干血点采样仪

作为最常见的恶性肿瘤之一，胃癌(GC)在中国成为了因癌症导致死亡的第三大原因。胃癌在早期阶段是无症状的，大部分胃癌患者的死亡是由于筛查不及时而使病情贻误至晚期而引起的。因此，研究人员也一直在寻找能够鉴定胃癌的可靠生物标志物，以改善胃癌筛查状况。近日，来自贵州中医药大学的研究团队采用干血点(DBS)采样和质谱(MS)技术相结合的方法检测了166名胃癌患者和183名健康个体的血液代谢谱。研究显示，与健康个体相比，胃癌患者包括Ala、Arg、Gly、Orn、Tyr/Cit、Val/Phe、C4-OH、C5/C3、C10:2等代谢物发生了一定变化。研究团队认为，这些代谢物可能成为早期检测胃癌的潜在生物标志物。　　研究结果以“Metabolite biomarker discovery for human gastric cancer using dried blood spot mass spectrometry metabolomic approach”为题发表在scientific reports上。　　　　胃癌的发生是一个多步骤，多因素进行性发展的过程，其中一个途径是从幽门螺杆菌感染开始，到非活动性胃炎，再到慢性活动性胃炎，并逐步发展为胃癌的前驱病变，最后演变成胃癌。目前的数据表明，晚期胃癌患者的5年总生存率降低到20%。早期发现能够极大地干预胃癌的诊疗，提高胃癌患者的5年生存率。　　在早期胃癌筛查方法中，内窥镜检查在临床是最灵敏的一种手段，不过，可能出现的并发症和患者对内镜的不适感限制了其广泛使用。此外，尽管目前已经有相关的癌症循环生物标志物，但由于其灵敏度低，胃癌患者的筛查诊断效果并不尽人意。因此，寻找更加灵敏的癌症生物标志物对于改善胃癌患者的预后至关重要。　　液相色谱质谱 (LC-MS) 具有高分辨率、高灵敏度和可重复性等特点，是代谢组学研究中最常用的平台之一，可用于检测生物分子。研究团队运用液相色谱质谱代谢组平台对受试者进行检测，并发现与健康人群相比，胃癌患者有16种代谢物水平发生了变化，包括Ala、Arg、Gly、Orn、Tyr/Cit、Val/Phe、C4-OH、C5/C3、C10:2等，这些都将可能成为早期检测胃癌的潜在生物标志物，有利于进一步建立区分胃癌患者和健康个体的预测模型。　　同时，研究人员在本次试验采用了一种叫干血点 (DBS) 采样的技术，这是一种微量采样技术，通过脚跟或手指穿刺采集血液样本。与传统的全血采样相比，它具有相对较高的稳定性和安全性，所需血量更小，能够更简单地进行储存和转移，降低传染性病原体的感染风险。干血点 (DBS) 采样和质谱技术的结合可以支持进行高通量、可靠和稳定的生物标志物检测。　　不过，研究人员表示，这项研究尚存在一定的局限性，在之后的研究中，他们将招募更多的非活性慢性胃炎患者和晚期胃癌患者，检测更多的代谢物，并加大样本量，让研究变得更系统化。

干血斑（Dried Blood Spot, DBS）是一种微量血液采集、干燥和储存的生物采样技术。该技术由Robert Guthrie于1963年首次应用于新生儿苯丙酮尿症（PKU）筛查[1]。相比于临床检验中常用的液态血液基质，干血斑技术具有采血量少、操作简便、一般不需冷冻或冷藏、储存和运输成本低等优点，已应用于新生儿疾病筛查、流行病学样本分析、药物研发等领域。将干血斑应用于蛋白质研究，拓宽了蛋白质分析研究的生物样本采集形式，具有很好的临床研究和实际应用价值。本文重点讨论两种常见干血斑蛋白质分析技术及应用。1. 基于干血斑的蛋白分析技术1.1 酶联免疫吸附分析法原理：酶联免疫吸附分析法（ELISA）是指将可溶性的抗原或抗体结合到聚苯乙烯等固相载体上，利用抗原抗体特异性结合，进行免疫反应的定性和定量分析，具有灵敏、特异、及易于自动化操作等特点。根据免疫识别和信号输出方式的不同，ELISA可以分为双抗体夹心法、直接免疫竞争法和非直接免疫竞争法等。实验材料及分析仪器：研究人员可通过购买固相载体、抗体或抗原进行包被制备ELISA试剂盒或购买市售试剂盒。酶联免疫吸附测定试剂盒已成为实验中不可缺少的工具，目前国内外Elisa试剂盒生产厂家很多，如上海酶联生物、Abcam、BioVision等，科研人员可根据研究需求选择高质量的试剂盒品牌，以提升分析效率及结果有效性。干血斑处理：以干血斑HIV分析为例：用HIV阴性混合血液样本对阳性混合血液样本进行梯度稀释后，以固定体积点样至干血斑收集卡，室温下干燥。