论文部分内容阅读
目的:采用衰减全反射（Attenuated total reflection,ATR）傅里叶变换红外（Fourier transform infrared,FTIR）光谱技术结合化学计量学方法分析冻死后的新西兰白兔玻璃体液（Vitreous humor,VH）的生化改变,为冻死法医学鉴定提供新的途径和方法。方法:选用健康成年新西兰白兔54只,雄性,体重1.92.3 kg,由上海动物实验公司提供。在24℃,5060%环境湿度下自由获取食物和饮用水一周。使用随机数字法将健康成年雄性新西兰白兔随机分为冻死组和其它常见死因组成的对照组。在对照组中常见的死因包括溺死,失血性休克死,机械性窒息死。各死因组处死后用5 ml注射器由角膜缘外侧约2 mm处缓慢入针,瞳孔见针头位于中央时,缓慢抽出所有玻璃体液（约0.51 ml）。编号入EP管,12000转离心,提取上清液后,-80℃冻存。采用ATR-FTIR6700光谱仪对各死因组玻璃体液样本进行生化信息检测,并应用Matlab R2016a软件进行光谱数据集分析。为了保证玻璃体液样本光谱数据集后续分析的质量,通过以下方法进行光谱数据集预处理。首先将玻璃体液光谱数据集二阶导数光谱变换用于消除其他背景的干扰,分辨重叠峰,提高分辨率和灵敏度。其次再使用标准正态变换,消除光程差等干扰因素。最后截取玻璃体液光谱的指纹区域用于进一步的分析。将预处理好的光谱数据集结合化学计量学方法进行主成分分析（PCA）和偏最小二乘判别分析（PLS-DA）。通过遗传算法（GA）引导建立了冻死玻璃体液偏最小二乘判别分析模型,用于冻死个体的预测。结果:1.冻死组和对照组新西兰白兔玻璃体液的平均二阶导数光谱在989 cm-1和1080cm-1附近的峰强度不同,并且二者之间的差异具有显著性（P<0.05）。并且冻死组中核酸和葡萄糖水平含量较高。2.主成分分析结果结合载荷因子分析显示出冻死组和对照组的差异,其中与冻死组正相关的载荷因子主要集中在1107 cm-1,1078 cm-1,1030 cm-1和989 cm-1附近,而和冻死组呈负相关的载荷因子主要分布在1122 cm-1,1092 cm-1和1045 cm-1附近,表明冻死组的玻璃体液中含有较多的核酸,葡萄糖和较少的乳酸,磷酸盐,糖原相对于对照组中的其它死因。3.用于预测冻死建立两种偏最小二乘分析模型,内部交叉验证结果显示出通过遗传算法引导建立的偏最小二乘判别模型的性能更优,只需用88个变量,得到的特异性和灵敏度分别为100%和95%。通过遗传算法引导建立的偏最小二乘判别模型对额外的样本进行预测,预测结果准确率达到了94%,尽管被预测的样本是来之死后放置在不同的环境温度条件下,但预测结果显示出建立的冻死判别模型并没有受到不同环境温度的影响。结论:红外光谱技术结合化学计量学方法可以直观、有效地反映出冻死组与对照组中的其它死因新西兰白兔玻璃体液的生化差异,可以为冻死法医学鉴定提供新的方法。