는 특수 비침습 도구입니다.'{2}}. 라만 산란의 강도는 분자 편광의 변화 크기에 비례합니다. 이전에는 RS의 적용(라만 분광법)낮은 민감도, 높은 비용, 접근 가능한 현장 분석의 부족으로 인해 제한적이었습니다8. RS의 최근 기술 발전으로 쉽게 사용할 수 있고 휴대 가능하며 상대적으로 저렴한 RS(라만 분광법) 장치9.표면 강화 라만 분광법(SERS)는 RS의 하위 유형입니다. 강화 물질로 시료를 처리하면 국소 표면 플라즈몬(LSP)의 여기에 의해 생성되는 흡착 분자의 전자기장이 크게 증폭되는 저농도 분석물의 감도를 높이기 위해 특별히 설계되었습니다. 여러 SERS(표면 강화 라만 분광법) 강화 재료가 설명되었습니다(예: 콜로이드 금속 및 금, 은 및 구리를 포함하는 조면 금속). 이러한 금속 인핸서는 라만 신호의 강도를 최대 10~10도 폴드2까지 증가시킬 수 있습니다. 우리의 이전 연구는 수제 콜로이드 은 나노 입자(Ag NP)가 SERS에 대한 신뢰할 수 있고 재현 가능한 향상 재료임을 입증했습니다.(표면 강화 라만 분광법). 현재 연구의 목적은 Ag NP 기반 SERS 사용의 타당성을 평가하는 것이 었습니다.(표면 강화 라만 분광법)결정하기 위해 환자의 소변 샘플의신장 이식기존의 생화학적 마커와 비교하여 기능합니다.
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방법과 동물
표본 및 데이터 수집. 소변과 혈액 샘플을 모두 수집했습니다.신장이식쓰촨대학교 서화병원 비뇨기과 환자들. 이 샘플은 3일 이내에 동시에 수집되었습니다.신장이식수술. 표준 작동 절차에 따라 혈액 샘플은 SCr 및 혈액 요소 질소(BUN) 측정을 위해 중국 서부 병원의 임상 생화학 실험실로 보내졌습니다. 소변 샘플은 50mL 멸균 튜브를 사용하여 환자가 직접 수집했습니다. 소변 샘플은 수집 후 8시간 이내에 병원 실험실로 전달되었습니다. 소변 튜브를 10분 동안 1500xg에서 원심분리하여 세포와 파편을 제거하고, 생성된 상청액만 사용하기 전에 -80도 냉장고에서 분취량으로 저장했습니다. 소변 샘플의 단백질 및 크레아티닌 수준은 Vancouver General Hospital(캐나다 브리티시 컬럼비아주 밴쿠버)의 임상 화학 실험실에서 결정되었습니다.
은(Ag) 나노입자 및 소변 샘플 준비. Ag 콜로이드는 이전에 설명한 대로 히드록실아민 염산염과 질산은을 사용하여 제조되었습니다. 간단히 말해서, 다음 절차에 사용된 유리 제품을 크롬산 로션으로 세척한 다음 사용하기 전에 밀리-O 물로 완전히 헹구었습니다. 4.5 mL의 0.1 M NaOH 용액을 5 mL의 6x에 빠르게 첨가 10-2M 히드록실아민 히드로클로라이드 용액, 및 혼합물을 균질한 현탁액이 형성될 때까지 교반하였다. 생성된 용액을 90 mL의 1.11×{13}}M AgNO 수용액과 실온에서 유백색이 될 때까지 혼합하였다. 이 Ag 콜로이드 현탁액을 사용하기 전에 암실에 보관했습니다. Ag NP의 일관된 모양과 크기를 보장하기 위해 모든 실험 단계와 프로세스를 표준화했습니다. 사용할 준비가 되면 Ag 콜로이드를 10분 동안 10,{16}} xg에서 원심분리하여 펠릿화했습니다. Ag 나노 입자의 투과 전자 현미경(TEM) 이미지는 평균 직경이 35±5 nm인 정규 분포를 따라 합성된 Ag NP의 크기로 촬영되었습니다(Suppl. 그림 1). 그런 다음 펠릿화된 Ag NP를 직사각형 알루미늄 판(총 부피 10μL)에서 1:1 비율로 소변 샘플과 혼합했습니다. 동일한 배치의 Ag NP가 한 라운드의 SERS에 사용되었습니다.(표면 강화 라만 분광법)Ag NP의 가능한 불일치를 피하기 위해 모든 소변 샘플을 동시에 측정합니다. 동일한 샘플의 반복 측정(기술적 복제)은 Ag NP의 동일하거나 다른 배치를 사용하여 수행되었습니다. Ag 콜로이드/소변 혼합물은 SERS 전에 실온에서 60분 동안 공기 건조되었습니다.(표면 강화 라만 분광법)분자 응집을 촉진하기 위한 측정. 준비된 샘플이 소위 "커피 링 효과" 또는 명백한 결정 형성(몇 가지 경우)을 나타내면 이 문제가 없을 때까지 다시 만들었습니다. 참고로, 응집제는 SERS의 신호 강도를 증가시키는 것으로 여겨집니다.(표면 강화 라만 분광법)그러나 샘플 준비 프로세스를 간소화하기 위해 이러한 에이전트의 사용을 포기하기로 결정했습니다.
