拉曼藥學(xué)應(yīng)用

拉曼藥學(xué)應(yīng)用1激光共聚焦顯微拉曼光譜技術(shù)簡介拉曼信號是一種由入射光引起的分子的非彈性散射信號，拉曼光譜技術(shù)無需樣品準(zhǔn)備和制備過程，簡單，可重復(fù)且能夠進(jìn)行無損傷定性定量分析。水的拉曼散射微弱，拉曼光譜也因此成為研究水溶液中的生物樣品和化學(xué)化合物的理想工具。激光共聚焦顯微拉曼光譜技術(shù)是一種激光為基礎(chǔ)的分析技術(shù)，將拉曼光譜分析技術(shù)與顯微分析技術(shù)結(jié)合，采用低功率激光器、高轉(zhuǎn)換效率的全息技術(shù)，更易于直接獲得大量的價值信息，具有非破壞、非侵入、精細(xì)分辨、不用試劑和高度自動化等優(yōu)點，能夠快速和非侵入地對細(xì)胞和組織進(jìn)行生化分析，并能提供活體的分子結(jié)構(gòu)信息。利用拉曼光譜對樣品進(jìn)行測定具有很多優(yōu)點，如選擇性高、無需復(fù)雜的樣品準(zhǔn)備、分析混合物時不需分離以及可用于實時跟蹤測量等。共焦顯微技術(shù)應(yīng)用于拉曼光譜研究后，提高了儀器的靈敏性和分辨率。目前已逐漸廣泛應(yīng)用于材料學(xué)、化工學(xué)、藥學(xué)、生物學(xué)、礦物學(xué)、寶石鑒定學(xué)、公安法學(xué)等領(lǐng)域。WITec產(chǎn)品系列包括拉曼、AFM和SNOM分析成像系統(tǒng)等單獨技術(shù)解決方案，也包括聯(lián)用成像系統(tǒng)，無論何時，即使是最基本的系統(tǒng)，均可根據(jù)需求擴展和升級的系統(tǒng)設(shè)備與功能，從而使我們的客戶能夠適應(yīng)未來的挑戰(zhàn)。所有WITec共聚焦拉曼顯微鏡都采用的高品質(zhì)模塊化設(shè)計，具有獨特的超高光通量、無與倫比的信號靈敏度以及出色成像能力。2激光共聚焦拉曼在藥學(xué)及生物方向應(yīng)用2.1藥物多晶型、成分分布研究及藥物一致性評價逆向工程以目標(biāo)產(chǎn)品進(jìn)行逆向分析及研究，是仿制藥開發(fā)過程中的一個重要環(huán)節(jié)，在目前的仿制藥一致性評價中發(fā)揮顯著功效?！笆追隆笔欠轮扑幘薮笫袌龈偁幹械淖罡緶?zhǔn)則。如何快速、高效地做到與被仿制藥品的品質(zhì)一致在仿制藥研發(fā)中至關(guān)重要。大多數(shù)藥物分子都具有可極化的官能團(tuán)，有著很好的拉曼散射效應(yīng)，因此，拉曼光譜技術(shù)在藥物檢測方面能夠得到廣泛的應(yīng)用。拉曼光譜在藥物檢測方面的主要優(yōu)勢集中在：所需樣品少（1~2mg），最小程度處理樣品，不僅適用于藥物粉末，還適用于液體制劑和固體制劑的快速、無損性檢測分析。通過拉曼光譜能夠解決一些逆向工程分析中的疑難點比如藥物活性成分（API）的晶型鑒定、原研制劑的成分確定，以及工藝參數(shù)的解析，如API分布、包衣層厚度、包衣層數(shù)、生產(chǎn)工藝，以及與溶出特性有函數(shù)關(guān)聯(lián)的空間分布等。共聚焦拉曼成像可以提供藥物化學(xué)信息，對原料藥設(shè)計和固體-液體配制劑的研發(fā)有著非常重要的意義。拉曼成像還可以作為過程分析、ZL侵權(quán)鑒定和偽造物分析的重要工具。WITec共聚焦顯微鏡系統(tǒng)具有最佳的共聚焦性，衍射極限的縱向分辨率，且大大減少了的背景信號，非常有助于深度剖析并生成3D圖像。同時具有出色的光譜和空間分辨率。通過點激光的逐點掃描記錄所有像素上的完整光譜，并生成深度剖析或3D拉曼圖像。3D空間掃描和深度剖析在分析物體空間尺寸或整個樣品特定化合物分布時非常有用。另外，WITecZL的TrueSurface功能可對高低起伏及表面粗糙的樣品進(jìn)行化學(xué)成分成像分析，大大擴展了樣品的適用范圍。軟膏乳狀液的共聚焦拉曼圖像。藍(lán)色：溶于水的活性成分；紅色與綠色：軟膏基質(zhì)。2.2小分子藥物成像在醫(yī)藥學(xué)中，藥物的運輸是學(xué)者們關(guān)注的重點之一，準(zhǔn)確地運輸過程及定位，是藥物分子能實現(xiàn)特定生理功能的重要保障。制作小分子藥物的熒光標(biāo)簽并非容易之事，常用的熒光標(biāo)簽往往比藥物分子大很多，這會影響他們的運輸特性，因此，利用傳統(tǒng)熒光標(biāo)記方法追蹤小分子藥物面臨很多挑戰(zhàn)。