基于FTIR/ATR光谱的地中海贫血筛查的直接定量分析方法

β型地中海贫血是危害极为严重的单基因遗传病，目前尚无有效治疗手段。建立β地贫大人群筛查是预防β地贫症出现的主要手段。HGB、MCV、MCH、HbA2是β地贫筛查的重要指标，但现有测定方法需要化学反应，耗时耗资，不便于大人群筛查。本课题采用傅立叶变换红外光谱(FTIR)结合衰减全反射(ATR)技术，建立无需化学试剂、精度适中、直接快速、同时测定上述指标的定量分析方法。收集大量血液样品，采用既有方法测定样品的上述指标作为参考值，同时测量样品的FTIR/ATR光谱。利用这两方面数据，结合化学计量学方法进行统计建模，并通过计算机实验优化，优选光谱预处理模式、光谱波段或其组合(或离散波长组合)，构建有效的分析模型，并进行模型稳定性分析，明确各指标预测值的β地贫筛查范围。研发相应算法平台并捆绑到光谱仪上，实现光谱测定和定量分析同时快速完成，使FTIR/ATR光谱成为适合于β地贫大人群筛查的简便新技术。

地中海贫血（地贫）是包括我国南方在内的全球广为流行、危害严重的单基因遗传病，目前尚无有效治疗手段。地贫携带者筛查是开展该病防控的基础。β-地贫是主要的地贫类型之一，Hb、MCV、MCH、HbA2 是β-地贫的血液筛查指标，但现有测定方法需要化学反应，耗时耗资，不便于大人群筛查。本项目采用傅立叶变换红外光谱结合衰减全反射（FTIR/ATR）、近红外（NIR）光谱，建立β-地贫的上述筛查指标的新型同时快速定量分析方法，具有重要的科学意义和应用价值。.主要包括下列三方面：（1）系统研究了血液光谱分析的新型化学计量学方法，包括高精度定量模型、高信噪比波长筛选方法以及模型稳定性的研究，提出了等间隔MLR（EC-MLR）、伙伴波长PLS等新方法；（2）分别用FTIR/ATR和NIR光谱，建立β-地贫的筛查指标Hb、MCV、MCH、HbA2的新型同时快速定量分析方法，其中，相对性指标HbA2的定量分析是具有挑战性的难点问题，本项目创新性的提出了基于两个间接指标同时定量分析的策略，克服了HbA2定量分析的困难；（3）完成相关算法和计算机平台的构建，可以实现光谱测定和定量分析同时快速完成。.相关成果包括：申请发明专利1项，发表国内外刊物论文17篇（其中SCI收录9篇）、会议论文21篇（其中EI收录20篇），指导完成博士学位论文5篇、硕士学位论文7篇，获得全国第三届近红外光谱学术会议最佳墙报论文奖、《分析化学》优秀论文奖，被英国皇家化学学会（RSC）刊物Anal Methods选为封面论文1篇等。