ЖУРНАЛ РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ. eISSN 1684-1719. 2024. №11

УДК: 535.343.4, 543.421/.422

Сравнительный анализ состава метаболитов
тканей кист различных систем жизнеобеспечения
методом ТГц спектроскопии высокого разрешения

В.Л. Вакс^1,2, В.А. Анфертьев^1,2, Е.Г. Домрачева^1,2, М.Б. Черняева^1,2,
А.А. Айзенштадт^1,3, К.А. Глушкова^1,3, А.С. Черняева¹

¹Институт физики микроструктур РАН
603950, Нижний Новгород, ГСП-105

²Нижегородский госуниверситет им. Н.И.Лобачевского
603022, Нижний Новгород, пр. Гагарина, 23

³Государственное бюджетное учреждение здравоохранения Нижегородской области
«Детская городская клиническая больница № 1»
603081, Нижний Новгород, пр. Гагарина, 76

Статья поступила в редакцию 5 декабря 2024 г

Аннотация. Работа посвящена изучению химического состава тканевых метаболитов для органов уха, горла и носа и различных систем жизнеобеспечения с помощью ТГц-спектроскопии высокого разрешения на примере образцов относительно здоровых слизистых оболочек и кист околоносовых пазух, а также оболочки почечной кисты и срединной кисты шеи. Был использован разработанный авторами ТГц-спектрометр высокого разрешения с фазовой манипуляцией, работающий в диапазоне 115-178 ГГц. Вещества были идентифицированы по линиям поглощения с использованием электронных баз данных. Как в спектрах образцов относительно здоровой слизистой оболочки, так и в спектрах кистозных тканей идентифицируются линии поглощения ряда спиртов, нитрилов и сероорганических соединений. Однако в спектрах относительно здоровой слизистой оболочки количество линий поглощения этих веществ значительно меньше, чем в спектрах кист, что свидетельствует об их меньшей концентрации. Кроме того, при термолизе образцов тканей кист образуются такие вещества, как кетоны, органические кислоты, альдегиды, нитрилы, которые можно рассматривать в качестве потенциальных биомаркеров патологического состояния ткани. Сравнительный анализ спектров кисты верхнечелюстной пазухи, оболочки кисты почки и срединной кисты шеи показал, что они схожи с незначительными различиями. Идентификация сходных веществ в тканях при одной и той же патологии, но в разных системах жизнеобеспечения организма, может стать первым шагом к определению метаболического профиля этой патологии в целом. Таким образом, показана потенциальная возможность использования ТГц-спектроскопии высокого разрешения для анализа метаболического состава тканей различных систем жизнеобеспечения.

Ключевые слова: ТГц спектроскопия высокого разрешения, тканевый метаболит, киста, органы ухо-горла-носа, система жизнеобеспечения организма, химический состав, продукты термического разложения.

Финансирование: Работа выполнена за счет гранта Российского научного фонда № 24-19-00623, https://rscf.ru/project/24-19-00623/

Автор для переписки: Домрачева Елена Георгиевна, elena@ipmras.ru

Литература

1. Wishart D.S. et al. HMDB 4.0: the human metabolome database for 2018 //Nucleic acids research. – 2018. – Т. 46. – №. D1. – С. D608-D617.

2. Вакс В.Л. и др. Спектроскопия высокого разрешения терагерцевого частотного диапазона для аналитических приложений //Успехи физических наук. – 2020. – Т. 190. – №. 7. – С. 765-776.

3. Вакс В.Л. и др. Анализ выдыхаемого воздуха: физические методы, приборы и медицинская диагностика //Успехи физических наук. – 2014. – Т. 184. – №. 7. – С. 739-758.

4. Lykina A.A. et al. Terahertz high-resolution spectroscopy of thermal decomposition gas products of diabetic and non-diabetic blood plasma and kidney tissue pellets //Journal of Biomedical Optics. – 2021. – Т. 26. – №. 4. – С. 043008-043008.

5. Vaks V. et al. Studying the metabolites composition for tissues of ENT organs with high-resolution THz spectroscopy //2022 IEEE 8th All-Russian Microwave Conference (RMC). – IEEE, 2022. – С. 27-30.

6. Pickett H.M. et al. Submillimeter, millimeter, and microwave spectral line catalog //Journal of Quantitative Spectroscopy and Radiative Transfer. – 1998. – Т. 60. – №. 5. – С. 883-890.

7. Endres C.P. et al. The cologne database for molecular spectroscopy, CDMS, in the virtual atomic and molecular data centre, VAMDC //Journal of Molecular Spectroscopy. – 2016. – Т. 327. – С. 95-104.

8. Таунс Ч. и др. Радиоспектроскопия: Пер. с англ. – Иностранная литература, 1959.

Для цитирования:

Вакс В.Л., Анфертьев В.А., Домрачева Е.Г., Черняева М.Б., Айзенштадт А.А., Глушкова К.А., Черняева А.С. Сравнительный анализ состава метаболитов тканей кист различных систем жизнеобеспечения методом ТГц спектроскопии высокого разрешения. // Журнал радиоэлектроники. – 2024. – №. 11. https://doi.org/10.30898/1684-1719.2024.11.27