【編者按】技術在過去的幾十年得到迅猛的發展。與傳統的檢測方法相比，質譜技術具有高靈敏度、高特異性、高準確度、線性范圍寬及高通量等優點。

本文發于康黎醫學；經億歐大健康編輯，供行業人士參考。

質譜(pu)技術最早被應用于科研(yan)機構的研(yan)究中，之后逐步開始應用于制藥、食品，環境及臨床領域，在過(guo)去的幾十年(nian)得(de)到(dao)迅(xun)猛(meng)的發展。

與傳統的(de)檢測方法相(xiang)比，質譜技(ji)術具有高靈敏度、高特(te)異性、高準確度、線性范圍(wei)寬及高通量等(deng)優點。在臨(lin)床(chuang)領域，質譜分析技(ji)術可以應(ying)用于(yu)臨(lin)床(chuang)生化(hua)檢驗(yan)、臨(lin)床(chuang)免(mian)疫學(xue)檢驗(yan)、臨(lin)床(chuang)以及臨(lin)床(chuang)分子生物(wu)診斷等(deng)多個方面。

近些年來，醫(yi)院對臨(lin)床質(zhi)(zhi)譜技術(shu)(shu)的(de)需求(qiu)增多，質(zhi)(zhi)譜分(fen)析平臺也(ye)相繼(ji)建立，目前主要(yao)(yao)集中在少量大(da)型(xing)(xing)獨立實驗室和(he)少數(shu)(shu)三甲(jia)醫(yi)院。質(zhi)(zhi)譜分(fen)析技術(shu)(shu)作(zuo)為一種應(ying)用臨(lin)床的(de)新型(xing)(xing)檢測技術(shu)(shu)，對相關技術(shu)(shu)人員的(de)操(cao)作(zuo)能力和(he)專業數(shu)(shu)據的(de)處理能力要(yao)(yao)求(qiu)高，如(ru)今業界十分(fen)缺乏(fa)相關的(de)專業應(ying)用技術(shu)(shu)人才。

目前(qian)在我(wo)國臨床的(de)應用最(zui)多(duo)的(de)兩(liang)種是(shi)：

①基(ji)于MALDI-TOF（基(ji)質輔助激(ji)光(guang)解(jie)吸(xi)飛行時(shi)間質譜）的微生物鑒定和核酸(suan)分(fen)析；

②基于LC-MS（液相色譜-質譜聯用技術(shu)）的維生素系列(lie)檢(jian)測(ce)、類(lei)固醇激素檢(jian)測(ce)（內分泌檢(jian)測(ce)）、藥物濃(nong)度(du)監(jian)測(ce)和遺傳代謝病篩查。

除(chu)此之外，還有用(yong)于檢測(ce)尿液(ye)中代(dai)謝產(chan)物和毒物篩查的GC-MS（氣相色譜質(zhi)(zhi)譜技(ji)術）、用(yong)于檢測(ce)微量元素含量的ICP-MS（電感(gan)耦(ou)合等(deng)離子(zi)體質(zhi)(zhi)譜技(ji)術）等(deng)。

具體質譜類型

（一）基質輔助激光解吸飛行時間質譜（matrix-assisted laser desorption/ ionization time-of -flight mass spectrometry，MALDI-TOF MS）

MALDI-TOF MS可用于對核酸、蛋白質、有機物等(deng)的快速分析，包括目前臨床應用最(zui)為(wei)廣(guang)泛的微生物鑒定、核酸分析等(deng)。

1、微生物鑒定

臨(lin)床微生(sheng)物實驗(yan)室對(dui)樣本中(zhong)細菌的(de)(de)鑒定主要(yao)依(yi)賴于傳(chuan)統的(de)(de)檢測方法如形態學、生(sheng)化反應、免疫學等(deng)，檢測周期長(chang)且(qie)部分疑難菌種不易(yi)鑒定，不能滿足臨(lin)床診斷時(shi)效(xiao)的(de)(de)需(xu)要(yao)，尤其是應對(dui)菌血癥(zheng)、敗血癥(zheng)等(deng)重癥(zheng)感染的(de)(de)情況。

