质谱技术在医学检验中的应用

质谱技术在医学检验中的应用

随着液质联用技术的迅速发展,特别是LC-MS/MS技术的出现,极大地推动了该技术在临床检验中的应用。

一、新生儿遗传疾病筛查(Neonatal screening)；欧美等国已广泛采用LC-MS/MS进行新生儿遗传疾病筛查。传统检测方法

需要对每一种筛查项目进行一次单独实验, LC-MS/MS则可对一份标本同时检测多种项目, 目前有苯丙酮尿症(phenylketonuria, PKU )、中链酰基辅酶A脱氢酶缺乏症(medium chain acyl CoA dehyrogenase deficiency, MCAD)等40余种。常用的筛查方法对于氨基酸稀有代谢障碍(如枫糖尿症,map le syrup urine disease,MSUD) 、脂肪酸氧化缺陷(如肉毒碱缺乏症) 、有机酸代谢障碍(如methylamalonaciduria)检出率很低,应用LC-MS/MS可大幅度提高筛查效率。LC-MS/MS将新生儿筛查的诊断准确度和特异度大幅度提高。

二、临床药理监测；临床药理学的研究内容包括药动学(Pharmacokinetics)与生物利用度(Bioavailability)研究，药动学是研

究药物在正常人与病人体内的吸收、分布、代谢和排泄的规律性，而生物利用度是用药代动力学原理来研究和评价药物相同剂量的不同剂型吸收速度与量的差别。治疗药物监测(Therapeutic drug monitoring, TDM)是近20多年来形成的一门新的医学分支，进行TDM的药物包括抗旅痛药物、心血管药物(如地高辛)、杭生素等，近年新增加了抗肿瘤药物、抗病毒药物(HIV)和治疗精神病药物。目前药物监测主要通过免疫化学技术,简单易行但所测药物种类较少。LC-MS/MS技术准确性更高而且可用于绝大部分药物的监测。LC-MS/MS的高敏感、高特异、高重现性的特点，已使其成为临床药理监测的主要分析技术。

三、激素水平测定；LC-MS/MS可用于激素水平检测和先天性肾上腺增生等疾病的诊断，甾体类激素一般可用气相质

谱和免疫分析方法检测,运用LC-MS/MS可提高特异性,并且不需要复杂的样品处理。LC-MS/MS还可以定量分析合成代谢类激素雄烯二酮、睾酮和双氢睾酮等，相对常规方法有较高的灵敏度，雄烯二酮和睾酮的检出低限为0. 05 ng/mL, 双氢睾酮为1 ng/mL。诊断先天性肾上腺增生通常采用免疫学方法测定17-羟孕酮、氢化可的松、雄烯二酮,假阳性率非常高，用LC-MS/MS,可将假阳性率降低85.15%。MS/MS的检测结果对良性前列腺增生与其他有临床表现的雄激素依赖性疾病的鉴别诊断也有重要价值, 还可用于甲状腺疾病的诊断。

四、微生物鉴定；LC-MS/MS可对细菌的多种成分进行分析,包括蛋白质、脂类、脂多糖(LPS)和脂寡糖(LOS) 、DNA、多肽

及其他可被离子化的分子。菌体内某些成分,能给出唯一的m /z作为生物标志特异地鉴定细菌。LC-MS/MS通过母离子扫描、子离子扫描或中性丢失扫描等各种扫描方式对裂解细菌进行检测，找出种间和株间特异保守峰，如：3-羧基脂肪酸(内毒素的标志物) 、麦角固醇(真菌数量的标志物) 、胞壁酸(肽聚糖的标志物)等,以此进行细菌识别。蛋白质在细菌体内的含量较高，常用于细菌属、种和株的鉴定。LPS和LOS是革兰阴性菌的外部细胞膜成分，是细菌毒性的主要组成部分,其混合物易于提取,去除脂肪酸残基后阱解，对产物进行质谱分析,一般用于血清型分类。利用脂类鉴定细菌是在标准条件下通过脂类的脂肪酸组成进行鉴定,通过这种方法Hsu鉴定了沙门菌，Vaidyanathan鉴定了5种菌株[ (包括2种大肠杆菌、2 种芽胞杆菌和1 种侧胞短芽胞杆菌) 。LC-MS/MS具有高度敏感性,可以检测到10～100个细菌或者3000个甚至20～50个孢子的存在。在对生物样本进行处理后,串联质谱可以在单细菌水平发现并确定病原菌以及孢子,对特殊脂质成分的分析甚至可以了解样本中病原菌的活力和潜在感染力。应用LC-MS/MS对细菌提取物在不同条件下进行试验,证明其在提高敏感性和特异性的同时其温度及时间稳定性也较好,适于进行高通量分析,因此在临床细菌学诊断方面有广阔的应用前景。