采用干血斑打孔设备获得一定直径的干血斑样片，用300 μL PBST（0.05% Tween20）室温静置洗脱，洗脱液经酶标仪测定样本吸光度值（OD值）。分析和结果处理：以标准曲线样品的浓度为横坐标，以测得的OD值为纵坐标，根据不同类型ELISA本身的特点拟合标准曲线（如竞争法和夹心法可以采用四参数拟合回归方程），选择R值大于0.99的拟合方式，并根据标准曲线计算样品浓度。分析仪器：酶标仪（MicroplateReader）即酶联免疫检测仪，是对酶联免疫检测（EIA）实验结果进行读取和分析的专业仪器。酶标仪可分为普通酶标仪和多功能酶标仪，普通酶标仪的主要功能一是充当分光光度计的角色，二是基于免疫反应的ELISA分析，价格相对较低；多功能酶标仪可实现吸光度、荧光强度、时间分辨荧光、荧光偏振和化学发光等多种检测模式拓展，满足生化分析、免疫检测、细胞研究、药物筛选和机制探索等众多领域检测需要。目前酶标仪市场常用的仪器品牌进口的有：伯腾、帝肯、美谷分子、珀金埃尔默和赛默飞等；国产的有：安图生物、奥盛和闪谱等。1.2 基于质谱技术的蛋白质分析技术基于质谱（Mass Spectrometry, MS）技术的蛋白质分析方法具有高通量、自动化程度高、分离能力强等特点，已逐渐成为蛋白质分析和鉴定的重要技术。原理：蛋白酶将样本中的蛋白质消化成肽段混合物，可采用鸟枪法（Shotgun）对蛋白组进行全谱分析，在最小限度分离蛋白质的同时实现复杂混合物中成千上万种蛋白质的鉴定和定量；或用液相色谱法（Liquid Chromatography, LC）对酶解肽段进行分离，经基质辅助激光电离（MALDI）或电喷雾电离（ESI）等软电离技术将其离子化，带电蛋白质离子通过质量分析器将具有特定质荷比的肽段离子分离，然后经检测器分析。质谱技术与干血斑技术的结合为蛋白质组学研究和蛋白生物标志物筛选提供了强有力手段。图1 基于质谱技术的蛋白质组学分析流程[2]样本处理：采用干血斑打孔设备获得一定直径的干血斑样片，转移至EP管中，加入少量水后用组织研磨器或匀浆机快速、彻底破碎干血斑样片，剧烈摇晃试管。后续处理与常规样本的蛋白提取相似：加入蛋白裂解液（如SDS、SDC、RIPA等），冰上裂解约半小时（辅以震荡），低温、高转速离心后取上清，得干血斑蛋白提取物。分析和结果处理：蛋白质组学数据分析和结果处理包括：①应用数据库搜库对蛋白进行鉴定并相对定量分析，借助如主成分分析、相关性分析、聚类分析等方法掌握数据的整体情况；②对蛋白的生物学功能进行注释，例如GO功能注释、KEGG注释等；③通过蛋白的生物学功能或参与的信号通路可以进一步筛选与研究目标相关的蛋白进行后续的分析。分析仪器：蛋白质组学分析主要使用高分辨液质联用系统进行。可进行蛋白质组学分析的液质联用系统目前以进口为主，常见仪器主要有布鲁克、赛默飞、沃特世和SCIEX的Q-TOF、Q-Orbitrap、Q-Trap质谱仪等。2. 干血斑蛋白分析应用实例分享2.1 采用ELISA法分析干血斑中HIV抗体1996年美国食品药品监督管理局（FDA）批准了以干血斑为载体的样本邮寄传递检测模式，并证明其可作为传统检测模式的良好补充，极大地推动了干血斑技术在传染性疾病分析中的应用。在我国，全国艾滋病检测技术规范（2020年修订版）第二章第4部分“常规HIV抗体或HIV抗体抗原联合检测方法”中指出：ELISA试验可使用血液（包含血清、血浆和干血斑）或尿液样本检测HIV抗体，也可联合检测HIV抗体抗原，说明干血斑在基于ELISA技术的HIV抗体检测中是可代替血浆、血清的生物样本基质，具有广阔的应用前景。近年来，相关专家多推荐受检者使用HIV自主采样包，根据说明采集干血斑样本，匿名寄至专业实验室，通过电话等方式获取结果。图2 RDA Spot公司的干血斑自主采样包（包含一次性采血针，消毒湿巾，样本采集卡，使用说明书及用于运输的特殊包装）图片来源：https://www.rdaspot.com/2.2 基于质谱技术的干血斑蛋白质组学分析研究人员建立了应用Thermo UltiMate 3000 RSLCnano纳升液相色谱联合Q Exactive HF-X质谱技术的干血斑蛋白质组学分析方法，并于2020年在Journal of Proteome Research中报道了该项工作[3]。由于全血中含有较多可溶性蛋白（如血红蛋白、白蛋白、纤维蛋白原等），研究人员为克服干扰、提高分析灵敏度，采用碳酸钠沉淀法（SCP）成功去除干血斑中可溶性蛋白并富集目标分析物疏水性蛋白。