MALDI-TOF MS在(zai)這方面有(you)獨特的優(you)勢。該技術(shu)對(dui)樣品(pin)純度要(yao)求不高，可以直接使用臨(lin)床(chuang)樣本，或者經過(guo)分離(li)培(pei)養挑選單菌(jun)(jun)落進行檢測，獲得(de)其蛋白(bai)質譜圖，與更(geng)新的微生物數據庫參(can)考圖譜進行比(bi)對(dui)，從而鑒定至屬、種(zhong)、乃至亞種(zhong)的水(shui)平，縮(suo)短了鑒定的時間。對(dui)臨(lin)床(chuang)常見的隱球菌(jun)(jun)鑒定，MALDI-TOF MS也表(biao)現了極好的鑒定能力。

MALDI-TOF MS的(de)優勢還表現為不僅可(ke)以對(dui)分(fen)離菌(jun)(jun)(jun)進行(xing)鑒(jian)(jian)定(ding)(ding)，近期已有較多的(de)報道(dao)應用(yong)其(qi)鑒(jian)(jian)定(ding)(ding)血培養瓶增(zeng)菌(jun)(jun)(jun)后(hou)的(de)微(wei)生(sheng)物。但MALDI-TOF MS臨床(chuang)微(wei)生(sheng)物鑒(jian)(jian)定(ding)(ding)應用(yong)中(zhong)仍然(ran)存(cun)在一些問題(ti)，如數據(ju)庫不全導(dao)至部(bu)分(fen)不常見(jian)菌(jun)(jun)(jun)株的(de)鑒(jian)(jian)定(ding)(ding)困難，亞種鑒(jian)(jian)定(ding)(ding)局限；樣(yang)本直(zhi)接(jie)鑒(jian)(jian)定(ding)(ding)時(shi)，標(biao)本內菌(jun)(jun)(jun)量對(dui)鑒(jian)(jian)定(ding)(ding)結果(guo)的(de)影響(xiang)；不同實驗室操作(zuo)差異，對(dui)檢測重復性(xing)的(de)影響(xiang)等。

2、核酸分析

相(xiang)比與(yu)傳統(tong)PCR技(ji)術，MALDI-TOF MS在基因(yin)(yin)SNP檢(jian)(jian)測(ce)方(fang)面具有一次檢(jian)(jian)查(cha)多個位點的優勢。基于單堿(jian)基延伸基礎(chu)上的MALD-TOF MS核酸檢(jian)(jian)測(ce)技(ji)術，能(neng)夠(gou)快速、可靠、高通量(liang)開展SNP位點分析。目(mu)前MALDI-TOF MS技(ji)術已較為廣(guang)泛的應用于個體識(shi)別(bie)和親權鑒(jian)(jian)定、胎兒RHD基因(yin)(yin)型鑒(jian)(jian)定、軟骨發(fa)育不全基因(yin)(yin)篩查(cha)、耳聾(long)基因(yin)(yin)熱點突變檢(jian)(jian)測(ce)、藥物基因(yin)(yin)檢(jian)(jian)測(ce)等方(fang)面。

（二）液相色譜-質譜聯用技術（liquid chromatography-mass spectroscopy，LC-MS）

LC-MS因(yin)其具有靈敏(min)度和特(te)異(yi)度高、檢(jian)(jian)測時(shi)間短、可以(yi)實現(xian)多(duo)重檢(jian)(jian)測、適用范圍廣(guang)的特(te)點，可廣(guang)泛應(ying)用于血液、尿(niao)液等樣品中(zhong)的各種代謝產物以(yi)及(ji)蛋白質(zhi)、多(duo)肽(tai)、維生素、激素等分析，已成為(wei)臨床檢(jian)(jian)驗(yan)工(gong)作中(zhong)重要的前沿檢(jian)(jian)驗(yan)技(ji)術(shu)。

