质谱检测检验

临床生化检测　　目前质谱技术在生化检测上是重点，主要项目有新生儿筛查、类固醇激素检测、维生素族检测、药物浓度检测、儿茶酚按检测、重金属含量、微量元素检测等[5]。但任然有很多项目尚未使用，如胆汁酸检测、不孕不育激素检测、抗真菌药物浓度、疼痛管理药物的检测、溶酶体贮积症等这些项目正在开发中。　　新生儿遗传代谢病系列筛查。可一滴血一次实验检测数十种氨基酸、酰基肉碱谱，共计106项指标，综合判断40余种遗传代谢病（包括氨基酸代谢病、有机酸血症、脂肪酸氧化缺陷疾病等）。而[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/bp][color=#3333ff]GC-MS[/color][/url]做尿液有机酸检测，可一次性检测132项指标，可辅助检测40余种遗传代谢病（主要为有机酸血症，也包括氨基酸代谢病及脂肪酸氧化缺陷病）[6]。　　类固醇激素系列 类固醇激素目前市场上的检测大概有15种左右。　　维生素系列-VD 目前开展的脂溶性维生素检测约7种，水溶性约5种。临床上用的较多的是维生素D，与钙的吸收相关性大。另外，维生素A，E, K的检测也很重要。　　药物检测 定期检测药物浓度，既要达到治疗效果，又要防止药物中毒，质谱技术用于血药浓度检测，具有专属性强、准确度高、重现性好、灵敏度高和成本低的优点。药物成分分析，包括中药和抗生素药物成分分析；残留药物成分的鉴定分析；药物代谢研究；保健品、中成药、食品中非法添加化学药物成分的鉴定分析。　　痕、微量元素检测 目前质谱技术已成为无机元素分析的主要方法之一, 已建立了几十种痕、微量元素的检测方法, 广泛应用于全血、血清、尿液和头发中砷、铅等有害重金属以及铁、锌、硒等人体微量元素的检测[17]。　　其他项目 除以上项目外, 质谱技术的临床研究也已全面开展，对临床诊断不明的神经系统、消化系统以及皮肤损害患儿做了检测, 诊断患儿为多种羧化酶缺乏症, 并对生物素治疗过程做了监测, 发现疗效显著。　　临床微生物检验　　近年来，质谱技术已成功应用于微生物的鉴定及分型，并逐渐成为微生物鉴定的主流技术，可快速检测和鉴定革兰阳性菌、革兰阴性菌、厌氧菌、分枝杆菌、酵母菌和丝状真菌等[7-11]。　　主要优点：　　(1)可用于多种微生物样本,如痰液、血液、尿液、脑脊液和胸腹腔积液以及经过培养的样本；(2)可用于几乎所有类型的病原体鉴定和分类检测,如细菌、真菌及其孢子、病毒、寄生虫等；(3)可对病原的多种成分进行分析,包括蛋白质、脂质、脂多糖、脂寡糖、DNA、多肽及其他可被离子化的分子；(4)检测速度快,例如一个病原微生物的质谱检定实验,包括样本的采集和制备,整个过程不到10min；(5)样本用量少；(6)样本前处理简单；(7)特异性和准确性高,建立好数据库就可以做定性和定量的分析，用于病原微生物鉴定、B族链球菌的产前筛查、微生物药敏检测和病原菌耐药性。　　 临床免疫学检验　　因传统方法如ELISA检测有致命缺陷，所以质谱有其应用必要性。随着标记物的研发和蛋白制备更加成熟，质谱技术在免疫检验优势更为突出。　　临床分子生物诊断　　质谱因其高通量、时间短和成本低的优势，可广泛应用于核酸的分型和测定。目前技术有药物基因组检测、肿瘤易感基因检测、新生儿耳聋基因检测和液体活检。　　质谱技术的未来　　质谱技术几十年来发展较大, 在临床检验中凸显的作用也十分明显, 越来越多的检测项目正被转移至质谱技术平台进行检测，现已成为临床检验中的重要新型工具。　　质谱技术作为检验领域新兴的发展方向，较其他方法具有较大优势,前景广阔。但我国临床检验中质谱技术的应用还非常有限, 检测的项目较少、人才缺乏， 与国外发展水平差异较大, 有很多需要完善的地方。随着质谱检测数据的判断标准的建立、技术人才的培养、质控体系的完善和收费标准的等问题的解决。质谱检测将迎来新的发展机遇，不仅仅只应用在少量第三方检测机构与大型综合三甲医院开展,基层医院同样也能开展。因此,质谱技术将是未来临床检验、高校科研发展的主要方向。