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SERS(표면 강화 라만 분광법)측정. Ag 콜로이드/소변 혼합물의 SERS 스펙트럼은 Zhao et al.에 의해 이전에 보고된 프로토타입과 유사한 라만 여기용 785nm 다이오드 레이저가 장착된 상업용 라만 분광계(AURA, Verisante Technology, Vancouver, BC, Canada)로 측정되었습니다. 25,26.레이저 빔은 코어 직경이 200μm인 단일 섬유를 통해 샘플에 전달되었습니다. 원시 신호는 100100-um 코어 직경 수집 섬유로 둘러싸인 중심 여기 섬유로 구성된 프로브로 수집된 다음 분광계로 전달되었습니다. 각 SERS(표면 강화 라만 분광법)스펙트럼은 500-1800 cm-1의 파수 범위에서 8 cm-lin의 스펙트럼 분해능으로 150 mW 여기 레이저 전력 및 1초의 통합 시간으로 획득되었습니다. 각각의 건조된 액적 또는 샘플에 대해 알루미늄 슬라이드에 전체 샘플 영역을 스팟팅하여 3개의 스펙트럼을 측정하고 평균을 후속 데이터 분석에 사용했습니다. 또한 모니터를 사용하여 측정하는 동안 스펙트럼을 동시에 시각화하여 동일한 샘플에 대한 각 테스트의 이질성을 최소화했습니다. 시각화된 스펙트럼이 서로 크게 다른 경우 일관성이 달성될 때까지 다른 3-6 스펙트럼을 얻었습니다.
데이터 분석. 결과 SERS(표면 강화 라만 분광법)500-1800-1 cm의 파장 범위에서 소변 샘플의 스펙트럼은 5차 다항식 피팅 알고리즘을 사용하여 형광 배경을 빼서 추출되었습니다. 전체 스펙트럼의 LOO-CV(leave-one-out cross-validation)를 사용한 부분 최소 자승(PLS) 회귀를 사용하여 의 생화학적 매개변수를 정량화했습니다.신장이식소변 단백질, 소변 크레아티닌(UCR), 소변 요소, SCr 및 BUN을 포함한 기능. 혈액/소변 생화학 분석에서 얻은 이러한 매개변수의 농도는 SERS를 비교하기 위한 황금 표준으로 사용되었습니다.(표면 강화 라만 분광법)소변 분석. TIBCO STATISTICA 소프트웨어(버전 10, TIBCO SOFTWARE Inc., Palo Alto, CA, USA)를 PLS 회귀 분석에 사용했습니다.
윤리적 승인. 본 연구(승인번호: 2019(748))는 쓰촨대학교 중국서병원 윤리위원회의 승인을 받았으며, 모든 참가자는 샘플 수집 전에 사전 동의서에 서명했습니다. 쓰촨대학교와 화서병원 윤리위원회는 모든 연구 활동이 관련 지침 및 규정에 따라 수행되었음을 확인했습니다.
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결과
총 110개신장이식수혜자(80 남성 및 30 여성, 코호트 평균 연령 41.5세)가 이 연구에 참여했습니다. 소변 생화학 결과 소변 단백질의 범위는 0.{5}}.83g/L, UCR 1.03-22.49mmol/L, 소변 요소 29.{11}}였습니다. 8mmol/L, 혈액 검사의 생화학적 결과는 SCr의 범위가 39-1461umol/L이고 BUN 3.{15}}.1mmol/L인 것으로 나타났습니다. 환자의 인구통계학적 특성과 소변 및 혈액검사 결과를 Table 1에 정리하였다.
