Name: resolving water, proteins, and lipids from in vivo confocal raman spectra of stratum corneum through a chemometric approach
Uploaded: 2019-09-26T15:00:00
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作者非常认可企业职能部门分析和个人清洁护理部门的财政支持。我们要感谢分析副董事王茉莉女士和罗布·加德纳博士的指导和支持，感谢李阳女士在数据收集方面的帮助。

这项研究是北京儿童医院机构审查委员会根据1975年《赫尔辛基宣言》的道德准则批准的。它根据ICH良好临床实践指南进行。研究于2015年5月至7月进行。
1. 从具有特应性皮炎的人体受试者体内共聚焦拉曼光谱中收集
<ol><li>包括符合以下标准的主题。<ol>
<li>包括4~18岁的受试者。</li>
		<li>包括轻度至中度特应性皮炎（根据医生的全球评估得分为2或3分），在身体表面的5%-30%有活?...

<ol>
	<li>Caspers, P., Lucassen, G., Bruining, H., Puppels, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Automated+depth+-+scanning+confocal+Raman+microspectrometer+for+rapid+in+vivo+determination+of+water+concentration+profiles+in+human+skin.">Automated depth - scanning confocal Raman microspectrometer for rapid in vivo determination of water concentration profiles in human skin.</a> Journal of Raman Spectroscopy. 31 (8-9), 813-818 (2000).</li><li>Crowther, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Measuring+the+effects+of+topical+moisturizers+on+changes+in+stratum+corneum+thickness,+water+gradients+and+hydration+in+vivo.">Measuring the effects of topical moisturizers on changes in stratum corneum thickness, water gradients and hydration in vivo.</a> British Journal of Dermatology. 159 (3), 567-577 (2008).</li><li>Egawa, M., Tagami, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Comparison+of+the+depth+profiles+of+water+and+water-binding+substances+in+the+stratum+corneum+determined+in+vivo+by+Raman+spectroscopy+between+the+cheek+and+volar+forearm+skin:+effects+of+age,+seasonal+changes+and+artificial+forced+hydration.">Comparison of the depth profiles of water and water-binding substances in the stratum corneum determined in vivo by Raman spectroscopy between the cheek and volar forearm skin: effects of age, seasonal changes and artificial forced hydration.</a> British Journal of Dermatology. 158 (2), 251-260 (2008).</li><li>Crowther, J. M., Matts, P. J., Kaczvinsky, J. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Changes in Stratum Corneum Thickness, Water Gradients and Hydration by Moisturizers. , (2012).</li><li>Pudney, P. D., M&#233;lot, M., Caspers, P. J., Van, D. P. A., Puppels, G. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+in+vivo+confocal+Raman+study+of+the+delivery+of+trans+retinol+to+the+skin.">An in vivo confocal Raman study of the delivery of trans retinol to the skin.</a> Applied Spectroscopy. 61 (8), 804 (2007).</li><li>Mohammed, D., Matts, P., Hadgraft, J., Lane, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=In+vitro-in+vivo+correlation+in+skin+permeation.">In vitro-in vivo correlation in skin permeation.</a> Pharmaceutical Research. 31 (2), 394-400 (2014).</li><li>Hanlon, E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Prospects+for+in+vivo+Raman+spectroscopy.">Prospects for in vivo Raman spectroscopy.</a> Physics in Medicine and Biology. 45 (2), 1 (2000).</li><li>Mohammed, D., Crowther, J. M., Matts, P. J., Hadgraft, J., Lane, M. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Influence+of+niacinamide+containing+formulations+on+the+molecular+and+biophysical+properties+of+the+stratum+corneum.">Influence of niacinamide containing formulations on the molecular and biophysical properties of the stratum corneum.</a> International Journal of Pharmaceutics. 441 (1-2), 192-201 (2013).</li><li>Boireau-Adamezyk, E., Baillet-Guffroy, A., Stamatas, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Age-dependent+changes+in+stratum+corneum+barrier+function.">Age-dependent changes in stratum corneum barrier function.</a> Skin Research and Technology. 20 (4), 409-415 (2014).</li><li>Pezzotti, G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Raman+spectroscopy+of+human+skin:+looking+for+a+quantitative+algorithm+to+reliably+estimate+human+age.">Raman spectroscopy of human skin: looking for a quantitative algorithm to reliably estimate human age.</a> Journal of Biomedical Optics. 20 (6), 065008 (2015).</li><li>Mlitz, V., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Impact+of+filaggrin+mutations+on+Raman+spectra+and+biophysical+properties+of+the+stratum+corneum+in+mild+to+moderate+atopic+dermatitis.">Impact of filaggrin mutations on Raman spectra and biophysical properties of the stratum corneum in mild to moderate atopic dermatitis.