1、新生兒遺傳代謝病篩查

遺(yi)傳(chuan)代謝病(bing)又叫(jiao)做先天代謝缺陷，會對新生(sheng)兒產生(sheng)嚴重的危(wei)害，如果不能及時發現，甚至可(ke)能危(wei)及生(sheng)命。LC-MS可(ke)以在比較(jiao)短(duan)時間內高通量分(fen)析干濾(lv)紙(zhi)血片上的氨基酸(suan)圖(tu)(tu)譜(pu)和肉堿圖(tu)(tu)譜(pu)，大大提高了檢測時間和通量。目(mu)(mu)前已(yi)有研(yan)究表明LC-MS可(ke)以篩(shai)查出的遺(yi)傳(chuan)代謝病(bing)包括高苯丙酮酸(suan)血癥(zheng)(zheng)、高胱氨酸(suan)尿癥(zheng)(zheng)、瓜氨酸(suan)血癥(zheng)(zheng)、甲(jia)(jia)基丙二酸(suan)血癥(zheng)(zheng)、3-甲(jia)(jia)基巴豆酰(xian)基輔酶A羧化(hua)酶缺乏(fa)癥(zheng)(zheng)、極(ji)長鏈酰(xian)基輔酶A脫(tuo)氫酶缺乏(fa)癥(zheng)(zheng)等。目(mu)(mu)前，美國(guo)和歐(ou)洲大部分(fen)的國(guo)家和地區已(yi)采用(yong)LC-MS/MS進行(xing)新生(sheng)兒遺(yi)傳(chuan)代謝性疾病(bing)篩(shai)查，已(yi)被業界認(ren)為是新篩(shai)的"金標(biao)準"方法。

2、藥物濃度檢測

當今藥代(dai)動(dong)力學(xue)的研(yan)究(jiu)對檢(jian)測(ce)通量(liang)和(he)靈敏(min)度(du)都有較(jiao)高的要求(qiu)，LC-MS在(zai)這方面具有突出優勢，已經(jing)被廣泛應(ying)用(yong)在(zai)血藥濃度(du)檢(jian)測(ce)、抗(kang)生素濃度(du)檢(jian)測(ce)以及食(shi)品中化學(xue)農藥殘留方面的檢(jian)測(ce)中。已經(jing)有研(yan)究(jiu)者建立了應(ying)用(yong)LC-MS定量(liang)檢(jian)測(ce)人(ren)血漿(jiang)中甲硝唑、2-羥基甲硝唑、丙戊酸、萬古霉素的方法(fa)并應(ying)用(yong)于藥代(dai)動(dong)力學(xue)研(yan)究(jiu)。結果表明與(yu)免(mian)疫檢(jian)測(ce)方法(fa)比(bi)較(jiao)LC-MS方法(fa)更加靈敏(min)。

目前血(xue)藥(yao)濃度(du)檢測的主要方(fang)法(fa)有光譜法(fa)、免疫(yi)法(fa)、色譜法(fa)、質譜法(fa)等。相比于傳(chuan)統方(fang)法(fa)，質譜法(fa)是更(geng)為靈敏、精準和經濟的檢測方(fang)法(fa)。

3、維生素類檢測

機(ji)體維(wei)(wei)生(sheng)(sheng)素(su)的(de)(de)水平與(yu)(yu)生(sheng)(sheng)長發育、生(sheng)(sheng)理活動的(de)(de)正(zheng)常進(jin)行都(dou)有密切關系(xi)(xi)，有大量(liang)應(ying)用(yong)LC-MS檢測(ce)血清中維(wei)(wei)生(sheng)(sheng)素(su)D水平的(de)(de)研究報道(dao)。目(mu)前臨(lin)(lin)(lin)床實驗(yan)室(shi)應(ying)用(yong)LC-MS技術(shu)一次可進(jin)行多種不(bu)同類(lei)型維(wei)(wei)生(sheng)(sheng)素(su)檢測(ce)，從(cong)而可大大降(jiang)低(di)檢測(ce)成本，具有檢測(ce)高(gao)效、高(gao)靈敏(min)度及高(gao)特異性的(de)(de)特點，已經作為維(wei)(wei)生(sheng)(sheng)素(su)臨(lin)(lin)(lin)床檢測(ce)的(de)(de)主流技術(shu)。近年來，隨著(zhu)生(sheng)(sheng)物體內不(bu)同類(lei)型維(wei)(wei)生(sheng)(sheng)素(su)含量(liang)變化與(yu)(yu)疾(ji)病(bing)關系(xi)(xi)研究的(de)(de)不(bu)斷深入，LC-MS方(fang)法應(ying)用(yong)于維(wei)(wei)生(sheng)(sheng)素(su)檢測(ce)在臨(lin)(lin)(lin)床實驗(yan)室(shi)有快(kuai)速普及之(zhi)勢。

