科普 | 什么是質(zhì)譜？在臨床領(lǐng)域的應(yīng)用可以做什么？

    質(zhì)譜檢測(cè)是科學(xué)前沿的熱點(diǎn)。從1912年第一臺(tái)質(zhì)譜儀被制造出來開始，質(zhì)譜技術(shù)的開發(fā)與應(yīng)用已經(jīng)超過了100年，但臨床質(zhì)譜在近年才得到了極大的開發(fā)和長(zhǎng)足的進(jìn)步。

質(zhì)譜簡(jiǎn)介

-SJ上第一臺(tái)質(zhì)譜儀-

    1898年，德國物理學(xué)家威廉·維恩發(fā)現(xiàn)帶電微粒在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)會(huì)產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)；隨后，英國物理學(xué)家J.J. 湯姆遜進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)：帶電粒子在電磁場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)量與其質(zhì)量（m）對(duì)帶電量（z）的比例，即質(zhì)荷比（m/z）有關(guān)。

-圖中U0為電壓，粒子在電場(chǎng)中經(jīng)過加速獲得速度V后再進(jìn)入磁場(chǎng)B中偏轉(zhuǎn)，三個(gè)大小不同粒子的軌跡比較說明：質(zhì)荷比m/z越大，偏轉(zhuǎn)的距離越大-

    帶電粒子在經(jīng)過不同程度的偏轉(zhuǎn)后抵達(dá)傳感器，形成的圖譜就是質(zhì)譜。而質(zhì)譜儀便是利用這個(gè)原理來測(cè)定分子成分結(jié)構(gòu)的儀器。質(zhì)譜儀就像是一把特殊的稱，稱量的是離子的重量。

-圖為使用液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)測(cè)出的多巴胺的質(zhì)譜，橫坐標(biāo)為質(zhì)荷比，縱坐標(biāo)為相對(duì)強(qiáng)度。每一個(gè)峰值來自如圖標(biāo)注的不同的多巴胺分子碎片-

質(zhì)譜儀的組成

質(zhì)譜儀根據(jù)其離子化方法和質(zhì)量分析器的不同來區(qū)分。離子化方法包括電噴霧離子（ESI），基質(zhì)輔助激光解析離子化（MALDI），大氣壓化學(xué)離子化（APCI）和大氣壓光離子化（APPI）；質(zhì)量分析器又主要分為四極桿質(zhì)量分析器，離子阱質(zhì)量分析器，軌道阱質(zhì)量分析器及飛行時(shí)間質(zhì)量分析器等。質(zhì)量分析器可以被組合串聯(lián)。為了更好的分子分離度和分離速度，樣品在進(jìn)入質(zhì)譜儀前還可以先用毛細(xì)管電泳法（CE），液相色譜法（LC）和氣相色譜法（GC）進(jìn)行分離處理。常用于定量的質(zhì)譜主要是三重四極桿質(zhì)譜。

-圖為三重四極桿質(zhì)譜儀的大致結(jié)構(gòu)。離子從離子源出發(fā)，經(jīng)過三重四極桿的處理到達(dá)檢測(cè)器，由電腦解讀信號(hào)生成質(zhì)譜-

#臨床質(zhì)譜指將質(zhì)譜應(yīng)用于臨床醫(yī)學(xué)檢測(cè)及診斷#

    臨床質(zhì)譜由于其高靈敏度（可達(dá)pg級(jí)，舊有方法通常只能達(dá)到ng級(jí)），高特異性，高通量，高重現(xiàn)性，低成本的特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用在臨床檢測(cè)中，展現(xiàn)出了舊有的化學(xué)法，免疫學(xué)法所不具有的優(yōu)勢(shì)。

-圖為質(zhì)譜與其他使用免疫法化學(xué)法測(cè)試的機(jī)子的偏差對(duì)比，橫坐標(biāo)為偏差值，可以看到使用質(zhì)譜檢測(cè)的偏差值是最小的-

    美國癌癥研究協(xié)會(huì)和頂級(jí)評(píng)論期刊《The Journal of Clinical Endocrinology & Metabolism》、檢驗(yàn)王P雜志《Clinical Chemistry》等紛紛發(fā)表文章，表示看好質(zhì)譜的前景，認(rèn)為質(zhì)譜的精確及準(zhǔn)確度均優(yōu)于免疫法。

-以測(cè)定睪酮為例。圖中 《免疫法測(cè)定女性體內(nèi)睪酮：如同瞎猜？》《檢測(cè)女性血清中的睪酮：我們?cè)撟鍪裁矗俊贰渡缯摚貉逯胁G酮檢測(cè)——重在準(zhǔn)確》《睪酮測(cè)定的實(shí)用性，局限性與陷阱：一份來自內(nèi)分泌學(xué)會(huì)的立場(chǎng)聲明》等等由上文提到的學(xué)會(huì)與雜志所發(fā)表文章都指出，當(dāng)今要解決測(cè)定女性體內(nèi)低睪酮濃度的難題，需要依靠高精度高準(zhǔn)確度的質(zhì)譜，而非免疫測(cè)定法。-