总之,LC-MS/MS避免了繁琐的样品衍生反应,在分析过程中避免了样品的热分解,可以分析气相色谱无法检测的具极性、低挥发性的化合物或蛋白质样品,得到分子量、元素组成、结构等信息,是一种理想的快速分析手段,可大大缩短分析时间,减少原料浪费,并可对感兴趣的组分进行靶分析。

最适医学检验平台有3D离子阱系列平台，线性离子阱及其其高分辨质谱系列平台和串联四极杆TSQ Quantum系列平台。

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ToxID TM 软件

ToxID TM 软件支持临床试验室的未知物

筛选（General unknown screening, GUS ）

分析。ToxID TM 软件内有常用300种临

床药物和毒物的质谱图库，在离子阱

或串接四极杆上得到的未知样品谱图

可在此检索。也可使用该软件，快速

建立标准品谱库，方法，对未知样品

进行GUS 实验时，可自动调用方法，

得到GUS 的数据结果后自动生成报

告。

Turbo Flow 技术高通量快速筛选药物

列举中国部分客户文章摘要：

1，口服复方丹参滴丸血清中丹参相关成分的LC ／MS 检测；王宁生 宓惠卿 洪 馨 欧卫平；《中药新药与临床药理》2000-11月-141-142摘要：以LC ／MS 联用检测技术及与标准品对照的方法，分离检测健康志愿者口服丹参滴丸后血清中丹参相关的一些水溶性成分及代谢产物。研究结果表明，对复杂的中药复方及复方的体内代谢产物仅用一级质谱（LC ／MS ）分析检测有其局限性．尚须进一步用多级质谱(LC ／MS n )加以检测、确证。

2，复方盐酸二甲双孤片在健康人体的药代动力学和相对生物利用度; 燕林 刘朱 钟大放 陈笑艳;《中国临床药理学杂志》2005- 1月-41-44摘要：目的：研究复方盐酸二甲双肌片在健康人体的药代动力学和相对生物利用度。方法：用交叉给药方法，22名健康受试者单次口服盐酸二甲双肌片1000 mg 加格列本脉片5 mg(参比制剂)或复方盐酸二甲双肌片(试验制剂:盐酸二甲双肌1000 mg ，格列本脉5 mg)。用HPLC 法测定血清中盐酸二甲双肌浓度，用LC 一MS 方法测定血清中格列本脉浓度。用3P97程序以房室模型计算药代动力学参数。结果：主要药代动力学参数，试验与参比制剂中盐酸二甲双肌的达峰时间t max 分别为(2.36士0.69)，(2.41土0.70)h; C max 分别为(1.42士0.28),(1.36土0.28 )m g• L -1, t 1/2分别为(5.18土1.62)，(6.25土1.42)h ;AUC O-24 分别为(10.22土1.53),( 10.071 1.81)mg•h•L -1。试验制剂的相对生物利用度为(99.3士13.2)%。参比与试验制剂中格列本脉的达峰时间t max 分别为(2.70土0.60 ),(2 .60 士0.50)h ; C max 分别为(181.1土58.3 ),( 214.3 *8.01 )n g•mL -1; t 1/2分别为(6.79土1.96),( 6.67土1.92)h ;A UC 0-24分别为(0.99士0.28),( 1.14士0.42 )m g•h•L -1。试验制剂的相对生物利用度为(113.2士23.9)%。结论参比与试验制剂具有生物等效性。3，高效液相色谱-离子阱质谱法测定人血浆中的头孢拉定和青霉素G ；李晓东 尹利辉 冯玉飞; 《分析测试学报》2004-S1期摘要：目前β-内酰胺类抗生素在临床抗感染药物中占有十分突出的地位,但在近年来的药品不良反应报告中,抗生素类药物引起的不良反应也占据了很高的比例,其中有我国生活环境影响、感染性疾病多的客观因素,但病人用药盲目性大、