荧光光谱法测AGEs含量—如海光电守护健康

晚期糖基化终末产物（Advanced Glycation End-products，AGEs）是由大分子物质（如蛋白质、脂质和核酸）的末端氨基与还原性糖（如葡萄糖、戊糖和木糖）的羰基在非酶促条件下发生亲和加成反应，生成可逆的席夫碱，席夫碱发生Amadori重排生成稳定的醛胺类物质，醛胺类物质经过一系列的脱氢、氧化和重排反应生成羰基化合物，高活性的羰基化合物与蛋白质的自由基、巯基等功能基团反应使之变性，生成稳定的AGEs[1]。

AGEs 按照来源分类可分为内源性AGEs和外源性 AGEs。内源性 AGEs 主要是由体内大分子物质经美拉德反应生成的，外源性AGEs主要来源于含高脂肪、高蛋白质的经高热、油炸的食品。目前常见的AGEs有羧甲基赖氨酸（CML）、羧乙基赖氨酸（CEL）、戊糖苷素(pentosidine)、乙二醛-赖氨酸二聚体（GOLD）、吡咯素（pyrraline）等[2]。

图1 常见AGEs结构式

AGEs 呈棕红色，不易被酶破坏，可在人体内逐渐积累，与许多细胞膜特异性受体结合发挥生物学效应。AGEs在体内蓄积会引起一系列氧化应激等级联反应和炎性反应，从而加速人体的衰老和各种疾病的发生和发展，如糖尿病及其并发症，阿尔兹海默病，肠道疾病，神经疾病，癌症等[2]。杨三梅等人[3]研究糖尿病患者和正常人荧光光谱的谱型基本一致，但在整个测量光谱范围内，糖尿病患者的荧光光谱强度明显高于正常人。Obayashi H[4]在糖尿病患者的冠状动脉粥样硬化病变中检测到AGEs，证实AGEs可能导致糖尿病患者动脉粥样硬化的产生。糖尿病患者血清AGEs水平升高会间接通过其血管效应（冠状动脉功能障碍、动脉粥样硬化和血栓形成)和直接通过对心肌的直接作用加速心力衰竭的发展和进展[5]。

图2 糖尿病患者和正常人的AGEs荧光光谱图

FL375的基本原理是采用安全光源LED375 nm激发人体皮肤的荧光性AGEs，根据获得的光学信号来反映AGEs 的积聚量。荧光光谱检测AGEs含量的方法非常快捷、方便，重复性好，无需采集血样，是一种无创光谱检测技术。相比抽血进行生化实验，给患者可能带来的疼痛、感染等，患者更易接受。FL375测皮肤的荧光光谱经过算法处理，得到AF值。AF值表示通过自动吸收人体组织中的AGEs发射的荧光来计算AGEs在体内的积累量，其值越大，表示积累量越高。被测者可以根据测试数据对自己的身体状况(包括是否可能患有糖尿病、身体衰老情况等)进行早期预测和诊断。

图3 FL375测正常人的AGEs荧光光谱图

[1] 周燕琼, 金成, 张英. 晚期糖基化终末产物(AGEs)形成途径、检测方法和抑制手段研究进展[J]. 中国食品学报, 2013, 13(6): 175-184.

[2]徐正化, 梁玉燊, 朱克卫等.食品中晚期糖基化中间产物及终末产物研究进展[J].食品安全质量检测学报, 2020, 11(5): 1496-1501.

[3]杨三梅,余锋,王贻坤,张龙,朱灵,张弓,刘勇,王安.晚期糖基化终末产物荧光光谱检测法在糖尿病筛查中的应用研究[J].激光生物学报,2011,20(01):116-119+129.

[4] Obayashi H, Nakano K, Shigeta H, et al. Formation of cross line as a fluorescent advanced  glycation end product in vitro and in vivo[J]. Biochemical and Biophysical Research Communications, 1996, 226:37-41. 

[5] Dorien D, Lize E, Virginie B. Advanced glycation end products (AGEs) and cardiovascular dysfunction: focus on high molecular weight AGEs[J]. Amino Acids, 2017, 49(9):1535-1541.

本文作者：刘瑞

FL375是一体化小型荧光光谱仪，用于检测皮肤中晚期糖基化终末产物（Advanced Glycation End-products，AGEs）含量的装置。其配置45/0光路设计，采用MEMS光谱仪，体积小巧，灵敏度高。内置滤光片，可滤除激发光的干扰。采用后分光技术，光谱稳定可靠。

FL375测得皮肤荧光光谱经过算法处理，显示皮肤荧光值（AF）。AF值表示通过自动吸收人体组织中的AGEs发射的荧光来计算AGEs在体内的积累量，其值越大，表示积累量越高。被测者可以根据测试数据对自己的身体状况(包括是否可能患有糖尿病、身体衰老情况等)进行早期预测和诊断。

AGEs在体内蓄积会引起一系列氧化应激等级联反应和炎性反应，从而加速人体的衰老和各种疾病的发生和发展，如糖尿病及其并发症，阿尔兹海默病，肠道疾病，神经疾病，癌症等。