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《武汉大学》 2017年
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过氧化氢处理对牙本质激光诱导荧光的影响及其来源初探

冯晓伟  
【摘要】:过氧化氢作为牙齿美白治疗的活性成分被运用于临床中,在改变变色牙齿的美观问题上取得了良好的临床治疗效果。过氧化氢作为一种强氧化剂,可以氧化牙齿组织成分中的有机成分,同时其强酸性可以造成无机成分的丢失。拉曼光谱技术作为一种有效,无损,非侵入性的一种分析技术,可以从分子水平上对过氧化氢对牙齿组成成分所产生的影响进行检测。作为生物样本,牙齿组织的拉曼光谱具有一个很强的激光诱导荧光背景,在过氧化氢对牙齿进行漂白后这个荧光背景显著降低,与此同时牙齿的颜色发生了明显的改变,二者的变化具有很强的相关性。对于过氧化氢漂白牙齿的机制学者们进行了相关的研究,目前没有得到一致的结论。本论文从过氧化氢处理导致牙齿组织拉曼光谱的激光诱导荧光背景改变的这一角度入手,探寻导致牙本质拉曼光谱激光诱导荧光产生的物质成分,依此对过氧化氢漂白牙齿的机理机制的探索提供一个新的分析思路。分别通过三个连续的试验对牙本质拉曼光谱的激光诱导荧光背景产生的物质进行探索。通过实验一得出引起激光诱导荧光和牙齿颜色的物质与牙本质主要的胶原蛋白成分没有直接的相关性,可能与牙本质中的非胶原蛋白具有相关性。进而通过实验二证实非胶原蛋白的存在与否与牙本质拉曼光谱的激光诱导荧光强度的改变具有一致性,同时对提取的牙本质非胶原蛋白进行质谱分析,结果显示血清白蛋白具有很高的匹配性,最后通过实验三,体外合成含不同量牛血清白蛋白的羟基磷灰石,反向验证了实验二的发现,实验结果显示合成的羟基磷灰石的激光诱导荧光背景强度随着牛血清白蛋白含量的增加而增强。实验一 30%中性过氧化氢长时间处理对牙本质拉曼光谱激光诱导荧光的影响[实验目的]探寻牙本质拉曼光谱激光诱导荧光强度、颜色,断裂韧性在过氧化氢长时间处理下的变化趋势。[材料与方法]制备过的牙本质样本随机分为两组(n=15):30%中性过氧化氢处理组和去离子水处理组,分别用30%中性过氧化氢溶液和去离子水处理。分别采用反射式分光光谱仪,拉曼光谱仪和衰减全反射红外光谱仪收集两个处理组牙本质样本处理前以及处理一天,三天,七天,十四天和二十四天时牙本质样本的颜色,拉曼光谱和红外光谱的相关数据。另外制备60个牙本质样本用于测试不同处理时间下牙本质样本断裂韧性,同时观察不同处理时间组牙本质样本断裂面的牙本质形貌。[结果]去离子水处理组牙本质样本的颜色,拉曼相对强度和拉曼光谱的激光诱导荧光强度在处理前后均没有发生明显的改变,同时衰减全反射红外光谱中M:M比值和酰胺Ⅰ峰强度也没有发生明显的变化。30%中性过氧化氢处理组牙本质样本拉曼相对强度没有发生明显的变化,然而牙本质拉曼光谱的激光诱导荧光强度,颜色以及红外光谱M:M比值和酰胺Ⅰ峰强度在处理24小时后均发生了显著地变化。牙本质样本拉曼光谱的激光诱导荧光强度和颜色在处理24小时以后并没有随着处理时间增加继续发生变化,然而红外光谱中的M:M比值却随着处理时间的增加而继续增加,酰胺Ⅰ峰强度随着处理时间的增加继续下降。30%中性过氧化氢不同处理时间组断裂韧性的结果随着处理时间的增加不断下降,牙本质的断裂面形貌随着处理时间的变化发生了明显的改变。[结论]牙本质颜色和拉曼光谱的激光诱导荧光强度在过氧化氢长时间作用下发生的变化与牙本质中无机成分没有直接的关系,引起颜色和拉曼光谱的激光诱导荧光改变的物质与牙本质组成中总的有机成分没有直接的相关性,仅与其中的一部分有机成分有关。实验二不同处理方法对牙本质拉曼光谱的激光诱导荧光的影响以及拉曼光谱激光诱导荧光来源初探[实验目的]研究不同处理方法下牙本质拉曼光谱的激光诱导荧光的变化趋势,探寻引起牙本质拉曼光谱激光诱导荧光变化的物质。