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血红蛋白在人体中主要负责输送氧气。而当人一旦误食了过量亚硝酸盐后，血液中的血红蛋白与亚硝酸钠反应生成高铁血红蛋白，即亚硝酸盐中毒，又称为高铁血红蛋白血症。在中国化学类食物中毒中，亚硝酸盐中毒事件位居前列。因此，及时检测血液中的高铁血红蛋白对拯救患者生命具有重要意义。目前，临床上使用的检测仪器在检测高铁血红蛋白时存在不足之处。拉曼光谱是一种探测分子结构和动力学反应机制的强有力方法，非常适合检测生物样品。因此，拉曼光谱技术是一种很有应用前景的检测高铁血红蛋白血症的方法。 本文利用拉曼光谱探测了亚硝酸钠与氧合血红蛋白溶液的相互作用，分析了血红蛋白分子结构的改变，并提取了血红蛋白和高铁血红蛋白的拉曼光谱特征。实验结果如下:当用514nm激发光时，在1357、1586、1640 cm-1的谱线可作为氧合血红蛋白的特征峰。结果表明，在氧合血红蛋白生成高铁血红蛋白过程中，铁离子由低自旋态变为高自旋态，并且远离卟啉环平面引起卟啉环中心孔径变小。研究表明拉曼光谱能够鉴定血红蛋白的不同状态，可作为检测高铁血红蛋白的新手段。 并对正常全血和中毒血液的拉曼光谱进行了鉴定，得到如下结论:在全血的拉曼光谱中，678，1375，1586，和1638cm-1处的谱峰强度较大，这些谱线主要是由血红素振动引起的。全血的拉曼光谱特征主要表现为血红蛋白的光谱特征，这是因为血红蛋白为血液的主要成分。当全血中加入亚硝酸钠1小时后，其光谱特征发生了明显的变化。低自旋态特征峰强度明显减小，代表氧浓度的1638cm-1峰的强度显著减小。这些现象说明加入亚硝酸钠后，血液的光谱特征发生了变化，表现出高铁血红蛋白的光谱特征。研究表明，显微拉曼光谱能够检测到全血中的高铁血红蛋白。 再者，我们还运用了多元统计分析方法(主成分分析PCA和线性判别分析LDA)来区分正常全血和中毒血液以提高诊断的准确性。这种基于PCA和LDA的诊断算法在区分中毒血液和正常血液的过程中，灵敏度和特异性都达到了100％。受试者工作特性(ROC)曲线进一步验证了基于PCA和LDA诊断算法的有效性。综合本实验的结果表明，拉曼光谱结合PCA-LDA诊断算法在检测亚硝酸盐中毒的应用中具有很大潜力。