质谱技术在检验医学领域的应用 ppt课件

Mass analyzer
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样品蒸发、解离、原子化、电离等过程
电子倍增器电极
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电子脉冲 来自质量分析器的离子
法医，公安等: 1% 核工业: 5% •核燃料的分析 •放射性同位素的分析 •初级冷却水的污染分析 化工，石化等: 4% •R&D •QA/QC •射击残留物分析 •特征材料的定性 •来源分析 •毒性分析 环境: 49% 地质学: 2% •金属材料，合金等 •土壤、矿石、沉积物 •饮用水、海水、环境水资源 •食品、卫生防疫、商检等 •土壤、污泥、固体废物 •生产过程QA/QC，质量控制 •烟草／酒类质量控制, 鉴别真伪等 Hg, As, Pb, Sn等的价态形态分析 半导体: 33% •高纯金属(电极) •高纯试剂(酸,碱,有机)
科研样品元素分析
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元素检测的需要
ICP-MS技术优势
ICP-MS是目前发展最快的痕量元素分析技术
分析元素覆盖面广（可达73种元素）
分析速度快（样品停留时间仅几毫秒） 检出限低（多数元素检出限为ppb-ppt级）

仪器成本高 安装条件苛刻 技术人员要求高
线性范围宽（可达9个数量级）
质谱技术在检验医学领域的应用
概要
质谱技术简介 无机质谱技术平台及应用 有机质谱技术平台及应用
质谱技术简介
质谱的基本概念

质谱是什么？
特殊的天平：称量离子的质量

质谱能做什么？
定性：化学物的结构
定量：混合物的组成
领域：化学、生物学、医学、药学、环境 物理、地质、能源等
质谱的基本概念
质谱分析是先将物质离子化，再按离子的质荷比将其分离，然
$$
$
分析元素广
极低检出限
D.L. range
1A 2A 3B 4B 5B
< 1 ppt
6B 7B 8B 8B
1 – 100 ppt
8B 1B 2B 3A 4A 5A
0.1 – 1 ppb
6A 7A 8A
H Li Be Na Mg K Ca Sc Ti Y V B Al C Si N P O S F
质谱仪 依据待分析物的不同，质谱仪又分为：
无机质谱 有机质谱
无机质谱技术平台及应用
无机质谱技术
火花源双聚焦质谱仪 电感耦合等离子体质谱仪（ICP-MS） 二次离子质谱仪（SIMS）
电感耦合等离子体质谱仪
ICP-MS
ICP-MS：电感耦合等离子体质谱仪
一种利用ICP产生的离子进行质谱分析，从而完成元素定性和定量分析的检测仪器
炬管
流动相 进样器 预柱 HPLC
接口锥
样品锥
离子透镜
四级杆质谱
四级杆质量 分析器
HPLC-色谱柱 泵 雾化器
监测器
雾化腔
干扰消除部件— 碰撞反应池
检测器
待测粒子的流向
样品导入系统
ICP-MS分析过程
气溶胶 液体样品 雾化过程 去溶过程 粒子
吸收过程
原子化
分子
蒸发过程
Fra Baidu bibliotek
原子
离 电离过程 子
固体样品
发射过程
第3代八极杆反 应池系统 (ORS3)
快速同时双模式 检测器 (9 个数 量级线性动态范 围)
高频率 (3MHz) 双曲面四极杆
半导体冷却控温雾 室
高性能真空系 统 高速频率匹配的 27MHz 射频发生器 高离子传输效率、耐高盐接 口
Agilent 7900 ICP-MS
ICP-MS原理图
ICP离子源
国内外应用现状

质谱分析方法已广泛应用于临床检验。 国内一些大医院已应用到了相关检测工作，如北京二炮总医院（免疫抑制剂药物浓
度监测、 氨基酸营养状况评价等），广州市妇婴医院（新生儿疾病筛查），上海
市新华医院儿科研究所（遗传代谢病检测），上海市徐汇区中心医院（药物浓度监 测等），香港玛丽医院（代谢性疾病检测），香港北区医院（免疫抑制剂药物浓度 监测、尿液游离皮质醇）等。

20世纪40年代以后开始用于有机物分析； 60年代出现了气相色谱-质谱联用仪，成为了有机物分析的重要仪器；
80年代末又出现了一些新的质谱技术，如比较成熟的液相色谱-质谱联
用仪，感应耦合等离子体质谱仪等；

目前质谱分析法已广泛应用于医学、材料、环境、地质、能源、药物、
生命科学、化学等各个领域。

国外很多医学独立实验室，如美国的 Quest 、 ARUP ，日本的 BML 已经成功运用质谱 法开展了诸多检测项目：

Quest：内分泌系列共开展项目186项，其中用色谱法检测的有GC/GC-MS 6项，LC 10项，LC-MS/MS 35项；

ARUP：408项，其中GC/GC-MS 191项，LC/LC-MS 176项，LC-MS/MS 41项
后测量各种离子的谱峰强度而实现分析目的的一种分析方法。
质量是物质的固有特性之一，不同的物质有不同的质量谱--质
谱，利用这一特性，可以进行定性分析；谱峰强度又与它代表的化
合物含量有关，利用这一点，可以进行定量分析。
发展史

1919 年，英国科学家弗朗西斯·阿斯顿制成第一台质谱仪，早期的质 谱仪主要是用来进行同位素测定和无机元素分析；
He Ne
Cl Ar
Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr I Xe
谱图干扰少（原子量相差1可以分离） 可进行同位素分析 可与多种进样技术联用（色谱，激光烧蚀等）
与原吸技术比较
指标 检出限 AAS ppm ICP-MS ppb-ppt
线性范围
干扰 速度
2-3
较多 慢 快
9*
较少
元素覆盖范围
多元素同时分析 样品需求量 uL
窄
NO uL
广
YES
仪器成本
运行成本
$
$$$
ICP：电感耦合等离子体（Inductively Coupled Plasma）
—高温离子源（温度约８０００－－１００００Ｋ）
MS：质谱仪（Mass Spectrometer）
—四级杆扫描质谱仪 —质量范围从2到260amu（Li到U…） —快速顺序扫描实现所有元素分离 —使用双模式进行离子检测
离轴偏转透镜 池气体入口 高基体进样系 统(HMI) 稀释气 入口 低流速进样
•同位素比的研究
•激光熔蚀直接分析固 体样品
医药及生理分析6% •头发、全血、血清、尿样、 生物组织等 •医药研究，药品质量控制 •药理药效等的生物过程研究
•Si 晶片的超痕量杂质
•光刻胶和清洗剂
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检验医学领域应用
主要应用于临床样本（血液、尿液、毛发、组织等）的 元素分析，如：Pb,Se,Hg,Cd,Mg,Fe,Ca,Zn,Cu,Mn等。