4、激素類檢測

目(mu)前臨床(chuang)(chuang)實驗室檢(jian)(jian)測激(ji)(ji)素的(de)方(fang)(fang)法(fa)普遍使用(yong)(yong)(yong)的(de)是(shi)化(hua)(hua)學(xue)(xue)發光(guang)(guang)或電(dian)化(hua)(hua)學(xue)(xue)發光(guang)(guang)方(fang)(fang)法(fa)（化(hua)(hua)學(xue)(xue)免(mian)(mian)疫法(fa)），但由于激(ji)(ji)素類物質在生(sheng)物樣品中含量低、免(mian)(mian)疫學(xue)(xue)方(fang)(fang)法(fa)存在的(de)嗜(shi)異性(xing)及自(zi)身抗體干擾等問題(ti)，常(chang)(chang)常(chang)(chang)導至化(hua)(hua)學(xue)(xue)免(mian)(mian)疫方(fang)(fang)法(fa)用(yong)(yong)(yong)于激(ji)(ji)素檢(jian)(jian)測靈敏(min)度(du)不夠(gou)、穩定性(xing)差，從(cong)而大(da)大(da)影響了臨床(chuang)(chuang)實驗室檢(jian)(jian)測激(ji)(ji)素結果的(de)可信度(du)。隨著(zhu)質譜技術的(de)推(tui)廣應用(yong)(yong)(yong)，LC-MS在激(ji)(ji)素檢(jian)(jian)測中發揮了重要作用(yong)(yong)(yong)，其(qi)高靈敏(min)度(du)、高穩定性(xing)優勢(shi)非常(chang)(chang)明顯，檢(jian)(jian)測項目(mu)快速增加，受(shou)到臨床(chuang)(chuang)內分泌學(xue)(xue)科的(de)高度(du)認可。

5、腫瘤標志物篩選

LC-MS可(ke)以高(gao)通(tong)量(liang)分(fen)(fen)(fen)析檢(jian)測(ce)腫(zhong)瘤(liu)(liu)患者(zhe)與(yu)健康人體液中(zhong)代(dai)謝(xie)成分(fen)(fen)(fen)的(de)(de)差(cha)異(yi)，從而篩(shai)選出潛在(zai)的(de)(de)腫(zhong)瘤(liu)(liu)標志(zhi)物(wu)(wu)(wu)。目前，LC-MS對腫(zhong)瘤(liu)(liu)標志(zhi)物(wu)(wu)(wu)的(de)(de)篩(shai)選已經(jing)取得了(le)(le)很大(da)進展。Jasbi等應(ying)用(yong)LC-MS分(fen)(fen)(fen)析了(le)(le)乳腺癌患者(zhe)血漿中(zhong)的(de)(de)代(dai)謝(xie)產(chan)物(wu)(wu)(wu)，檢(jian)測(ce)分(fen)(fen)(fen)析了(le)(le)具有潛在(zai)生(sheng)物(wu)(wu)(wu)學相關性(xing)的(de)(de)105種(zhong)代(dai)謝(xie)物(wu)(wu)(wu)。LC-MS也已經(jing)應(ying)用(yong)在(zai)早期非小細胞肺癌、胃癌等多(duo)種(zhong)腫(zhong)瘤(liu)(liu)標志(zhi)物(wu)(wu)(wu)的(de)(de)篩(shai)選與(yu)鑒(jian)定中(zhong)。充分(fen)(fen)(fen)利用(yong)質譜技術的(de)(de)高(gao)通(tong)量(liang)特(te)點，結合大(da)數據技術的(de)(de)綜合分(fen)(fen)(fen)析能(neng)力(li)，必將大(da)幅(fu)提升生(sheng)物(wu)(wu)(wu)標志(zhi)物(wu)(wu)(wu)在(zai)腫(zhong)瘤(liu)(liu)診治(zhi)中(zhong)的(de)(de)靈敏(min)度和特(te)異(yi)性(xing)。