</a> Journal of the European Academy of Dermatology and Venereology. 26 (8), 983-990 (2012).</li><li>Janssens, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Lipid+to+protein+ratio+plays+an+important+role+in+the+skin+barrier+function+in+patients+with+atopic+eczema.">Lipid to protein ratio plays an important role in the skin barrier function in patients with atopic eczema.</a> British Journal of Dermatology. 170 (6), 1248-1255 (2014).</li><li>Faiman, R., Larsson, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Assignment+of+the+C+H+stretching+vibrational+frequencies+in+the+Raman+spectra+of+lipids.">Assignment of the C H stretching vibrational frequencies in the Raman spectra of lipids.</a> Journal of Raman Spectroscopy. 4 (4), 387-394 (1976).</li><li>Edwards, H. G., Farwell, D. W., Williams, A. C., Barry, B. W., Rull, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Novel+spectroscopic+deconvolution+procedure+for+complex+biological+systems:+vibrational+components+in+the+FT-Raman+spectra+of+ice-man+and+contemporary+skin.">Novel spectroscopic deconvolution procedure for complex biological systems: vibrational components in the FT-Raman spectra of ice-man and contemporary skin.</a> Journal of the Chemical Society, Faraday Transactions. 91 (21), 3883-3887 (1995).</li><li>Choe, C., Lademann, J., Darvin, M. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Lipid+organization+and+stratum+corneum+thickness+determined+in+vivo+in+human+skin+analyzing+lipid-keratin+peak+(2820-3030+cm-+1)+using+confocal+Raman+microscopy.">Lipid organization and stratum corneum thickness determined in vivo in human skin analyzing lipid-keratin peak (2820-3030 cm- 1) using confocal Raman microscopy.</a> Journal of Raman Spectroscopy. 47 (11), 1327-1331 (2016).</li><li>Stamatas, G. N., de Sterke, J., Hauser, M., von Stetten, O., van der Pol, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Lipid+uptake+and+skin+occlusion+following+topical+application+of+oils+on+adult+and+infant+skin.">Lipid uptake and skin occlusion following topical application of oils on adult and infant skin.</a> Journal of Dermatological Science. 50 (2), 135-142 (2008).</li><li>Choe, C., Lademann, J., Darvin, M. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Confocal+Raman+microscopy+for+investigating+the+penetration+of+various+oils+into+the+human+skin+in+vivo.">Confocal Raman microscopy for investigating the penetration of various oils into the human skin in vivo.</a> Journal of Dermatological Science. , (2015).</li><li>Zhang, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+MCR+approach+revealing+protein,+water+and+lipid+depth+profile+in+atopic+dermatitis+patients'+stratum+corneum+via+in+vivo+confocal+Raman+spectroscopy.">A MCR approach revealing protein, water and lipid depth profile in atopic dermatitis patients' stratum corneum via in vivo confocal Raman spectroscopy.</a> Analytical Chemistry. , (2019).</li><li>Caspers, P. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> In vivo Skin Characterization by Confocal Raman Microspectroscopy. , (2003).</li><li>Jaumot, J., de Juan, A., Tauler, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=MCR-ALS+GUI+2.0:+New+features+and+applications.">MCR-ALS GUI 2.0: New features and applications.</a> Chemometrics and Intelligent Laboratory Systems. 140, 1-12 (2015).</li><li>Choe, C., Choe, S., Schleusener, J., Lademann, J., Darvin, M. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Modified+normalization+method+in+in+vivo+stratum+corneum+analysis+using+confocal+Raman+microscopy+to+compensate+nonhomogeneous+distribution+of+keratin.">Modified normalization method in in vivo stratum corneum analysis using confocal Raman microscopy to compensate nonhomogeneous distribution of keratin.</a> Journal of Raman Spectroscopy. , (2019).</li><li>Wise, B. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Chemometrics+tutorial+for+PLS_Toolbox+and+Solo.">Chemometrics tutorial for PLS_Toolbox and Solo.</a> Eigenvector Research, Inc. 3905, 102-159 (2006).</li></ol>

在数据收集过程中，如协议第 2 节和第 3 节所述，通过在中的红色圆圈中突出显示的微观图像中查找较暗的区域，在仪器窗口和皮肤之间具有接触的区域收集每个深度剖面。图2C.找到这些区域后，在皮肤表面上方启动深度轮廓以准确确定数据分析过程的皮肤表面位置至关重要。皮肤表面的位置随后用于确定相应深度轮廓中每个光谱的相对深度。如协议第 1 节所?...

