本论文简要概述了原发性肝癌的现状和诊断方法,介绍了拉曼散射(Raman scattering, RS)和表面增强拉曼光谱(surface-enhanced Raman spectroscopy, SERS)的基本原理及SERS技术在癌症检测的应用,开展了SERS技术应用于原发性肝癌检测中的相关实验。实验先从组织学角度出发,以原发性肝癌患者的肝离体组织(48例肝癌组织、48例癌旁组织及23例正常肝组织)为研究对象,将组织进行冷冻切片处理制成薄片,再与SERS增强基底——银纳米颗粒(silver nanoparticles)孵育,在4℃下自然干燥后,使用本课题组的雷尼绍共聚焦拉曼光谱仪测试组织SERS光谱。组织SERS光谱研究结果初步表明三种不同的肝组织SERS光谱轮廓十分相似,但差谱图分析表明光谱间仍存在较大的差异。基于组织SERS光谱数据,运用主成分分析(principal component analysis, PCA)、线性判别分析(linear discriminant analysis, LDA)和受试者工作特征曲线(receiver operating characteristic curve, ROC)分析的结果表明将肝癌组织从其正常肝组织区分出来的诊断灵敏度为93.8%,特异性为100%,相应ROC曲线下方的面积值为1.0；将肝癌组织与其癌旁组织区分开的灵敏度为79.2%,特异性为93.8%,对应ROC曲线下方的面积值为0.945；将PLC患者癌旁组织与正常肝组织区分开的灵敏度为70.8%,特异性为100%,对应ROC曲线下方的面积值为0.972。以上结果初步表明,利用肝组织的SERS光谱技术在肝癌的检测与研究具有很大的潜在价值,同时在癌症患者进行手术切除时,对确定肿瘤切除范围也具有一定的指导意义。组织病理学检查是临床诊断的金标准,然而,作为一种侵入性的检查手段,组织学检查并不适合用于肝癌的大众筛查。为了发展一种快速、简便筛查肝癌的新方法,本研究以30例原发性肝癌患者和30例正常人的血浆为研究对象,以银纳米颗粒为增强基底,利用近红外共聚焦显微拉曼光谱仪测量分别获得血浆的常规拉曼光谱和SERS光谱。对光谱数据的初步分析表明原发性肝癌患者和正常人的血浆是有一定的差异。进一步采用主成分分析和线性判别分析后,发现采用血浆的常规拉曼光谱和常规SERS光谱进行肝癌和正常人的区分效果较差,利用血浆常规拉曼光谱诊断的灵敏度和特异性分别为67.9%和65.5%,利用血浆SERS光谱来诊断肝癌的灵敏度和特异性分别为63.3%和60.0%。为了进一步探究原发性肝癌的早期检测,实验最后以41例原发性肝癌患者、34例肝炎患者及30例正常人的血液为实验样品,采用醋酸纤维薄膜电泳法(cellulose acetate membrane electrophoresis, CAME)分离出血浆球蛋白(serum Globulin),并与银纳米颗粒增强基底孵育后,测试血浆球蛋白的SERS光谱。研究结果表明PLC患者、肝炎患者及正常人的血浆蛋白SERS光谱存在较大的差异,生物统计学分析表明PLC患者与肝炎患者、PLC与正常人、肝炎患者与正常人的血浆球蛋白的SERS光谱具有差异显著性。与以血浆拉曼光谱直接做区分相比较,基于CAME技术结合SERS技术检测球蛋白能有效的提高将肝癌患者从正常人区分开的能力,对应的基于PCA-LDA分析的诊断灵敏度为80.5%,特异性为93.3%,ROC曲线下方面积为0.931。同时,肝炎与正常人组间的区分效果也很好,对应的诊断灵敏度为79.4%和特异性为90.0%,ROC曲线下方面积为0.912。此外,将PLC患者从肝炎区分的诊断灵敏度为78.0%,特异性为73.5%,ROC曲线下方面积为0.849。本论文的初步研究结果表明SERS光谱技术在PLC的检测方面具有潜在的临床应用价值。但是,在临床应用前还需要大量的研究工作。