采用基于数据非依赖采集模式（DIA）的蛋白质组学分析方法，进行EMBL-EBI（针对人类蛋白GO功能分析的综合注释数据库）蛋白组学搜库分析，通过限定质谱扫描范围和延长离子累积时间等提高了分析方法的检测灵敏度。该研究最终在健康受试者干血斑样本中鉴定到1977种蛋白质，其中包含585种疾病相关蛋白。3. 小结与展望干血斑是一种先进的血液采集及保存技术，具有操作简单、对人体损伤小、便于运输和储存等优势，在临床快检中受到关注。干血斑技术与蛋白质研究的结合将有效推动蛋白质研究成果临床转化。随着分析技术的发展和相关研究的不断深入，前处理自动化仪器、高通量分析仪器和成熟的蛋白分析流程将成为干血斑蛋白质分析的有力工具，干血斑蛋白质分析定将在蛋白质分析中发挥重要作用，为高通量诊断、差异蛋白分析和疾病生物标志物挖掘等拓展新的技术平台。参考文献：[1] R. Guthrie, & Susi, A., A Simple phenylalanine method for detecting phenylketonuria in large populations of newborn infants., Pediatrics, 32 (1963) 338–343.[2] B. Kuster, M. Schirle, P. Mallick, R. Aebersold, Scoring proteomes with proteotypic peptide probes, Nature Reviews Molecular Cell Biology, 6 (2005) 577-583.[3] D. Nakajima, Y. Kawashima, H. Shibata, T. Yasumi, M. Isa, K. Izawa, R. Nishikomori, T. Heike, O. Ohara, Simple and sensitive analysis for dried blood spot proteins by sodium carbonate precipitation for clinical proteomics, Journal of proteome research, 19 (2020) 2821-2827.

根据《国务院关于开展第三次全国土壤普查的通知》（国发〔2022〕4号）《甘肃省人民政府办公厅关于开展第三次土壤普查的通知》（甘政办发〔2022〕35号）《第三次全国土壤普查工作方案》（农建发〔2022〕1号）要求，为保证全省土壤普查外业调查采样专业化、规范化，确保工作质量，甘肃省第三次土壤普查领导小组办公室（以下简称“省土壤三普办”）决定组织公开申报筛选一批外业调查采样专业机构。有关事项如下：具体调查采样工作内容包括以下4项：（一）土壤立地条件调查。包括表层样点和剖面样点的空间位置、地表利用、成土环境等自然景观和人为影响的背景信息。重点调查土壤野外调查采样点所在区域的地形地貌、植被类型、气候、水文地质等情况。（二）表层土壤采样。根据统一布设的样点和调查任务，按照国务院土壤三普办正式发布的《第三次全国土壤普查外业调查与采样技术规范》，确定具体采样点位，按照“S”型、棋盘型或梅花型等方法采集表层土壤样品。（三）剖面土壤采集。核查布设样点外业定位，确认剖面样点采样位置，挖掘标准剖面，划分命名土壤发生层，拍摄土体照片，记载发生层形态学特征，野外判断土壤类型，采集各发生层土壤样品和土壤容重样品、大团聚体样品，采集纸盒标本和整段标本。（四）土壤图野外校核勾绘。省三普办统一提供县级土壤图、土地利用现状图、地质图3幅工作底图。外业调查采样机构将3幅工作底图分幅打印，作为野外土壤图校核的工作底图，利用各样点立地条件信息，记录和校核土壤图“图斑边界”“图斑类型与组合”等基本制图信息，对第二次土壤普查土壤图图斑界线、图斑类型、图斑中土壤类型的组合模式进行核查和勾绘，交由专业制图机构进行修订。外业调查采样机构条件要求：包括基础资质条件、专业人员队伍、工作业绩、设备物资、调查采样方法、质量控制、积极参加培训、严明工作纪律等具体要求，可前往甘肃省农业农村厅查看详情。时间安排：2022年6月12日前，完成申报。 2022年6月18日前，确定入围名单并进行公示，公示时间为一周。2022年6月24日前，甘肃省三普办公布《甘肃省第三次土壤普查外业调查采样机构名录》。