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简述胚胎分子光谱技术结合化学计量学策略评价人类胚胎发育潜能

收藏本文 2024-03-06 点赞:26431 浏览:113034 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘要:体外受精-胚胎移植技术(in vitro fertipzation, IVF)的进展为数万遭受不孕不育症困扰的家庭带去了福音,但目前其成功率仅为30%左右。同时,临床上为提升妊娠率往往会采取多胚胎移植的策略,而这又导致了IVF治疗中的多胎率显著高于自然妊娠。低妊娠率和高多胎率使患者在精神和经济上都承受着极大压力。IVF治疗中体外发育的胚胎质量直接决定着最终的移植结果,由此如何判断胚胎的发育潜能选出最具潜力妊娠的胚胎是该技术中至关重要的一个步骤。目前的胚胎评估系统大多基于形态学评分策略,虽然这些策略的确使IVF技术的成功率有所提升,但其精确度不容乐观,由此仍有必要寻找一种快速有效的胚胎筛选策略,以多枚胚胎中选出最优质的胚胎进行单胚胎移植,改善低妊娠率与高多胎率两大不足。本实验利用拉曼、分子荧光、紫外-可见及近红外光谱技术,通过对胚胎培养液中各代谢物质含量变化的测量并结合一定的化学计量学策略建立判别模型,鉴别具有妊娠潜力与不具妊娠潜力的胚胎,评估胚胎的发育潜能。实验证明,利用近红外光谱建立的偏最小二乘判别模型拥有较高的判别能力,能够预测大部分胚胎的发育潜能。采取均值中心化和Sitzky-Golay二阶导算法对原始近红外光谱进行预处理后,模型独立检验集的灵敏度与特异性分别提升至88%及70%左右,模型的正判率达到77%以上为了提升模型的判别能力,消除无信息变量对模型稳定性影响,本实验分别采取基于蒙特卡罗的无信息变量消除法(MC-UVE)、竞争性自适应加权抽样法(CARS)与基于变量稳定性的竞争性自适应加权抽样法(SCARS)对光谱进行波长选择。结果表明,与全谱74%的正判率相比较,采取这三种波长选择策略,模型独立检验集的正判率分别提升至74.24%,77.12%与80.10%,建模利用的变量数也降至50以内。比较发现,SCARS的模型优化能力和稳定性均好于MC-UVE和CARS策略。上面陈述的这些实验的结果证明了采取分子光谱技术结合化学计量学算法预测胚胎的发育潜能是可行的。关键词:体外受精-胚胎移植论文胚胎培养液论文分子光谱论文波长选择论文

    摘要5-6

    Abstract6-10

    第1章 前言10-24

    1.1 体外受精-胚胎移植技术介绍10-11

    1.2 胚胎形态学评分及IVF技术近况11-12

    1.3 代谢组学及其在胚胎鉴别领域的进展12-16

    1.3.1 丙酮酸代谢12-13

    1.3.2 葡萄糖代谢13-14

    1.3.3 氨基酸14-16

    1.3.4 其他16

    1.4 分子光谱浅析技术介绍16-18

    1.5 化学计量学策略介绍18-22

    1.5.1 化学计量学概述18

    1.5.2 光谱预处理策略18-19

    1.5.3 方式识别19-20

    1.5.4 波长选择策略20-22

    1.6 本论文主要探讨内容22-24

    第2章 胚胎培养液荧光、拉曼光谱评价胚胎发育潜能24-32

    2.1 引言24-25

    2.1.1 分子荧光光谱24

    2.1.2 拉曼光谱24-25

    2.2 实验仪器与试剂25-26

    2.3 实验策略26-27

    2.3.1 患者选择及标本收集26

    2.3.2 荧光光谱采集26-27

    2.3.3 拉曼光谱采集27

    2.4 结果讨论27-31

    2.4.1 妊娠组与未妊娠组患者基本情况比较27

    2.4.2 分子荧光光谱27-29

    2.4.3 拉曼光谱29-31

    2.5 本章小结31-32

    第3章 胚胎培养液紫外-可见光谱评价胚胎发育潜能32-41

    3.1 引言32-33

    3.2 实验仪器与试剂33

    3.3 实验步骤33

    3.3.1 紫外-可见光谱采集33

    3.3.2 判别模型建立33

    3.4 结果讨论33-40

    3.4.1 胚胎培养液的紫外-可见光谱33-34

    3.4.2 判别模型的建立34-40

    3.5 本章小结40-41

    第4章 胚胎培养液近红外光谱评价胚胎发育潜能41-50

    4.1 引言41-42

    4.2 实验仪器与试剂42

    4.3 实验步骤42

    4.4 结果讨论42-48

    4.4.1 胚胎培养液的原始近红外光谱42-43

    4.4.2 光谱预处理及无监督方式识别模型的建立43-44

    4.4.3 光谱预处理及有监督方式识别模型的建立44-48

    4.5 本章小结48-50

    第5章 变量选择对PLS-DA模型的优化50-55

    5.1 引言50

    5.2 实验步骤50

    5.3 结果讨论50-54

    5.4 本章小结54-55

    第6章 总结与展望55-56

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