質(zhì)譜技術(shù)及其在臨床檢驗(yàn)中的應(yīng)用分析

王成宇

117000遼寧省本溪市中心醫(yī)院遺傳基因室

質(zhì)譜技術(shù)及其在臨床檢驗(yàn)中的應(yīng)用分析

王成宇

117000遼寧省本溪市中心醫(yī)院遺傳基因室

質(zhì)譜技術(shù)是對離子質(zhì)荷比進(jìn)行測量的一種分析方法。質(zhì)荷比是指帶電粒子的質(zhì)量與所帶電荷的比值。近幾年，生物學(xué)和醫(yī)藥學(xué)等領(lǐng)域中應(yīng)用了多種質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)，加快了生物質(zhì)譜學(xué)時(shí)代的步伐。本文分別對質(zhì)譜技術(shù)在醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)中的應(yīng)用進(jìn)行分析。

質(zhì)譜技術(shù)；檢驗(yàn)；應(yīng)用

隨著質(zhì)譜技術(shù)的不斷發(fā)展，通過對離子源和分離器進(jìn)行不斷改進(jìn)，進(jìn)而發(fā)展出了各類型的質(zhì)譜儀，比如電噴霧離子源質(zhì)樸、四級桿質(zhì)譜儀等諸多類型，很大程度上使檢測分辨率及其范圍都得到了提升。質(zhì)譜技術(shù)最先是在化學(xué)領(lǐng)域計(jì)量和分析中應(yīng)用的，在醫(yī)學(xué)臨床檢驗(yàn)中，質(zhì)譜技術(shù)還是一種初步的檢測方法。但是因?yàn)槠涓哽`敏度、高通量以及樣本前處理簡單等多方面優(yōu)勢，再加上與氣相和高效液相色譜儀的有機(jī)結(jié)合聯(lián)用，更極大擴(kuò)展了臨床檢驗(yàn)中質(zhì)譜技術(shù)的分析范圍。

質(zhì)譜技術(shù)應(yīng)用于微生物檢驗(yàn)的分析

質(zhì)譜儀的基本原理是在離子化元件中讓樣本成分進(jìn)行電離，進(jìn)而讓不同質(zhì)荷比的帶有正電荷的離子在加速電場作用下，在質(zhì)量分析器中通過電場或者磁場進(jìn)行不同質(zhì)荷比的離子的分離，最后獲得根據(jù)帶點(diǎn)原子、分子或者分子碎片的質(zhì)荷比或質(zhì)量大小進(jìn)行排列的圖譜。

在對致病微生物進(jìn)行檢測的傳統(tǒng)方法中有微生物培養(yǎng)、分析生物學(xué)等，但這些傳統(tǒng)方法的分析周期長，同時(shí)缺乏明確的種群分型標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)致分析結(jié)果的滯后以及誤判其種類分型。據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)估計(jì)，僅僅在鏈球菌分類的臨床實(shí)驗(yàn)室中，辨別錯(cuò)誤就高達(dá)13%[1]。但在微生物檢驗(yàn)方面應(yīng)用其質(zhì)譜技術(shù)，就帶來了很多便利，主要是因?yàn)橘|(zhì)譜技術(shù)具有諸多利于醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)的優(yōu)勢。質(zhì)譜技術(shù)可以對多種微生物樣本進(jìn)行應(yīng)用，例如血液、尿液、胸腹腔積液和經(jīng)過培養(yǎng)的樣本；也可以用于鑒定和分類檢測，例如細(xì)菌、真菌及其孢子、寄生蟲和病毒等幾乎所有類型的病原體；可以用于分析蛋白質(zhì)、脂質(zhì)、DNA、脂多糖等病原中多種成分。質(zhì)譜技術(shù)具有很快的檢測速度，當(dāng)對一個(gè)病原微生物進(jìn)行質(zhì)譜鑒定實(shí)驗(yàn)時(shí)，全部過程往往都不會＞10 min，而且過程中還包含樣本采集和制備，并且在檢驗(yàn)中所需的樣本用量也很少，并具有簡單的樣本前處理。在鑒定金黃色葡萄球菌的表型時(shí)，應(yīng)用基質(zhì)輔助激光解吸、電離-飛行實(shí)踐質(zhì)譜技術(shù)，對來自于臨床實(shí)驗(yàn)室的39個(gè)葡萄球菌群以及95個(gè)分離群，利用Microbe Lynx軟件，對各個(gè)種群進(jìn)行了成功的識別，這就是質(zhì)譜技術(shù)高特異性和準(zhǔn)確性，與此同時(shí)質(zhì)譜技術(shù)還具有高靈敏性[2]。目前進(jìn)行細(xì)菌檢測，飛行質(zhì)譜技術(shù)應(yīng)用較多。利用對細(xì)菌胞膜成分或者表達(dá)的特異蛋白進(jìn)行檢測，鑒別出細(xì)菌的種群，這樣可以對病原菌加以識別，還能有助于新病原菌的發(fā)現(xiàn)。與此同時(shí)，在真菌檢測研究和病原體的藥物敏感性實(shí)驗(yàn)檢測中也有應(yīng)用。

