基于荧光卟啉传感器阵列系统的肺癌标志物检测研究.pdf

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1、28传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies)2014年第33卷第7期基于荧光卟啉传感器阵列系统的肺癌标志物检测研究雷靳灿，侯长军，霍丹群(重庆大学生物工程学院，重庆400o30)摘要：针对肺癌呼出挥发性有机气体(VOCs)中的特定标志物，提出了一种新型的基于荧光卟啉传感器阵列检测系统，并对4种肺癌呼出标志物进行检测研究。通过小波分析等数学工具对测得的荧光光谱数据进行特征提取，然后采用层次聚类、主成分分析等统计学方法对特征向量进行分析。不同体积分数的各类标志物在聚类分析中能够完全正确的聚到一起。通过主成分分析得到的前3个主成分包含

2、了标志物的88％的信息，便能对不同类别的标志物进行识别。研究表明：该荧光卟啉传感器阵列系统能够快速有效地对不同肺癌标志物进行识别，有望在临床中得到应用。关键词：荧光卟啉传感器阵列；肺癌呼出标志物；小波分析；层次聚类分析；主成分分析中图分类号：TP212文献标识码：B文章编号：1000-9787(2014)07-0028-04Research0ndetection0flungcancermarkersbased0nlnlUorescentporp’hyri‘nSenS0rarraVsystem。LEIJin—can，HOUChang-jun，HUODan—qun(Schoolof

3、Bioengineering，ChongqingUniversity，Chongqing400030，China)Abstract：Inthisstudy，asimpleandrapidfluorescentdetectiondeviceforlungcancerrelatedvolatileorganiccompounds(VOCs)isproposed，andfourspecificexhaledlungcancermarkersisdetectedbyit．Throughmathematicaltoolwaveletanalysisandothertechnique，ch

4、aracteristicsofthefluorescencespectradataisextracted，andthenthestatisticalmethods，includinghierarchicalclusteranalysis(HCA)andprincipalcomponentanalysis(PCA)areusedforfeaturevectoranalysis．AllkindsofmarkersindifferentvolumefractioncanbecorrectlyclassifiedbyHCA．Thou【ghPCA．thefirstthreeprincip

5、alcomponentsrepresenting88％oftheamountofmarkersinformationareobtained，whichhavetheabilitytodistinguishdifferentmarkersfromeachother．Thepreliminarystudydemonstratedthattheproposedfluorescentporphyrinsensorarraysystemcouldidentifydifferentlungcancermarkerquicklyandefectively，andithadinfinitepo

6、tentialforclinicalapplicationofearlydiagnosisoflungcancerinthefuture．Keywords：fluorescentporphyrinsensorarray；exhaledlungcancermarkers；waveletanalysis；hierarchicalclusteranalysis(HCA)；principalcomponentanalysis(PCA)0引言期检出率也并不理想，不适合广泛用于肺癌筛查J。肺癌是最常见的肺原发性恶性肿瘤，在全球范围内表PaulingL等人在1971年提出了肺癌呼出气体检测，

7、现出高发病率和高死亡率，每年夺去上百万人的生命J，在早期检测和筛查中具有广泛的应用前景，引起学术界的资料显示，这个数据还在不断增加。由于多数肺癌早广泛关注。研究表明，呼出气体中的一些挥发性有机气体期无明显症状，而出现咳嗽、痰血等症状时被检出来已是中(VOCs)与是否患有肺癌以及肺癌的分期有着密切的关晚期，使得在5年生存率不到15％，因此，对肺癌高危人系，并已经确定了呼出气体中的一些肺癌标志群的筛查就显得很有必要。然而，目前临床上对肺癌早期物。近年来，越来越多的研究小组设计了针对肺癌的检测手段