通过化学测量对两个细胞系的连贯拉曼显微镜数据进行生物变异的估计
Rajendhar Junjuri1,2, Matteo Calvarese1, MohammadSadegh Vafaeinezhad1,2,3
1Leibniz Institute of Photonic Technology, Member of Leibniz Health Technologies, Member of the Leibniz Centre for Photonics in Infection Research (LPI), Albert-Einstein-Strasse 9, 07745 Jena, Germany. Thomas.bocklitz@uni-jena.de.
The Analyst
|July 15, 2024
概括
这项研究量化了来自细胞系的宽带连贯抗Stokes拉曼散射 (BCARS) 数据中的生物变异. 像CH频段这样的关键光谱区域显著提高了分类准确性,提高了BCARS对生物医学研究的可靠性.
科学领域:
- 生物医学光谱学 生物医学光谱学
- 化学成像技术 化学成像技术
- 细胞生物学 细胞生物学
背景情况:
- 宽带连贯抗斯托克斯拉曼散射 (BCARS) 对于可视化细胞结构和脂质至关重要.
- 样本中的生物变异引入了光谱复杂性,挑战了BCARS数据分析.
- 标准化BCARS分析需要理解和量化生物差异.
研究的目的:
- 系统地估计来自HEK293和HepG2细胞系的BCARS数据中的生物变异.
- 在不同的实验设置中评估BCARS测量的可重现性.
- 用自发拉曼光谱来验证BCARS发现.
主要方法:
- 从两个不同的实验设置 (IPHT和POLIMI) 获取BCARS数据.
- 应用克莱默斯-克罗尼格算法来检索类似拉曼的信号.
- 预处理和主要组件分析-线性区分分析 (PCA-LDA) 具有批量和十倍交叉验证 (CV).
主要成果:
- 确定CH波段 (2770-3070厘米−1) 和1500-1800厘米−1的光谱区域对于分类至关重要.
- 两个BCARS数据集的最大平衡精度为100%,CV为10倍.
- 分组CV的准确率为92.4% (IPHT) 和98.8% (POLIMI).
结论:
- 这项研究为生物医学应用的BCARS数据中的生物变异估计提供了一个框架.
- 这些发现强调了特定光谱区域对于准确分类的重要性.
- 对生物差异的更好理解提高了BCARS在生物系统研究中的可靠性和实用性.
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