ЖУРНАЛ РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ. ISSN 1684-1719. 2022. №11
Оглавление выпускаТекст статьи (pdf)
DOI: https://doi.org/10.30898/1684-1719.2022.11.13
УДК: 535.343.4, 543.421/.422
ИССЛЕДОВАНИЕ СОСТАВА МЕТАБОЛИТОВ ТКАНЕЙ ЛОР-ОРГАНОВ
МЕТОДОМ ТГЦ СПЕКТРОСКОПИИ ВЫСОКОГО РАЗРЕШЕНИЯ
В. Вакс1,2, В. Анфертьев1,2, Е. Домрачева1,2, М. Черняева1,2, А. Айзенштадт1,3, К. Глушкова1,3, М. Родионов 1,2
1 ИФМ РАН, ГСП-105, г. Нижний Новгород, Россия, 603950
2 ННГУ им. Н.И. Лобачевского, пр. Гагарина, 23, г. Нижний Новгород, Россия, 603022
3 ГБУЗ НО «ДГКБ № 1», пр. Гагарина, 76, г. Нижний Новгород, Россия, 603081
Статья поступила в редакцию 28 ноября 2022 г.
Аннотация. В последнее время в медицинской диагностике все чаще применяются физические и физико-химические методы анализа, такие как газовая хроматография, масс-спектрометрия, ИК и ТГц спектроскопия. С их помощью можно выявить вещества, характерные для того или иного заболевания – метаболиты. Составление метаболического профиля позволит ускорить и облегчить процесс диагностики заболевания, оценить стадию и этиологию, а также спрогнозировать терапию. Актуальным является изучение состояния органов уха-горла-носа (ЛОР), как одного из основных путей проникновения в организм человека инфекций, вирусов и др. Но в литературе и базе данных метаболомов человека данных о метаболитах при заболеваниях ЛОР-органов нет. Работа посвящена анализу состава метаболитов тканей ЛОР-органов методом ТГц спектроскопии высокого разрешения и сопоставлению состава метаболитов, образующихся при термическом разложении относительно здоровой слизистой оболочки, полипа клиновидной пазухи и кисты верхнечелюстной пазухи. Исследования проводились с использованием разработанных авторами ТГц спектрометров высокого разрешения, работающих в диапазоне 118-178 ГГц. Идентификацию веществ по линиям поглощения проводили с использованием электронных баз данных. Для оценки метаболитов проводили качественный анализ химического состава продуктов термического разложения и сравнение полученных спектров веществ и количества линий поглощения в образцах. Анализ результатов показал, что во всех образцах присутствуют такие вещества, как спирты, ряд нитрилов, серные соединения. Однако в спектре относительно здоровой слизистой количество линий поглощения этих веществ значительно меньше, чем в спектрах полипа и кисты, что свидетельствует об их меньшей концентрации. Кроме того, в спектрах полипа и кисты появляются линии поглощения, соответствующие таким веществам, как кетоны, нитрилы, альдегиды, кислоты, при этом их концентрации существенно различаются. Таким образом, показана потенциальная возможность использования ТГц спектроскопии высокого разрешения для анализа состава метаболитов тканей ЛОР-органов.
Ключевые слова: ТГц спектроскопия, метаболиты, относительно здоровая слизистая, полип клиновидной пазухи, киста верхнечелюстной пазухи, спектр поглощения, химический состав, продукты термического разложения.
Финансирование: Работа выполнена за счет гранта Российского научного фонда № 21-19-00357, https://rscf.ru/project/21-19-00357/
Автор для переписки: Домрачева Елена Георгиевна, elena@ipmras.ru
Литература
1. Wishart D.S., Feunang Y.D, Marcu A., et al. HMDB 4.0 — The Human Metabolome Database for 2018. Nucleic Acids Res. 2018. V.46. №D1. P.D608-617.
2. Вакс В.Л., Анфертьев В.А., Балакирев В.Ю., и др. Спектроскопия высокого разрешения терагерцевого частотного диапазона для аналитических приложений. Успехи физических наук. 2020. Т.190. С.765-776. DOI: 10.3367/UFNr.2019.07.038613
3. Вакс В.Л., Домрачева Е.Г., Собакинская Е.А., Черняева М.Б. Анализ выдыхаемого воздуха: физические методы, приборы и медицинская диагностика. Успехи физических наук. 2014. Т.184. №7. С.739-758.
4. Lykina A.A., Anfertev V.A., Domracheva E.G., et al. Terahertz high-resolution spectroscopy of thermal decomposition gas products of diabetic and non-diabetic blood plasma and kidney tissue pellets. J. Biomed. Opt. 2021. V.26. №4. P.043008. DOI: 10.1117/1.JBO.26.4.043008
5. Vaks V., Aizenshtadt A., Anfertev V., Chernyaeva M., et al. Analysis of the Thermal Decomposition Products of Pathological and Healthy Tissues in Paranasal Sinuses: A High-Resolution Terahertz Gas Spectroscopy Study. Appl. Sci. 2021. V.11. P.7562. https://doi.org/10.3390/app11167562
6. Pickett H.M., Cohen E.A., Drouin B.J., et al. Submillimeter, Millimeter, and Microwave Spectral Line Catalog. [web]. JPL Molecular Spectroscopy California Institute of Technology. Date of access 10.10.2022. URL: http://spec.jpl.nasa.gov/ftp/pub/catalog/catform.html
7. Endres C.P., Schlemmer S., Schilke P., et al. Search and Conversion Form of the Cologne Database for Molecular Spectroscopy [web]. The Cologne Database for Molecular Spectroscopy CDMS. Date of access 10.10.2022. URL: https://cdms.astro.uni-koeln.de/cgi-bin/cdmssearch.
Для цитирования:
Вакс В.Л., Анфертьев В.А., Домрачева Е.Г., Черняева М.Б., Айзенштадт А.А., Глушкова К.А., Родионов М.А. Исследование состава метаболитов тканей ЛОР-органов методом ТГц спектроскопии высокого разрешения. Журнал радиоэлектроники [электронный журнал]. 2022. №11. https://doi.org/10.30898/1684-1719.2022.11.13