在临床研究中，在体内共聚焦拉曼光谱显示其独特的能力，以确定地层角膜厚度和含水量1，2，3，4，并跟踪渗透活性材料局部地应用于皮肤5，6。作为一种非侵入性的方法，共聚焦拉曼光谱检测基于振动模式的分子信号。因此，不需要标签7。在体内共聚焦拉曼光谱提供基于该技术共聚焦特性的化学信息，其深度分辨率。这种深度依赖信息在研究护肤品4、8、老化9、10、季节变化3以及皮肤屏障功能疾病的影响方面非常有用，如特应性皮炎11，12。在共聚焦拉曼光谱的高频区域（2，500-4，000厘米-1），水在3，250~3，550厘米-1之间产生不同的峰。然而，蛋白质和脂质的拉曼峰，集中在大约2，800-3，000厘米-1之间，相互重叠，因为信号主要来自亚甲（-CH2-）和甲基（-CH3）组13.在获得相对数量的单个分子物种时，这种重叠的信息带来了技术挑战。峰值拟合14，15和选择性峰值位置12，16方法已被用来解决这一挑战。但是，这些基于单峰的方法很难提取纯组件信息，因为来自同一组件的多个 Raman 峰值同时更改17。在我们最近的第18号出版物中，有人提出了一种MCR方法来阐明纯成分信息。使用这种方法，从大型体内共聚焦拉曼光谱数据集中提取了三个组分（水、蛋白质和脂质）。
大型临床研究的执行对收集体内光谱数据的个人可能要求很高。在某些情况下，频谱采集可能需要一天操作设备数小时，研究可长达数周或数月。在这些情况下，光谱数据可能由缺乏技术专业知识的设备操作员生成，以识别、排除和校正所有光谱伪影源。生成的数据集可能包含一小部分光谱异常值，需要在分析之前从数据中识别和排除。本文详细介绍了在使用MCR分析数据之前，为"清理"临床拉曼数据集而进行化学分析的过程。要成功去除异常值，需要确定异常值的类型和生成异常值光谱的潜在原因。然后，可以开发一种特定的方法来删除目标异常值。这需要事先了解数据集，包括详细了解数据生成过程和研究设计。在此数据集中，大多数异常值都是低信噪光谱，主要来自皮肤表面上方收集的 1 光谱（30，862 中的 6，208 个）和 2） 荧光室光光谱（30，862 中的 67 个）。在皮肤表面上方收集的光谱会产生微弱的拉曼反应，因为激光焦点接近皮肤表面，并且主要位于皮肤下方的仪器窗口。由于仪器操作员错误或主体移动，产生荧光室光的强烈贡献的光谱，这会产生一种情况，即共聚焦拉曼收集窗口未完全覆盖主体的身体部位。尽管在获取数据时，光谱专家可以在光谱采集期间识别和修正这些类型的光谱伪像，但本研究中使用的训练有素的仪器操作员已指示收集所有数据，除非灾难性故障被观察到。识别和排除异常值的任务已合并到数据分析协议中。提出的协议是为了解决这一挑战而制定的。为了解决皮肤表面上方的低信噪光谱，首先需要确定皮肤表面的位置，以便去除皮肤表面上方收集的光谱。皮肤表面的位置被定义为拉曼激光焦点在皮肤中一半和皮肤的一半的深度，如补充图1所示。去除低信噪点后，实施主要分量分析（PCA），以提取荧光室光峰占主导地位的因子。这些离群值根据相应因子的分数值被删除。
该协议提供了在 MCR 过程中如何确定六个主要组件的详细信息。这通过 PCA 分析完成，然后对具有不同数量主分量生成的模型的载荷进行光谱形状比较。详细介绍了参考资料和人体资料数据收集的实验过程。

