Current diagnostic tests are unable to unequivocally diagnose many neurological diseases. Parkinson's disease (PD) is one such neurological disorder that has been linked to oxidative stress. Oxidative stress, the imbalance of oxidants and anti-oxidants, results in modifications in molecular structure, which can be detected by vibrational spectroscopy. In this thesis, Raman spectroscopy was used to measure blood samples that were separated. Measured spectra were analysed for evidence of changes associated with oxidative stress. Such changes were observed and the technique was developed into a diagnostic tool for the detection of oxidative stress in plasma from PD patients. In this work, Fenton reaction (Fe2+ and H2O2) was used to oxidize the biomolecules. Calibration measurements were performed in order to characterize Raman spectra. Characterization involved the assignment of the vibrational bands associated with oxidative stress. Changes were identified by comparing the spectra before and after the Fenton reaction. The next investigations were to determine the origin of the spectral signals. Plasma spectra were measured and separations were performed to remove the plasma components. The measured spectra were then compared to spectra taken prior to the removal of the components. By using this process, spectral contributions of the removed components were identified. Knowing the origin of the spectral signals, separations were applied to blood samples from normal and patients with PD. Raw and salting out spectra from three different groups were measured: a) a group of normal elderly control (NEC) patients, b) a calibration group of PD patients from Stage 1, and c) a test group of mixed PD patients from Stages 1-4. Data analyses included the use of stagewise multilinear regression to the measured spectra with cross-validation. This analysis generated a calibration model based on selected frequencies corresponding to oxidation and other functionalitie / Les tests diagnostiques actuels ne nous permettent pas de diagnostiquer d'une manière non équivoque plusieurs désordres neurologiques. La maladie du Parkinson's (PD) consiste en un désordre neurologique qui a été lié au stress oxydatif. Le stress oxydatif, c'est-à-dire le déséquilibre entre les oxydatifs et les anti-oxydatifs, donne lieu à des modifications de la structure moléculaire pouvant être détectées par la spectroscopie vibrationnelle. Dans ce mémoire, nous avons jumelé la spectroscopie Raman à des séparations d'échantillons de sang. Des spectres mesurés ont été analysés dans le but de trouver de l'évidence des changements associés avec le stress oxydatif. De tels changements ont été observés et la technique a été développée dans un outil diagnostique pour la détection du stress oxydatif dans le plasma des patients du PD. Dans ce travail, la réaction Fenton (Fe2+ et H2O2) a été utilisée pour oxyder les biomolécules. Des mesures de calibration ont été accomplies afin de caractériser les spectres Raman. La caractérisation a impliqué l'affectation des bandes vibrationnelles qui sont associées au stress oxydatif. Des changements ont été identifiés par la comparaison des spectres mesurés avant et après le traitement réactionnel de Fenton. Des enquêtes subséquentes ont été menées afin de déterminer l'origine des signaux spectraux. Les spectres de plasma ont été mesurés et des séparations ont été performés afin d'enlever les composantes du plasma. Les spectres mesurés ont été comparés aux spectres avant l'enlèvement des composantes. Par cette méthode, les contributions spectrales des composantes enlevées ont été identifiées. Avec la compréhension de l'origine des signaux spectraux, des séparations ont été appliquées à des échantillons de sang des personnes avec et sans PD. Nous avons mesuré des spectres crus et relargués de trois groupes : a) un group de contrôle normal des aîn
| Identifer | oai:union.ndltd.org:LACETR/oai:collectionscanada.gc.ca:QMM.22025 |
| Date | January 2008 |
| Creators | Kwok, Chun Shing |
| Contributors | David H Burns (Internal/Supervisor) |
| Publisher | McGill University |
| Source Sets | Library and Archives Canada ETDs Repository / Centre d'archives des thèses électroniques de Bibliothèque et Archives Canada |
| Language | English |
| Detected Language | French |
| Type | Electronic Thesis or Dissertation |
| Format | application/pdf |
| Coverage | Master of Science (Department of Chemistry) |
| Rights | All items in eScholarship@McGill are protected by copyright with all rights reserved unless otherwise indicated. |
| Relation | Electronically-submitted theses. |
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