WITec超快拉曼成像，可在幾分鐘內(nèi)采集完整的拉曼圖像。最新EMCCD光譜探測器與高通量光學(xué)共聚焦拉曼成像系統(tǒng)的結(jié)合是超快拉曼成像提升的關(guān)鍵，同時極短測量時間及較低激光功率的測量條件非常有利于易損敏感或貴重樣品（如活體）的拉曼光譜及成像測量。快速動態(tài)過程的拉曼時間分辨也可因超快的光譜采集速度而受益。主要優(yōu)勢：總實驗時間減少，同時在給定時間內(nèi)提供更多有價值的數(shù)據(jù)，從而降低使用成本；可實現(xiàn)對測量時間有嚴(yán)格要求的標(biāo)準(zhǔn)拉曼成像；非常適合對要求激發(fā)功率極低的易損敏感或貴重樣品的拉曼分析；時間分辨拉曼測量，可允許快速動態(tài)過程的研究（時間序列光譜或圖像）。2.3中藥活性成分分布快速無損檢測共焦顯微拉曼光譜對中藥尤其是名貴中藥的快速、無損的分析測定，可對活性成分分布進(jìn)行成像分布分析。2.4藥物殘留無損分析在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，藥物殘留問題是隨著藥物的大量生產(chǎn)和廣泛使用而產(chǎn)生的。到目前為止，世界上化學(xué)藥物年產(chǎn)量近200萬噸，約有1000多種人工合成的化合物被用作殺蟲劑、殺菌劑、殺藻劑、除蟲劑和落葉劑等。藥物，尤其是有機藥物的大量施用，已經(jīng)造成了嚴(yán)重的藥物污染問題，成為對人體健康的嚴(yán)重威脅。農(nóng)藥殘留，是指施用農(nóng)藥后一部分農(nóng)藥直接或間接殘存于谷物、蔬菜、果品、畜產(chǎn)品、水產(chǎn)品中以及土壤和水體中的現(xiàn)象。2.5生命科學(xué)－活細(xì)胞、細(xì)菌、組織在生命科學(xué)領(lǐng)域中，樣品種類非常豐富，包括液體、固體樣品及軟組織切片等。主要生命科學(xué)應(yīng)用方向有：疾病初期診斷，發(fā)病機理及靶向治療的細(xì)胞水平研究，并能提供活體的分子結(jié)構(gòu)信息。拉曼光譜多維成像技術(shù)能在不破壞生物組織的情況下對生物組織進(jìn)行成像。應(yīng)用拉曼光譜研究細(xì)胞體系又極大的優(yōu)勢，細(xì)胞不需要標(biāo)記或固定等特殊處理，并且可以在生理環(huán)境狀態(tài)下進(jìn)行拉曼測試。近年來，拉曼光譜技術(shù)在醫(yī)學(xué)上發(fā)展很快，覆蓋了幾乎臨床診斷的所有科室，取得了居多頗具實效的成在生物大分子中，蛋白質(zhì)、核酸、磷酸等是重要的生命基礎(chǔ)物質(zhì)，研究它們的結(jié)構(gòu)、構(gòu)象等化學(xué)問題以闡明生命的奧秘是當(dāng)今極為重要的研究課題。拉曼光譜技術(shù)能提供無損、樣品制備簡便、散射光譜對水不敏感、可重復(fù)的測量，更重要的是它能反應(yīng)與正常生理條件（如水溶液，溫度，酸堿度等）相似的情況下的生物大分子的結(jié)構(gòu)變化信息，因而該技術(shù)成為生物學(xué)大分子檢測的首選技術(shù)。WITec的模塊化設(shè)計基于光纖對光束的有效傳輸，主機光路部分采用蔡司顯微鏡，光路設(shè)計簡單，多部件通過光纖耦合，針對要求特殊光路應(yīng)用，WITec拉曼系統(tǒng)可以很容易地設(shè)置成傳統(tǒng)正置反射光路貨倒置透射光路模式。從地府投射激發(fā)樣品或者投射收集信號大大擴展實驗的自由度，使系統(tǒng)功能更豐富，更有利于對生物樣品實驗的觀測。1.1疾病早期診斷拉曼光譜以其特有的非破壞性、非侵入性、精細(xì)的分辨能力、不用試劑和高度自動化等優(yōu)點，在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域發(fā)展迅速。病變組織中，即使在細(xì)胞尚未發(fā)生鏡下可見的形態(tài)學(xué)改變之前，由于細(xì)胞增殖、分化或惡變以及一些活性因子的分泌等都會引起組織中、蛋白質(zhì)和脂類的成分和含量的改變，而拉曼光譜可以檢測出樣本中此類物質(zhì)的改變，對腫瘤等疾病早期診斷具有傳統(tǒng)病理學(xué)診斷所不具備的優(yōu)勢。WITec成像與分析工具非常靈活，具有非