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三种临床检测中应用最多的质谱

来源:仪器信息网 2019-12-03 12:35

 小编推荐会议  2019临床质谱与高端医学检验发展论坛

 

本文将介绍三种临床检测中应用最多的质谱:

1.基质辅助激光解析电离飞行时间质谱在微生物鉴定中的应用

基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱(matrix-assisted laser desorption/ionization-time of flight mass spectrometry, MALDI-TOF MS)是一种软电离质谱技术, 特别适用于分析蛋白质、多肽等生物大分子物质。正是这一特点使其在分析完整微生物的蛋白质谱方面具有很大的优势。由于所得到的蛋白质图谱中主要的分子离子峰为菌体内高丰度、表达稳定且进化保守的核糖体蛋白,因此,其鉴定结果稳定、可靠,可直接用于原始的临床样本的检测,甚至可以不经任何前处理直接用于检测。相较于一些传统的细菌鉴定手段,如革兰氏染色、氧化酶等生化反应动辄6-8小时的鉴定时间,MALDI-TOF MS的鉴定时间只需几分钟,听起来就令人感到兴奋。在欧洲,MALDI-TOF MS作为一项高效的微生物快速鉴定技术已被广泛应用于临床微生物鉴定。目前,在国内已有很多家医院使用MALDI-TOF MS做临床微生物鉴定,并且已经有两三家企业获得相关资质。不久前,国家标准化管理委员会发布了《基质辅助激光解析电离飞行时间质谱鉴别微生物方法通则》,该标准将于2017年12月1日开始实施,相信随着越来越多的标准、法规出台,MALDI-TOF MS在临床检测中的应用会越来越快速、规范。

2.LC-MS/MS在新生儿遗传代谢病筛查、维生素检测、内分泌激素检测、药物血药浓度监测中的应用

微生物鉴定的主要目的在于定性,而在临床检测中对于质谱的应用目的更多在于定量,如利用LC-MS/MS进行新生儿遗传代谢病筛查、维生素检测、内分泌激素检测、药物血药浓度监测等。在这类检测中,离子源通常采用电喷雾源(Electron spray Ionization,ESI),有时也用到大气压化学电离源(atmospheric-pressure chemical ionization,APCI),质量分析器通常采用三重四级杆(QQQ),以获得更出色的定量能力。三重四级杆是定量重现性最好,同时又兼具高灵敏度的仪器。

用传统免疫学方法做新生儿遗传代谢病筛查,需针对每一种遗传病准备不同的试剂盒,过程复杂、费时,结果准确性差。利用LC-MS/MS对新生儿遗传代谢病进行筛查,可在一针进样中对一个标本的23种以上氨基酸、有机酸和脂肪酸氧化代谢产物进行快速的筛查和诊断,能检测30种以上的遗传代谢病。LC-MS/MS法新生儿遗传代谢病筛查已经成为国际上成熟而且流行的检测技术,在美国、德国、英国、日本等发达国家均被列为临床检验项目;在我国,该项目主要在妇幼保健院、妇产医院和第三方医学实验室开展。

传统免疫学方法检测维生素含量效果较差,一是维生素分子量通常都很小;二是在体内含量低,一般在ppm甚至ppb数量级;三是很难分别定量结构相似物质,以维生素D为例,维生素D主要由D2、D3两种活性成分组成,二者化学结构相似、分子量相近,很难分别定量。而市面上LC-MS/MS的分辨率普遍在0.01amu,甚至更高,能分别精确定量维生素D2、D3。用LC-MS/MS可以检测多种维生素,如脂溶性维生素A、D、E、K,水溶性维生素B、C,具有时间短、速度快、灵敏度高,定量准确的优点,解决了传统免疫学方法的诸多痛点。

一些激素在体内通常与蛋白结合,用传统免疫学方法检测激素时,与激素结合的蛋白会干扰免疫分析,LC-MS/MS法前处理过程中去除了干扰蛋白,解决了免疫法内在的问题,大大提升了特异性和准确度。

LC-MS/MS可以快速、准确定量一些药物的血药浓度,实现对治疗药物的高频次监测,如免疫抑制剂环孢素、他克莫司、西罗莫司,抗癫痫药奥卡西平及其代谢产物、卡马西平,疼痛药物吗啡、可待因,抗生素伏立康唑、替考拉宁等。LC-MS/MS已经成为国外一些药物检测的金标准。

3.电感耦合等离子体质谱在人体微量元素检测方面的应用

传统的检测人体微量元素的方法主要有生化法、电化学分析法和原子吸收光谱法,三种方法均有不足之处:生化法标本用血量较大,需要前处理,操作复杂,澄清血清耗时长,试剂成本较高,检测元素种类有限;电化学分析法可用于痕量检测,但误差较大,测定多种元素时,重复性差,污染严重,前处理极其繁杂耗时,结果不稳定;原子吸收光谱法虽然具有成本低的优势,但每次分析只能检测一种元素。

电感耦合等离子体质谱(Inductively coupled plasma mass spectrometry,ICP-MS)可以检测多种人体微量元素,与传统方法相比,其灵敏度高、线性范围宽、干扰少、稳定性好、分析通量高、样本前处理简单,是最准确的无机元素分析方法之一。ICP-MS可检测多种生物样本,如血液、尿液、毛发等,用于辅助临床疾病和职业病的诊断

此外,最新的质谱临床应用还有肿瘤的早期诊断、基因测序、代谢组学的研究等。

综上,质谱技术应用于临床检测的优点在于其高特异性、高灵敏度、多通道检测、受限少、和单次费用低等。然而目前质谱应用于临床检测也存在一些问题,如质谱仪器售价高昂,一次性仪器投入大,对技术人员要求高,自动化程度低,缺乏统一明确的标准,缺乏已有的方法学验证等。因此,在开发质谱临床检测项目时,要明确其临床需求和判读标准,以制定合理、成熟的技术方案和质量规范。(生物谷Bioon.com)


 

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