FTIR-ATR光譜用于地貧篩查指標(biāo)分析的波長(zhǎng)模型研究.pdf

1、地中海貧血（簡(jiǎn)稱“地貧”）是包含我國(guó)南方在內(nèi)全球性流行、危害嚴(yán)重的單基因遺傳病。地貧攜帶者篩查是該病防控的基礎(chǔ)。血紅蛋白（Hb）、平均紅細(xì)胞紅蛋白含量（MCH）和平均紅細(xì)胞體積（MCV）是地貧篩查的基礎(chǔ)性指標(biāo)。上述指標(biāo)的既有檢測(cè)方法，需要消耗試劑、專業(yè)性強(qiáng)，不便于大人群的地貧篩查。本文采用傅里葉變換紅外（FTIR）光譜和衰減全反射（ATR）技術(shù)結(jié)合化學(xué)計(jì)量學(xué)方法，研究無需試劑測(cè)定人外周血樣品的Hb、MCH和MCV的快速定量分析方法。

2、r>　　基于定標(biāo)、預(yù)測(cè)集的多次劃分，構(gòu)建具有穩(wěn)定性的定標(biāo)、預(yù)測(cè)和檢驗(yàn)框架。在此基礎(chǔ)上，對(duì)移動(dòng)窗口偏最小二乘（MW-PLS）方法進(jìn)行改進(jìn)，分別建立Hb、MCH和MCV的FTIR/ATR分析的定量模型和波長(zhǎng)模型；Hb、MCH和MCV的最優(yōu)MW-PLS波段分別為1722-1504 cm-1、1653-901 cm-1和1562-964 cm-1?？紤]到在專用光譜儀器的分光系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程中，由于材料的性能和成本等因素，對(duì)波長(zhǎng)位置和波長(zhǎng)個(gè)數(shù)有所限

3、制，我們提出基于波長(zhǎng)位置、波長(zhǎng)個(gè)數(shù)的局部最優(yōu)模型，以及與最優(yōu)MW-PLS波段等效的模型集。我們發(fā)現(xiàn)，關(guān)于Hb的等效模型集的公共波段（1717-1510 cm-1）、MCH和MCV的等效公共波段（1562-901 cm-1），與最優(yōu)MW-PLS波段具有等效的預(yù)測(cè)性能，且模型復(fù)雜性低。采用不參與建模的樣品進(jìn)行檢驗(yàn)：基于最優(yōu)MW-PLS模型，Hb、MCH和MCV的檢驗(yàn)預(yù)測(cè)均方根偏差（V_SEP）分別為7.7 g.L-1、2.28 pg、5.1

4、4 fL，對(duì)應(yīng)的地貧篩查的靈敏度（Sensitivity）與特異性（Specificity）分別達(dá)到100.0％、96.9%；基于等效模型集的等效公共波段，Hb、MCH和MCV的V_SEP分別為7.6 g.L-1、2.22 pg、5.25 fL，對(duì)應(yīng)的Sensitivity與Specificity分別達(dá)到100.0%、95.3%。
　　本研究結(jié)果表明FTIR/ATR光譜結(jié)合MW-PLS方法篩選的波長(zhǎng)模型可以高精度定量分析地貧篩查指