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" style="width:1055px;" width="1054">
	<colgroup>
		<col />
		<col />
		<col />
		<col />
	</colgroup>
	<tbody>
		<tr height="33">
			<td height="33" style="height:34px;width:319px;">Bovine Serum Albumin</td>
			<td style="width:360px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:136px;"></td>
			<td style="width:240px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:319px;">Cholesterol</td>
			<td style="width:360px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:136px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:319px;">Cholesterol 3-sulfate sodium</td>
			<td style="width:360px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:136px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:319px;">D-Erythro-Dihydrosphingosine</td>
			<td style="width:360px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:136px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:319px;">DI water</td>
			<td style="width:360px;"></td>
			<td style="width:136px;"></td>
			<td>Purified with Milipore(18.2M&#937;)</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:319px;">Gen2-SCA skin analyzer</td>
			<td style="width:360px;">River Diagnostics, Rotterdam, The Netherlands</td>
			<td style="width:136px;">Gen2</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:319px;">Matlab 2018b</td>
			<td style="width:360px;">Mathwork</td>
			<td style="width:136px;">2018b</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:319px;">N-behenoyl-D-erythro-sphingosine</td>
			<td style="width:360px;">Avanti Polar Lipids, Inc.</td>
			<td style="width:136px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:319px;">N-Lignoceroyl-D-erythro-sphinganine(ceramide)</td>
			<td style="width:360px;">Avanti Polar Lipids, Inc.</td>
			<td style="width:136px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:319px;">Oleic Acid</td>
			<td style="width:360px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:136px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:319px;">Palmitic Acid</td>
			<td style="width:360px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:136px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:319px;">Palmitoleic Acid</td>
			<td style="width:360px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:136px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:319px;">PLS_Toolbox version 8.2</td>
			<td style="width:360px;">Eigenvector Research Inc.</td>
			<td align="right" style="width:136px;">8.2</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:319px;">RiverICon</td>
			<td style="width:360px;">River Diagnostics, Rotterdam, The Netherlands</td>
			<td style="width:136px;">version 3.2</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:319px;">Squalene</td>
			<td style="width:360px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:136px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:319px;">Stearic Acid</td>
			<td style="width:360px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:136px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

resolving water, proteins, and lipids from in vivo confocal raman spectra of stratum corneum through a chemometric approach

开发这种在体内共聚焦拉曼光谱法，能够直接测量水、蛋白质和脂质，在人体中具有深度分辨率。此信息对于皮肤相关疾病和皮肤护理产品性能描述非常重要。该协议说明了一种用于共聚焦拉曼光谱收集的方法，以及利用化学测量法对光谱数据集的后续分析。此方法的目标是建立数据收集的标准协议，并为数据分析提供一般指导。在从临床研究中处理大型数据集时，预处理（例如，去除异常光谱）是关键步骤。例如，我们根据数据集的先前知识提供指导，以确定异常值的类型并制定特定的策略来删除它们。执行主组分分析，并将载荷光谱与参考材料中的光谱进行比较，以选择最终多变量曲线分辨率 （MCR） 分析中使用的分量数。此方法成功从大型光谱数据集中提取有意义的信息。

在这项研究中，从4-18岁的28名受试者中收集了体内共聚焦拉曼光谱。根据上述数据收集协议，共收集了30，862个拉曼光谱。此大型光谱数据集包含 20% 的光谱异常值，如图4A所示。确定皮肤表面后，去除低信噪离异常值光谱，然后由 PCA 识别具有房间光线特征的光谱。此 PCA 模型中的第三个因素是识别房间光峰。通过将因子 3 的载荷光谱与使用同一共聚焦拉曼仪器在研究现?...

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Resolving Water, Proteins, and Lipids from In Vivo Confocal Raman Spectra of Stratum Corneum through a Chemometric Approach

在这里，我们提出了一个方案，从临床研究中从人类受试者收集共聚焦拉曼光谱，结合化学方法去除光谱异常值和随后提取关键特征。

通过化学测量方法，从活体共聚焦拉曼光谱中解决水、蛋白质和脂质

Development of this in vivo confocal Raman spectroscopic method enables the direct measurement of water, proteins, and lipids with depth resolution in ...