[试验材料及方法]牙本质样本根据不同的处理方法随机分为四组:去离子水处理组,30%中性过氧化氢处理组,EDTA处理组和乙酸处理组(n=10)。不同处理组中的牙本质样本分别在不同的处理方法作用下连续处理24小时。分别采用拉曼光谱仪,衰减全反射红外光谱仪收集牙本质样本处理前后拉曼光谱,红外光谱的相关数据。场发射扫描电镜观察处理后牙本质样本的形貌特征。热重分析法比较分析不同处理方法处理后牙本质样本的重量百分比的变化趋势。提取不同处理方法作用后牙本质样中的非胶原蛋白成分,并进行聚丙烯酰胺凝胶电泳,而后采用考马斯亮蓝染色液对凝胶进行染色脱色处理。另外制备牙齿纵切磨片采用不同的处理方法进行处理后全染色剂染色,光学显微镜观察牙齿组织染色情况。[结果]不同处理方法作用下牙本质样本的拉曼相对强度和拉曼光谱的激光诱导荧光背景强度的变化趋势各异。对照组牙本质样本的拉曼相对强度和拉曼光谱的激光诱导荧光强度处理前后相比均没有发生明显改变。过氧化氢处理组拉曼相对强度处理前后没有发生改变,而拉曼光谱激光诱导荧光强度发生了显著的下降;EDTA处理组和乙酸处理组中牙本质样本的拉曼相对强度处理后均发生了显著下降,而拉曼光谱激光诱导荧光强度的变化趋势不一样,EDTA处理组的拉曼光谱激光诱导荧光强度随着拉曼相对强度的下降也出现显著的下降,而乙酸处理组中的牙本质样本拉曼光谱激光诱导荧光强度随着拉曼相对强度的下降并没有发生明显的改变。不同处理方法作用下各组牙本质样本红外光谱中的M:M比值变化趋势也不尽相同。对照组的M:M比值处理前后没有明显的差别,过氧化氢组的M:M比值在过氧化氢处理后与处理前相比明显上升,差异有统计学意义。乙酸处理组和EDTA处理组的M:M比值处理后与处理前相比明显下降,差异有统计学意义。不同处理方法作用后的牙本质样本在200℃-600℃范围的失重百分出现明显的差异,对照组和过氧化强组之间没有统计学差异,而EDTA组和乙酸处理组在该范围内丢失的重量百分比明显增加。牙本质样本中提取的非胶原蛋白(牙本质磷蛋白)电泳结果显示不同处理方法之间有明显的差异。过氧化氢处理组与对照组和乙酸处理组相比较蛋白条带出现明显的差异,过氧化氢处理组与对照组和乙酸处理组相比较而言,消失的蛋白条带质谱分析结果提示其与人缘血清白蛋白高度匹配。牙齿纵剖磨片采用不同的处理方式作用后全染色剂进行组织化学染色,不同处理组的牙本质染色结果不尽相同。对照组和乙酸处理组牙本质被染成蓝紫色,而EDTA组和过氧化氢组牙本质没有被染色。[结论]不同处理方式作用下牙本质样本拉曼光谱激光诱导荧光具有不同的变化趋势。引起牙本质样本拉曼光谱激光诱导荧光改变的物质与牙本质组成中的非胶原蛋白有密切的关系。实验三不同浓度的牛血清白蛋白参与下合成的羟基磷灰石拉曼光谱激光诱导荧光的变化趋势[实验目的]观察不同浓度牛血清白蛋白参与下合成的羟基磷灰石拉曼光谱激光诱导荧光的变化趋势。[实验材料与方法]配置含有不同浓度的血清白蛋白的硝酸钙溶液,与磷酸氢二铵溶液在碱性条件下合成羟基磷灰石。生成的羟基磷灰石沉淀冷冻干燥后压片。采用拉曼光谱仪对其进行拉曼光谱数据的收集,分析不同条件下生成的羟基磷灰石的拉曼光谱激光诱导荧光强度的变化趋势。[结果]不同条件下合成的羟基磷灰石具有不同的拉曼光谱激光诱导荧光强度,随着牛血清白蛋白浓度的增加,羟基磷灰石的拉曼光谱激光诱导荧光强度也随之增加。[结论]牛血清白蛋白影响合成的羟基磷灰石的拉曼光谱激光诱导荧光强度,其强度的变化存在浓度依赖性,随着结合的血清白蛋白的量增加而增加。
【学位授予单位】:武汉大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:R783.9

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