质谱技术 (mass spectrometry) 是分离和检测带电粒子质荷比的分析技术。随着离子源及质量分析器技术的变革、质谱仪器设计的快速改进等，质谱技术已成为化学分析领域和生命科学领域非常有效的分析工具，尤其在医学检验中的应用越来越为广泛和深入。　　由于质谱技术的高特异性、高灵敏度、单次分析的快速性与检测信息的丰富性，以及对复杂生物基质分析的高耐受性等特点，临床研究和诊断工作也逐渐倚重于此类重要的新型检测技术。如：质谱技术所能提供的丰富的检测信息，有助于临床更加完整地了解疾病和病理状态，从而为患者提供更为全面和准确的诊疗服务。　　在美国等发达国家，质谱技术已广泛应用于医学检验，基于该技术开发出的临床检测项目已有数百项，但我国目前仍处于起步阶段，检测项目有70余项；应用覆盖面非常广泛，涵盖了罕见和高难度分析，包括微生物鉴定、生化检验（激素检测、药物浓度监测、遗传性疾病检测、营养素检测等) 和分子生物诊断 (蛋白组学、核苷酸多态性、代谢组学) [1-5]；应用范围也在逐步扩展，从生化检验、微生物鉴定，到代谢组学、脂质组学、蛋白组学，再到参考测量程序的建立和校准品赋值，乃至术中应用及床旁检测。　　本文将全面阐述质谱技术在医学实验室中的发展历程，以及在医学检验领域的主要应用情况和特点，同时剖析了质谱技术目前在临床应用中主要痛点和未来可能的发展方向，希望能较为全面地综述质谱技术临床应用的现状与未来。　　一、质谱技术在医学实验室中的发展　　从质谱技术最初进入医学检验领域，至今发展至多领域、宽范围的应用，大约经历了四十年的时间，最早始于20世纪80年代。由于免疫法检测存在假阳性，质谱技术开始从研究性实验室走入临床实验室，如[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp][color=#3333ff]气相色谱[/color][/url]质谱 (gas chromatography mass spectrometry， [url=https://insevent.instrument.com.cn/t/bp][color=#3333ff]GC-MS[/color][/url]) 技术起初应用于军事药物监测。推动这种转变出现的是发生在1981年的美国尼米兹号航空母舰事故。尼米兹号是美国海军中最大的一艘核动力航空母舰，1981年5月25日深夜，尼米兹号在准备回收模拟作战归来的机群时发生意外，引发大火，该事故最终造成多人死伤。随后采用免疫法检测飞行员尿液样本时发现，大部分尿检结果中大麻代谢物呈阳性，表明军队中可能存在药物滥用情况。　　因免疫法检测结果本身存在较高的假阳性率，所以需要使用更为特异的[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/bp][color=#3333ff]GC-MS[/color][/url]方法进行确认。而[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/bp][color=#3333ff]GC-MS[/color][/url]在应用后的10年里使大麻检测阳性率从18%降低至8%，这也促使了质谱技术进入毒理实验室并应用于滥用药物检测和治疗药物监测，临床质谱检测开始萌芽。1988年，美国联邦药品检验局发布强制性指南，要求治疗药物监测必须使用质谱法进行确认，奠定了质谱技术在治疗药物监测中的重要地位[2]。　　随着[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/bp][color=#3333ff]GC-MS[/color][/url]在医学检验领域应用的逐步增多，免疫法用于类固醇激素检测的缺点也日益凸显，尤其是在测定妇女和儿童体内低浓度睾酮时。但因[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/bp][color=#3333ff]GC-MS[/color][/url]主要适用于挥发性和热稳定性化合物，样品制备程序复杂，检测通量低，因此限制了其在临床中的应用。20世纪80年代，快原子轰击、电喷雾和辅助激光解析等“软电离”技术的发展，使蛋白质、酶、核酸等生物大分子的检测成为可能，大大拓展了质谱技术在医学检验领域的应用范围[1]。　　