直接测量水、蛋白质和脂质，在人体中具有深度分辨率，对于皮肤相关疾病，对于护肤品性能的表征非常重要。该方法连同随后的分析，利用化学计量方法提取化学信息。该技术的主要优点是，它允许训练有素的仪器操作员收集临床 Raman 数据集，这些仪器操作员缺乏识别、排除和修复所有光谱伪影来源的技术专业知识。然后可以处理生成的数据集，以识别分析之前需要从日期中排除的异常值。在数据分析过程中，一个关键挑战是删除异常值，并识别数据集中关键组件的数量。本视频显示，该方法利用了临床数据集和化学计量方法的先前知识，成功地提取了水、蛋白质和脂质的深度分辨率。演示该程序将是李阳，我们的C&T实验室的技术人员。首先，让主体放置一个标记的病变体部位或控制部位，与体内共体拉曼仪器的成像窗口保持密切联系。确保它们覆盖整个窗户，以避免房间光线对成像的影响。然后，打开软件并移动焦点，直到看到类似于此处所示的频谱。之后，将焦点移离皮肤表面 10 微米。使用 1 秒的曝光时间，在此处显示的频率区域中收集 26 个步骤的数据，其步进尺寸为 2 微米。测量每个区域的 8 个复制，总共持续 15 分钟。首先，使用命令窗口和 MATLAB 将收集的数据的文件扩展名从 ric 更改为垫。然后将垫文件加载到 MATLAB 软件平台，如下所示。使用自动加权最少平方方法更正数据集的基线，方法是进入 PLS_Workspace 窗口并右键单击导入的数据集、滚动到"分析"、选择"其他工具"并单击预处理。在弹出的窗口中，单击"显示"。然后，将"可用方法"工具栏向下滚动到"自动加权租用方块基线"筛选，然后选择"添加"。接下来，单击"确定"以设置选项，并应用预处理数据。保存此Spectra_baseline。接下来，返回到命令窗口并使用基线更正结果替换数据。现在，转到文本编辑器并运行此处所示的程序。这将总结 2910 和 2965 反厘米之间的值，以便从 26 个连续步骤测量中获取每个 Raman 光谱下的强度值，并将其存储在 Excel 文件中。在 MATLAB 中，转到工作区并设置数据在Depth_save路径，如图所示。接下来，使用此处描述的过程使用 MATLAB 中的 linspace 函数将仪器偏移值从 26 到 260 进行插值。此过程将利用新生成的 260 位置值，使用样条方法将强度值从 26 值插值到 260。此外，它还将分别使用 260 位置和强度值作为多边形函数的 x 和 y 输入，将度值设置为 20。然后，它将使用输出系数和 260 扩展位置值作为多值的输入，以获得最终的 260 强度值。接下来，它将计算平均强度，并在曲线中查找最接近均值强度的点。它还会根据皮肤表面在已知的两微米步进尺寸中更改深度值。现在，运行程序。将拉曼光谱数据集移除后加载到 PLS_TOOLBOX 软件中，在 MATLAB 平台下右键单击数据集以选择"分析"，然后选择 PCA。接下来，单击"选择预处理"。选择"规范化"作为预处理方法。然后，为交叉验证选择"无"。然后，使用 PCA 分解分析的三个组件构建模型。现在，删除体内拉面仪器采集窗口的盖板，并使用用于参考材料数据收集的相同参数收集高频区域的房间光谱。通过与房间光背景的比较确定房间光效应因子。现在，查看分数并删除与正常值相比显著增加的光谱。这意味着删除整个数据集的 99.8% 以上的分数值，在这项研究中为 0.16。保存生成的校准 X 块数据。最后，转到PLS_Workspace并编辑新文件。选择"行标签"，然后转到"硬删除排除"以在重新保存文件之前永久删除排除的数据。首先使用刚才显示的相同方法更正拉曼光谱基线。接下来，对预处理数据集执行 PCA 分析。通过单击"选择组件"按钮，在对数比例中绘制特征值以及组件数，然后选择日志（特征值）作为 y 值。要执行多变量曲线分辨率分析，首先使用数据选择按钮将数据集加载到MCR_main中。手动选择组件数量，将组件编号设置为 3 到 8 之间。然后，在"初始估计"选项卡下，单击"纯"按钮。接下来，选择"集中"并单击"完成"按钮。屏幕刷新后，单击"确定"按钮，然后打开"继续移动到下一页"。现在，单击"继续"，在"实施"下，应用 fnnls。然后，从下拉菜单中选择六个，用于非负性配置文件的物种数量，然后单击"继续"。在下一页上，选择相同的参数，然后单击"继续"。为了确定皮肤表面的位置，整合了蛋白质拉曼峰下的区域，以获得蛋白质信号的深度剖面。皮肤表面定义为插值深度剖面的强度值最接近平均强度的位置。皮肤表面的确切位置不需要与实验数据点重合。本视频中描述的数据收集协议共收集了 30，862 个拉曼光谱。此大型光谱数据集包含 20% 的光谱异常值。正确识别和去除异常值光谱对于实现正确的数据集非常重要。在这里，可以看到房间灯的贡献，叠加在房间灯的参考光谱上。对预处理的共合 Raman 数据集进行了原理分量分析，此处绘制了特征值以及使用的因素数。因子9的特征值显著减少。此观察建议对在多变量曲线分辨率模型中包含的三到八个因素之间变化的主要分量数进行调查模型。尝试此过程时，在皮肤表面上方启动深度轮廓以准确确定皮肤表面的位置至关重要。这种方法能够调查护肤品对关键皮肤成分（包括水、蛋白质和脂质）的影响。