    國內(nèi)專家們也已逐漸看到質(zhì)譜比化學(xué)法、免疫分析法的優(yōu)勢(shì)。比如在庫欣病，又稱皮質(zhì)醇增多癥的診斷上，《中華醫(yī)學(xué)雜志》于2015年發(fā)表的《中國庫欣病診治專家共識(shí)》一文中提到，“放射免疫分析（RIA）和化學(xué)發(fā)光法測(cè)定 UFC，可受皮質(zhì)醇代謝產(chǎn)物和合成的糖皮質(zhì)激素交叉反應(yīng)的影響；而基于分子結(jié)構(gòu)的高效液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜分析法（LC-MS/MS）則可避免上述問題”?？梢娰|(zhì)譜的高特異性，能夠避免所測(cè)物質(zhì)代謝和交叉反應(yīng)帶來的干擾，協(xié)助醫(yī)生作出準(zhǔn)確診斷。

質(zhì)譜由于其高靈敏度和高專一性，在小分子生化檢測(cè)中有優(yōu)勢(shì)，可用于監(jiān)測(cè)治療藥物在體內(nèi)的代謝情況，篩查新生兒遺傳代謝病，判斷人體內(nèi)的類固醇、維生素等含量，以及用于癌癥的精準(zhǔn)診斷。

??新生兒遺傳病篩查中，質(zhì)譜可用于篩查高苯B酮酸血癥，高胱氨酸尿癥和瓜氨酸血癥等。

??質(zhì)譜還可以通過檢測(cè)腫瘤患者與正常人血液中代謝物的成分差異來篩選腫瘤標(biāo)志物，目前已被應(yīng)用在乳腺癌，早期非小細(xì)胞肺癌和胃癌等的標(biāo)志物篩選與鑒定中。

    再比如激素類檢測(cè)。舊有的化學(xué)發(fā)光法或電化學(xué)發(fā)光法往往受限于抗體干擾與人體中的低激素水平，檢測(cè)效果不理想，而質(zhì)譜能夠解決以上的問題。即使是特殊人群如婦女兒童，他們體內(nèi)的低激素水平也能夠用質(zhì)譜做到精準(zhǔn)測(cè)定。一個(gè)例子是嗜鉻細(xì)胞瘤的診斷：兒茶酚胺是該種腫瘤的標(biāo)志性產(chǎn)物，但由于其濃度極低，常規(guī)方法無法檢測(cè)；而使用質(zhì)譜不但可以準(zhǔn)確檢測(cè)兒茶酚胺，還能檢測(cè)到兒茶酚胺的代謝物，提高了診斷的準(zhǔn)確性。

臨床質(zhì)譜的實(shí)際應(yīng)用

    便攜式氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀QitVenture 1在醫(yī)用方面也有廣泛的應(yīng)用：生物標(biāo)志物的研究，應(yīng)急、職業(yè)安全檢測(cè)，中毒現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)，體液（血、尿、胃液）檢測(cè)藥物/毒物濃度。

   可通過呼氣檢測(cè)對(duì)體內(nèi)B泊酚麻醉劑進(jìn)行定量處理，以確認(rèn)病患的麻醉程度，合理控制麻醉劑用量。

基于呼氣檢測(cè)的胃癌快速篩查

    可通過對(duì)人體呼吸氣進(jìn)行疾病診斷，通過檢測(cè)疾病*的靶向物來輔助醫(yī)生對(duì)患者病情的診斷。

COVID呼氣標(biāo)志物研究

    疫情爆發(fā)以來，我們一直與醫(yī)療機(jī)構(gòu)合作研究COVID呼氣標(biāo)志物的研究，為抗疫戰(zhàn)爭(zhēng)獻(xiàn)上我們的力量。

    便攜式現(xiàn)場(chǎng)快速篩查質(zhì)譜儀QitVenture 6 E在醫(yī)用方面也有廣泛的應(yīng)用：分析測(cè)定藥物在血液中的濃度，輔助用以評(píng)價(jià)療效或確定給藥方案，以提高藥物治療水平，達(dá)到臨床安全、有效、合理的用藥。

藥物檢測(cè)——甲硝唑

    在藥物檢測(cè)上也有所應(yīng)用，例如 恩諾沙星、氯B嗪、甲硝唑、煙酰胺等等藥物。

    質(zhì)譜檢測(cè)相較傳統(tǒng)檢測(cè)的*性，決定了質(zhì)譜檢測(cè)在臨床醫(yī)療的廣闊前景，讓我們拭目以待！