표 2. 이전에 보고된 SERS 요약(표면 강화 라만 분광법)피크 위치 및 진동 모드 할당1.
SERS(표면 강화 라만 분광법)Ag NP/소변 혼합물의 스펙트럼은 동일한 조건(혼합물 제조 1일 후)에서 측정되었습니다. SERS(표면 강화 라만 분광법)샘플의 스펙트럼은 신호 향상을 초래하는 Ag 콜로이드와 소변 분자 사이의 긴밀한 상호 작용을 암시하는 많은 지배적인 진동 밴드를 나타냅니다. 그림 1과 같이 주요 SERS는(표면 강화 라만 분광법)소변의 피크(진동 할당)는 1285,1004, 702 및 1383cm{4}}에 할당되었으며, 이는 생화학적으로 각각 시토신, 요소, 콜레스테롤 및 CH3 밴드에 해당합니다8. SERS의 기타 생화학적 할당(표면 강화 라만 분광법)그림 1에 표시된 피크는 표 2에 요약되어 있습니다.(표면 강화 라만 분광법)상태를 평가하는 비침습적 도구로 사용될 수 있습니다.신장이식, PLS 생성 모델을 사용하여신장이식소변과 혈액의 기능 마커. Figure 2는 SERS와 비교하여 요단백, UCR, 요요소에 대한 PLS 분석 결과를 보여주고 있다.(표면 강화 라만 분광법) spectra, respectively. As a reference for the prediction ability of PLS analysis, R'>{{0}.67은 높은 예측 정확도, 범위0를 나타냅니다.33-0.67 중간 예측 정확도, R' 범위는 0입니다.19-0.33 낮은 예측 정확도 및 R'<0.19 unacceptable="" variables2.="" the="" urine="" results="" revealed="" an="" r²="0.4660（moderate）" for="" urine=""><0.001）, r²="0.8106（high）for"><0.001）, and="" r²="0.7808（high）" for="" urine=""><0.001）. figure="" 3="" showed="" the="" results="" of="" pls="" analysis="" of="" the="" blood="" scr="" and="" bun="" as="" compared="" to="" the="" urinary="">(표면 강화 라만 분광법)스펙트럼, 각각. 혈액 결과는 SCr(p<0.001）and r²="0.6539" （moderate="" to="" high）for=""><0.001）. because="" the="" low="" concentrations="" of="">신장이식기능 바이오마커 - 정상적인 이식 기능은 임상 치료에서 문제가 되지 않으므로 경계 수준에 따라 고농도의 표준 편차(SD)를 계산했습니다. 소변 단백질의 경우<0.3 g/l,="" the="" calculated="" sd="" was="" 0.33="" g/l,="" and="">{{0}}.3g/L, SD 0.44g/L.UCr의 경우<7 mmol/l,="" the="" calculated="" sd="" was="" 1.69="" mmol/l,="" and="">7mmol/L, SD 1.64mmol/L.소변 요소의 경우<266 mmol/l,="" the="" sd="" was="" 47.88="" mmol/l,="" and="">266mmol/L, SD29.57mmol/L, 혈청 바이오마커는 주로신장이식임상 실습에서의 기능. SCr의 경우<110 mmol/l,="" the="" sd="" was="" 87.98="" mmol/l,and="">110mmol/L, SD 108.21mmol/L. BUN의 경우<7.7 mmol/l,="" the="" sd="" was="" 2.15,="" and="">7.7mmol/L, SD 2.32mmol/L.
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| 그림 2. PLS 분석 생성 모델은 소변 분자의 농도를 예측하는 데 사용되었습니다.소변 단백질(a), UCR(b) 및 소변 요소(c)에 대한 PLS 분석. Te 결과는 소변 단백질에 대한 R{0}}.4660(a)(p<0.001), r2="0.8106" for="" ucr="" (b)=""><0.001), r2="0.7808" for="" urine="" urea="" (c)=""><> | 그림 3. PLS 분석 생성 모델을 사용하여 신장 이식 기능에 대한 혈액 바이오마커의 농도를 예측했습니다.결과는 SCr(a)에 대해 R2=0.7628(p<0.001) and="" r2="0.6539" for="" bun="" (b)=""><0.001),> |