Research

JoVE Journal

Chemistry

Untargeted Metabolomics from Biological Sources Using Ultraperformance Liquid Chromatography-High Resolution Mass Spectrometry (UPLC-HRMS)

Untargeted Metabolomics from Biological Sources Using Ultraperformance Liquid Chromatography-High Resolution Mass Spectrometry UPLC-HRMS

不相关的代谢组学，生物源使用超高效液相色谱 - 高分辨质谱（UPLC-HRMS）

Here we present a workflow to analyze the metabolic profiles for biological samples of interest including; cells, serum, or tissue. The sample is first ...

科研

化学

High-pressure Sapphire Cell for Phase Equilibria Measurements of CO2/Organic/Water Systems

High-pressure Sapphire Cell for Phase Equilibria Measurements of CO2/Organic/Water Systems

The high pressure sapphire cell apparatus was constructed to visually determine the composition of multiphase systems without physical sampling. ...

A Simple and Rapid Protocol for Measuring Neutral Lipids in Algal Cells Using Fluorescence

一种简单快速的协议用荧光测量中性脂肪在藻细胞

Algae are considered excellent candidates for renewable fuel sources due to their natural lipid storage capabilities. Robust monitoring of algal ...

An Inverse Analysis Approach to the Characterization of Chemical Transport in Paints

一个反分析方法化工运输的油漆表征

The ability to directly characterize chemical transport and interactions that occur within a material (i.e., subsurface dynamics) is a vital component in ...

Water in Oil Emulsions: A New System for Assembling Water-soluble Chlorophyll-binding Proteins with Hydrophobic Pigments

水在油乳剂：与疏水性颜料装配水溶性叶绿素结合蛋白的新系统

Chlorophylls (Chls) and bacteriochlorophylls (BChls) are the primary cofactors that carry out photosynthetic light harvesting and electron transport. ...

In Situ Characterization of Hydrated Proteins in Water by SALVI and ToF-SIMS

In Situ Characterization of Hydrated Proteins in Water by SALVI and ToF-SIMS

在水中水合蛋白原位表征SALVI和TOF-SIMS

This work demonstrates in situ characterization of protein biomolecules in the aqueous solution using the System for Analysis at the Liquid Vacuum ...

Preparation of Biopolymer Aerogels Using Green Solvents

生物聚合物气凝胶制备使用绿色溶剂

Although the first reports on aerogels made by Kistler1 in the 1930s dealt with aerogels from both inorganic oxides (silica and others) and biopolymers ...

Laboratory Production of Biofuels and Biochemicals from a Rapeseed Oil through Catalytic Cracking Conversion

通过催化裂化转换从菜籽油生物燃料和生物化学实验室生产

The work is based on a reported study which investigates the processability of canola oil (bio-feed) in the presence of bitumen-derived heavy gas oil ...

A Novel Technique for Raman Analysis of Highly Radioactive Samples Using Any Standard Micro-Raman Spectrometer

一种新技术用于拉曼分析高放射性样品使用任何标准的微拉曼光谱仪

A novel approach for the Raman measurement of nuclear materials is reported in this paper. It consists of the enclosure of the radioactive sample in a ...

Vibrational Spectra of a N719-Chromophore/Titania Interface from Empirical-Potential Molecular-Dynamics Simulation, Solvated by a Room Temperature Ionic Liquid