（三）氣相色譜質譜技術（gas chromatography-mass spectroscopy，GC-MS）

1、尿液中代謝產物的檢測

由于尿(niao)液中(zhong)常包含如氨基(ji)酸、糖類、有機(ji)酸、醇類等代(dai)謝終產物，其濃度(du)高于血清，易于收集，而且大部分代(dai)謝產物易揮發，所(suo)以可通過(guo)GC-MS檢測尿(niao)液的(de)特征性代(dai)謝產物，為診斷遺傳代(dai)謝缺陷病提供可靠的(de)依據。

目前國內已有(you)實驗(yan)室(shi)建立(li)了(le)常見遺傳(chuan)性代(dai)謝(xie)缺陷病的(de)特(te)征性代(dai)謝(xie)產物質譜圖譜庫，通過檢測(ce)(ce)尿液中特(te)征性代(dai)謝(xie)產物得到(dao)譜圖，之后(hou)與內標峰(feng)面積進(jin)行比(bi)(bi)對，可以(yi)開展半定量(liang)測(ce)(ce)定。這種半定量(liang)方法雖簡便、快捷，但由于缺乏(fa)每種被測(ce)(ce)物質的(de)標準曲線，所以(yi)不屬(shu)于真正(zheng)的(de)定量(liang)，且實驗(yan)結果易受標本肌酐值影響，重復性和準確性有(you)待進(jin)一步優化，測(ce)(ce)定值難(nan)以(yi)與其他實驗(yan)室(shi)進(jin)行室(shi)間比(bi)(bi)較。隨(sui)著GC-MS分析技(ji)術的(de)發展普及，它(ta)已經成為遺傳(chuan)代(dai)謝(xie)缺陷病早期篩查與診斷(duan)的(de)可靠手段。

