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螢光光譜應用 生物醫療

螢光光譜法測AGEs含量

  • 晚期糖基化終末產物來源

    晚期糖基化終末產物(Advanced Glycation End-products,AGEs)是由大分子物質(如蛋白質、脂質和核酸)的末端氨基與還原性糖(如葡萄糖、戊糖和木糖)的羰基在非酶促條件下發生親和加成反應,生成可逆的希夫鹼,希夫鹼發生阿馬道里重排(Amadori rearrangement)生成穩定的醛胺類物質,醛胺類物質經過一系列的脫氫、氧化和重排反應生成羰基化合物,高活性的羰基化合物與蛋白質的自由基、巰基等功能基團反應使之變性,生成穩定的AGEs[1]。 
 

    AGEs 按照來源分類可分為內源性AGEs和外源性 AGEs。內源性 AGEs 主要是由體內大分子物質經梅納反應(Maillard reaction)生成的,外源性AGEs主要來源於含高脂肪、高蛋白質的經高熱、油炸的食品。目前常見的AGEs有羧甲基賴氨酸(CML)、羧乙基賴氨酸(CEL)、戊糖苷素(pentosidine)、乙二醛-離胺酸二聚體(GOLD)、吡咯啉(pyrraline)等[2]

圖1 常見AGEs結構式


 
  • 晚期糖基化終末產物危害
    AGEs 呈棕紅色,不易被酶破壞,可在人體內逐漸積累,與許多細胞膜特異性受體結合發揮生物學效應。AGEs在體內蓄積會引起一系列氧化應激等級聯反應和發炎反應,從而加速人體的衰老和各種疾病的發生和發展,如糖尿病及其併發症,阿茲海默症,腸道疾病,神經疾病,癌症等[2]。楊三梅等人[3]研究糖尿病患者和正常人螢光光譜的譜型基本一致,但在整個測量光譜範圍內,糖尿病患者的螢光光譜強度明顯高於正常人。Obayashi H[4]在糖尿病患者的冠狀動脈粥狀硬化病變中檢測到AGEs,證實AGEs可能導致糖尿病患者粥狀動脈硬化的產生。糖尿病患者血清AGEs水準升高會間接通過其血管效應(冠狀動脈功能障礙、動脈粥狀硬化和血栓形成)和直接通過對心肌的直接作用加速心力衰竭的發展和進展[5]

圖2 糖尿病患者和正常人的AGEs螢光光譜圖

 
  • 晚期糖基化終末產物檢測
    FL375的基本原理是採用安全光源LED375nm激發人體皮膚的螢光性AGEs,根據獲得的光學訊號來反映AGEs 的積聚。螢光光譜檢測AGEs含量的方法非常快捷、方便,重複性好,無需採集血樣,是一種無創光譜檢測技術;相比抽血進行生化實驗,給患者可能帶來的疼痛、感染等,患者更容易接受。FL375測皮膚的螢光光譜經過演算法處理,得到AF值。AF值表示通過自動吸收人體組織中的AGEs發射的螢光來計算AGEs在體內的積累量,其值越大,表示積累量越高。被測者可以根據測試資料對自己的身體狀況(包括是否可能患有糖尿病、身體衰老情況等)進行早期預測和診斷。

圖3 FL375測普通人的AGEs螢光光譜圖


 
  • 產品推薦

    FL375是一體化小型螢光光譜儀,用於檢測皮膚中晚期糖基化終末產物(Advanced Glycation End-products,AGEs)含量的裝置。其配置45/0光路設計,採用MEMS光譜儀,體積小巧,靈敏度高。內置濾光片,可濾除激發光的干擾。採用後分光技術,光譜穩定可靠。

 

  • 產品參數

型號

FL375

LED波長

375 nm

LED線寬

10 nm

光路設計

45/0

測量窗口

Φ10 mm

光譜範圍

400-700 nm

光譜解析度

10 nm

工作溫度

5-80℃

工作濕度

5%-80%




參考文獻:

[1] 周燕瓊, 金成, 張英. 晚期糖基化終末產物(AGEs)形成途徑、檢測方法和抑制手段研究進展[J]. 中國食品學報, 2013, 13(6): 175-184.

[2]徐正化, 梁玉燊, 朱克衛等.食品中晚期糖基化中間產物及終末產物研究進展[J].食品安全品質檢測學報, 2020, 11(5): 1496-1501.

[3]楊三梅,余鋒,王貽坤,張龍,朱靈,張弓,劉勇,王安.晚期糖基化終末產物螢光光譜檢測法在糖尿病篩查中的應用研究[J].雷射生物學報,2011,20(01):116-119+129.