Diagnostika neurodegenerativních chorob pomocí Ramanovy spektroskopie

Abstract

Léčba neurodegenerativních chorob je často velmi obtížná a její úspěšnost závisí na včasné diagnóze. Proto jsme v této práci vyvíjeli novou diagnostickou metodu roztroušené sklerózy a Alzheimerovy nemoci pomocí Ramanovy spek- troskopie kapkově nanášených povlaků (DCDR) mozkomíšního moku (CSF). Podařilo se nám nalézt podmínky měření, za kterých byla měřená spektra dostatečně reprodukovatelná a které jsou přijatelné pro běžnou diagnostickou praxi. Přitom jsme zjistili, že CSF podléhá poměrně rychlé degradaci při pokojové teplotě, která byla ve spektrech s jistotou detekovatelná již po 5 ho- dinách, a degradaci vlivem opakovaného zamrazování. DCDR spektra CSF od jednotlivých pacientů byla analyzována pomocí faktorové a shlukové analýzy. Roztroušená skleróza se ve spektrech projevovala sníženou intenzitou Rama- nova pásu na 1080 cm−1 , který pravděpodobně souvisí s nějakým obecnějším patologickým stavem. Spektrální změny způsobené Alzheimerovou nemocí byly mnohem komplexnější a kromě změn ve výše zmíněném páse zde byly identifikovány také změny na intervalu 1200-1800 cm−1 a 2870-2950 cm−1 související se změnami ve skladbě a konformacích proteinů. Navíc se nám podařilo pomocí DCDR spekter rozlišit mladé zdravé pacienty od starších ročníků. V této práci bylo tedy ověřeno, že DCDR spektroskopie je vhodnou...

Therapies of neurodegenerative diseases are often very difficult and their success depend on an early diagnose. From that reason we have been developing new diagnostic method for multiple sclerosis and Alzheimer disease by drop coating deposition Raman (DCDR) spectroscopy of cerebrospinal fluid (CSF) in this work. We found out conditions of measurements, where spectra were reproducible and accepted for standard diagnostic practices. We discovered that CSF has fast degradation at a room temperature, which was detectable in spectra after 5 hours, and degradation due to refreezing. DCDR spectra of CSF from individual patients were analyzed by factor and cluster analysis. Multiple sclerosis was manifested by lower intensity of a Raman band at 1080 cm−1 , which is probably connected with more general pathologic state. Spectral changes caused by Alzeheimer disease were more complex and beside changes mentioned above also changes connected with composition and conformation of proteins were identified in regions 1200-1800 cm−1 and 2870-2950 cm−1 . Additionally, we succeeded in distinguishing of young healthy patients from older patients in DCDR spectra. In this work were checked up, that DCDR is good diagnostic method for clinical practices for determining neurodegenerative diseases through the complex...