3、在毒物篩查中的應用

臨床(chuang)上(shang)誤(wu)食有(you)(you)(you)(you)毒有(you)(you)(you)(you)害(hai)(hai)物(wu)(wu)(wu)(wu)質(zhi)后會導至不同系統的(de)(de)急性(xing)、亞急性(xing)疾(ji)病(bing)。快速有(you)(you)(you)(you)效(xiao)地(di)確(que)定(ding)致毒物(wu)(wu)(wu)(wu)質(zhi)是后續臨床(chuang)治(zhi)療(liao)的(de)(de)關鍵。在(zai)臨床(chuang)毒物(wu)(wu)(wu)(wu)分(fen)析(xi)(xi)診斷工作(zuo)中(zhong)，由于樣品的(de)(de)復(fu)雜性(xing)、毒物(wu)(wu)(wu)(wu)種類(lei)的(de)(de)廣(guang)泛性(xing)、分(fen)析(xi)(xi)目標(biao)物(wu)(wu)(wu)(wu)的(de)(de)不確(que)定(ding)性(xing)、各(ge)種檢驗方法的(de)(de)局限性(xing)，使得毒物(wu)(wu)(wu)(wu)篩(shai)查(cha)(cha)(cha)(cha)技(ji)術(shu)(shu)(shu)一(yi)(yi)直備受毒物(wu)(wu)(wu)(wu)分(fen)析(xi)(xi)工作(zuo)者(zhe)的(de)(de)重視(shi)。隨(sui)著(zhu)質(zhi)譜(pu)技(ji)術(shu)(shu)(shu)的(de)(de)發展，通過質(zhi)譜(pu)數(shu)據(ju)(ju)庫的(de)(de)比對查(cha)(cha)(cha)(cha)詢來確(que)認未知(zhi)化合(he)(he)物(wu)(wu)(wu)(wu)變得相對簡單易行。GC-MS具有(you)(you)(you)(you)與之(zhi)相匹配的(de)(de)有(you)(you)(you)(you)機質(zhi)譜(pu)數(shu)據(ju)(ju)庫，該技(ji)術(shu)(shu)(shu)也是到目前為止(zhi)最為成熟的(de)(de)技(ji)術(shu)(shu)(shu)，是未知(zhi)毒物(wu)(wu)(wu)(wu)篩(shai)查(cha)(cha)(cha)(cha)確(que)證的(de)(de)金標(biao)準。GC-MS在(zai)毒物(wu)(wu)(wu)(wu)篩(shai)查(cha)(cha)(cha)(cha)中(zhong)，可以(yi)快速、高(gao)(gao)效(xiao)、方便地(di)為臨床(chuang)診斷、治(zhi)療(liao)提(ti)供依據(ju)(ju)。GC-MS不適(shi)于難(nan)揮發、強極性(xing)、易熱解的(de)(de)有(you)(you)(you)(you)毒有(you)(you)(you)(you)害(hai)(hai)物(wu)(wu)(wu)(wu)質(zhi)。LC-MS技(ji)術(shu)(shu)(shu)對于難(nan)揮發、強極性(xing)、熱不穩定(ding)毒性(xing)化合(he)(he)物(wu)(wu)(wu)(wu)的(de)(de)分(fen)析(xi)(xi)具有(you)(you)(you)(you)一(yi)(yi)定(ding)的(de)(de)優勢，是未來毒物(wu)(wu)(wu)(wu)篩(shai)查(cha)(cha)(cha)(cha)技(ji)術(shu)(shu)(shu)的(de)(de)發展方向之(zhi)一(yi)(yi)，多種檢測(ce)手段的(de)(de)聯合(he)(he)使用可提(ti)高(gao)(gao)未知(zhi)毒物(wu)(wu)(wu)(wu)篩(shai)查(cha)(cha)(cha)(cha)確(que)證的(de)(de)效(xiao)果。

（四）電感耦合等離子體質譜技術（inductively coupled plasma mass spectrometry，ICP-MS）

人(ren)體內許多生物(wu)(wu)大分子(zi)如(ru)蛋白質、核(he)酸、激素(su)(su)、酶等在維持正常的生理機能(neng)(neng)時(shi)，需要一(yi)些微(wei)量(liang)金(jin)屬離子(zi)的參與(yu)，這些離子(zi)的過多攝入或者(zhe)不足(zu)都(dou)會不同程度(du)引起生理功能(neng)(neng)的異常，因此需要檢(jian)(jian)測(ce)一(yi)些藥(yao)物(wu)(wu)、食物(wu)(wu)、環(huan)境中各種元(yuan)素(su)(su)的含(han)量(liang)。但一(yi)些藥(yao)物(wu)(wu)的成(cheng)分復雜、微(wei)量(liang)元(yuan)素(su)(su)含(han)量(liang)低(di)；環(huan)境中各種物(wu)(wu)質元(yuan)素(su)(su)組(zu)成(cheng)復雜，檢(jian)(jian)測(ce)時(shi)相(xiang)互干擾(rao)嚴(yan)重；傳統檢(jian)(jian)測(ce)生物(wu)(wu)體微(wei)量(liang)元(yuan)素(su)(su)的方法(fa)如(ru)原(yuan)子(zi)吸收法(fa)、原(yuan)子(zi)熒光(guang)法(fa)等操作(zuo)繁瑣、穩定性較差(cha)，不能(neng)(neng)滿足(zu)臨(lin)床(chuang)檢(jian)(jian)測(ce)要求。

自20世(shi)紀(ji)80年代(dai)問世(shi)以來，ICP-MS質譜儀的(de)應(ying)用得到迅速的(de)發(fa)展。除(chu)C、H、O以外，元素周期表中幾乎所(suo)有的(de)元素都可以使用ICP-MS完成定量分析。而(er)且，其具有對樣本類型要求較低，檢測靈敏(min)度高、干擾少、超(chao)痕(hen)量檢測限、檢測線性范(fan)圍(wei)寬等諸多優點(dian)。

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