科普 | 什么是質譜？在臨床領域的應用可以做什么？

    質譜檢測是科學前沿的熱點。從1912年第一臺質譜儀被制造出來開始，質譜技術的開發與應用已經超過了100年，但臨床質譜在近年才得到了極大的開發和長足的進步。

質譜簡介

-SJ上第一臺質譜儀-

    1898年，德國物理學家威廉·維恩發現帶電微粒在磁場中運動會產生偏轉；隨后，英國物理學家J.J. 湯姆遜進一步研究發現：帶電粒子在電磁場中的偏轉量與其質量（m）對帶電量（z）的比例，即質荷比（m/z）有關。

-圖中U0為電壓，粒子在電場中經過加速獲得速度V后再進入磁場B中偏轉，三個大小不同粒子的軌跡比較說明：質荷比m/z越大，偏轉的距離越大-

    帶電粒子在經過不同程度的偏轉后抵達傳感器，形成的圖譜就是質譜。而質譜儀便是利用這個原理來測定分子成分結構的儀器。質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-質譜聯用技術測出的多巴胺的質譜，橫坐標為質荷比，縱坐標為相對強度。每一個峰值來自如圖標注的不同的多巴胺分子碎片-

質譜儀的組成

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

-圖為三重四極桿質譜儀的大致結構。離子從離子源出發，經過三重四極桿的處理到達檢測器，由電腦解讀信號生成質譜-

#臨床質譜指將質譜應用于臨床醫學檢測及診斷#

    臨床質譜由于其高靈敏度（可達pg級，舊有方法通常只能達到ng級），高特異性，高通量，高重現性，低成本的特點，被廣泛應用在臨床檢測中，展現出了舊有的化學法，免疫學法所不具有的優勢。

-圖為質譜與其他使用免疫法化學法測試的機子的偏差對比，橫坐標為偏差值，可以看到使用質譜檢測的偏差值是最小的-

    美國癌癥研究協會和頂級評論期刊《The Journal of Clinical Endocrinology & Metabolism》、檢驗王P雜志《Clinical Chemistry》等紛紛發表文章，表示看好質譜的前景，認為質譜的精確及準確度均優于免疫法。

-以測定睪酮為例。圖中 《免疫法測定女性體內睪酮：如同瞎猜？》《檢測女性血清中的睪酮：我們該做什么？》《社論：血清中睪酮檢測——重在準確》《睪酮測定的實用性，局限性與陷阱：一份來自內分泌學會的立場聲明》等等由上文提到的學會與雜志所發表文章都指出，當今要解決測定女性體內低睪酮濃度的難題，需要依靠高精度高準確度的質譜，而非免疫測定法。-

    國內專家們也已逐漸看到質譜比化學法、免疫分析法的優勢。比如在庫欣病，又稱皮質醇增多癥的診斷上，《中華醫學雜志》于2015年發表的《中國庫欣病診治專家共識》一文中提到，“放射免疫分析（RIA）和化學發光法測定 UFC，可受皮質醇代謝產物和合成的糖皮質激素交叉反應的影響；而基于分子結構的高效液相色譜串聯質譜分析法（LC-MS/MS）則可避免上述問題”?？梢娰|譜的高特異性，能夠避免所測物質代謝和交叉反應帶來的干擾，協助醫生作出準確診斷。

質譜由于其高靈敏度和高專一性，在小分子生化檢測中有優勢，可用于監測治療藥物在體內的代謝情況，篩查新生兒遺傳代謝病，判斷人體內的類固醇、維生素等含量，以及用于癌癥的精準診斷。

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

??質譜還可以通過檢測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志物，目前已被應用在乳腺癌，早期非小細胞肺癌和胃癌等的標志物篩選與鑒定中。

    再比如激素類檢測。舊有的化學發光法或電化學發光法往往受限于抗體干擾與人體中的低激素水平，檢測效果不理想，而質譜能夠解決以上的問題。即使是特殊人群如婦女兒童，他們體內的低激素水平也能夠用質譜做到精準測定。一個例子是嗜鉻細胞瘤的診斷：兒茶酚胺是該種腫瘤的標志性產物，但由于其濃度極低，常規方法無法檢測；而使用質譜不但可以準確檢測兒茶酚胺，還能檢測到兒茶酚胺的代謝物，提高了診斷的準確性。

臨床質譜的實際應用

    便攜式氣相色譜質譜聯用儀QitVenture 1在醫用方面也有廣泛的應用：生物標志物的研究，應急、職業安全檢測，中毒現場檢測，體液（血、尿、胃液）檢測藥物/毒物濃度。

   可通過呼氣檢測對體內B泊酚麻醉劑進行定量處理，以確認病患的麻醉程度，合理控制麻醉劑用量。

基于呼氣檢測的胃癌快速篩查

    可通過對人體呼吸氣進行疾病診斷，通過檢測疾病*的靶向物來輔助醫生對患者病情的診斷。

COVID呼氣標志物研究

    疫情爆發以來，我們一直與醫療機構合作研究COVID呼氣標志物的研究，為抗疫戰爭獻上我們的力量。

    便攜式現場快速篩查質譜儀QitVenture 6 E在醫用方面也有廣泛的應用：分析測定藥物在血液中的濃度，輔助用以評價療效或確定給藥方案，以提高藥物治療水平，達到臨床安全、有效、合理的用藥。

藥物檢測——甲硝唑

    在藥物檢測上也有所應用，例如 恩諾沙星、氯B嗪、甲硝唑、煙酰胺等等藥物。

    質譜檢測相較傳統檢測的*性，決定了質譜檢測在臨床醫療的廣闊前景，讓我們拭目以待！