20世纪90年代，串联质谱技术开始应用于新生儿筛查。而电喷雾电离接口技术 (electrospray ionization interface technology， ESI) 发展使得两种强有力的分析工具—[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/5p][color=#3333ff]液相[/color][/url]系统和质谱系统的结合成为了可能，两者的结合也进一步促进了[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/5p][color=#3333ff]液相色谱[/color][/url]-串联质谱 (liquid chromatography-tandem mass spectrometry， [url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Yp][color=#3333ff]LC-MS[/color][/url]/MS) 技术在医学检验、临床研究及疾病诊断的应用发展。[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/5p][color=#3333ff]液相色谱[/color][/url]质谱技术的联用能够使非挥发性和热不稳定生物分子电离并在极低的浓度下得到检测，简化了样品制备流程，提高了检测通量，极大缩短了报告周期，因而在临床实验室的常规检测工作中得到了迅猛的发展。　　21世纪初期，质谱技术开始尝试应用于感染性疾病的检测，如血源性感染疾病的分子诊断。基质辅助激光解吸电离技术 (matrix-assisted laser desorption/ionization， MALDI) 的发展则完美地实现了生物大分子的软离子化，通过引入基质分子，使待测分子不产生碎片，解决了非挥发性和热不稳定性生物大分子解吸离子化的问题，便捷地将生物样本引入质谱系统，并结合飞行时间质量分析器 (time-of-flight， TOF) 技术，实现了微生物的快速鉴定分析，鉴定时间可缩短1.45d。相对于传统的微生物检测方法，MALDI-TOF可节省人力和时间，该应用也促进了质谱技术在大分子检测领域的广泛使用，将质谱的应用推上了一个新的台阶。　　2013年，美国食品药品监督管理局 (Food and Drug Administration， FDA) 首次认可使用MALDI-TOF对微生物进行鉴定。另外，近几年还出现了将质谱技术用于实时指导癌症外科手术的前沿应用[2，5]。　　在我国，质谱技术在医学检验中的应用最早也始于治疗药物监测。随后，质谱技术在遗传代谢病检测、营养素检测和微生物鉴定工作中作出的突出贡献，引起行业内的广泛关注。同时其在蛋白组学等研究领域也具有良好的前景，有望成为医学检验领域继基因测序技术之后的下一个革命性技术。

在临床生化检验领域，技术的应用优势明显，也存在较多的挑战和局限性，但技术的不断革新为将解决这些困境，促进技术的应用。在技术应用普及方面，相信行业协会和质谱技术应用较早的临床实验室，将会进一步推动技术应用的规范化和标准化。同时为满足临床在生化检验方面的需求，弥补传统方法的不足，质谱技术在一些特殊检验项目(如内分泌固醇激素方面)的应用优势将更加凸显，并得到扩展和深入，检测结果的快速准确性等各方面也会有进一步提升随着各类专业培训班的成功举办，《临床色谱质谱检验技术》课程在全国高等学校中的开设、逐步推进以及相应教材的出版与应用，专业技术人才的培养也将得到进一步加强。未来的几年，质谱技术在临床生化检验领域的发展会有让人欣喜的表现。在微生物鉴定和核酸检测领域，虽然数据库和分析软件仍不完善，但随着质谱仪的国产化、中国人群菌库和特殊疾病特征的建立以及临床应用的深入，这些问题将会有所改善。而蛋白质鉴定和定量、蛋白组学研究持续深入、质谱成像等新应用不断发展与完善，将为质谱技术的应用带来新的变革。总之，随着技术本身的发展、基础应用以及临床转化应用研究工作的不断深入，质谱技术正在成为医学检验领域非常有前景的、高渗透性的新兴检测技术。