質(zhì)譜技術(shù)應(yīng)用于臨床免疫學(xué)檢驗(yàn)的分析

表面增強(qiáng)激光解吸電離飛行時(shí)間質(zhì)譜技術(shù)的簡稱是飛行質(zhì)譜技術(shù)，它通過對相同能量帶電粒子加以利用，因?yàn)橘|(zhì)量不同而產(chǎn)生不同速度，讓粒子在相同漂移距離中以不同時(shí)間到達(dá)接收器，然后根據(jù)檢測器中不同離子束到達(dá)的時(shí)間，進(jìn)行m/z(質(zhì)荷比)的推算，從而對其定性和定量。同時(shí)因?yàn)槠渚哂械母咄亢透哽`敏度的分析優(yōu)點(diǎn)，成為一項(xiàng)在臨床免疫學(xué)檢驗(yàn)中進(jìn)行標(biāo)志物檢測的有力工具，具有獨(dú)特高效的篩選作用。例如對食道癌、腎癌、乳腺癌、卵巢癌以及前列腺癌等進(jìn)行檢測，都發(fā)現(xiàn)某些或者特異蛋白有不同程度的減少或增多[3]。尤其是在泌尿系統(tǒng)中，質(zhì)譜檢測技術(shù)的應(yīng)用發(fā)展更為迅速，這是因?yàn)槟蛞簷z測樣本不需要傷害患者身體，而且還能對腎臟疾病進(jìn)行早期診斷，從而讓患者避免或者減輕受到傳統(tǒng)侵入性方法的痛苦，進(jìn)而有效提高患者治療的存活性以及依從性。同時(shí)在檢測腎臟腫瘤、腎臟轉(zhuǎn)移功能等方面也有十分巨大的應(yīng)用前景。

質(zhì)譜技術(shù)應(yīng)用于臨床生物化學(xué)檢驗(yàn)的分析

質(zhì)譜技術(shù)應(yīng)用于檢測體內(nèi)激素，也是臨床生物化學(xué)中的一項(xiàng)重要應(yīng)用，例如檢測類固醇激素即甾體激素，與其激素代謝產(chǎn)物，具有及其重要的的臨床診斷價(jià)值，因?yàn)檫@可以對所有的類固醇相關(guān)障礙性疾病進(jìn)行診斷。定量檢測睪酮、DHT、雌酮以及雌二醇、雌三醇等，可以輔助多種激素相關(guān)疾病和激素代替治療疾病的診斷、治療和研究等，而這些疾病伴有先天性腎上腺增生癥、腎上腺功能異常、多囊卵巢病等[4]。臨床上一些藥物具有較窄的效用范圍，很容易發(fā)生不良反應(yīng)，進(jìn)而導(dǎo)致不良后果。就免疫抑制劑來說，隨著器官移植技術(shù)和移植成活率的不斷提高，該藥劑在患者身上得到更多應(yīng)用，但是其在患者體內(nèi)過多或過少都會帶給患者巨大的痛苦。而這些藥物在人體內(nèi)濃度很低，難以對其濃度進(jìn)行檢測。質(zhì)譜技術(shù)具有高靈敏性、檢測速度快以及高特異性等優(yōu)勢，逐漸成為了檢測藥物濃度的一項(xiàng)重要工具。而且在免疫抑制藥物、藥物濫用、中毒藥物急救中都得到廣泛應(yīng)用，同時(shí)在生物樣本藥物及其代謝產(chǎn)物檢查中，質(zhì)譜技術(shù)被認(rèn)為是標(biāo)準(zhǔn)化的方法。在遺傳性疾病檢測中質(zhì)譜技術(shù)也有所應(yīng)用，針對其診斷和篩選。其中最為熟知的便是新生兒篩選檢測，通過對新生嬰兒的氨基酸、脂肪酸等的檢測，可以靈敏和準(zhǔn)確地檢測出20多種遺傳代謝疾病，從而對其進(jìn)行早診斷、早治療，進(jìn)而避免患兒的生命和健康受到影響和傷害。此外在檢測糖化血紅蛋白以及痕量/微量營養(yǎng)元素方面也有廣泛應(yīng)用。

雖然質(zhì)譜技術(shù)有諸多優(yōu)點(diǎn)，在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中應(yīng)用廣泛且發(fā)展迅速，但是卻不能避免其出現(xiàn)瓶頸，而且目前的質(zhì)譜技術(shù)自動化程度還有待加強(qiáng)，儀器昂貴，運(yùn)行維修成本較高，同時(shí)一些質(zhì)譜技術(shù)的高靈敏性會給檢測帶來假陽性，這也是質(zhì)譜技術(shù)的缺陷之處。但是無論如何，隨著質(zhì)譜技術(shù)越來越成熟，在臨床實(shí)驗(yàn)室檢驗(yàn)中還是會得到廣泛應(yīng)用，促進(jìn)醫(yī)學(xué)檢測發(fā)展。

[1]韓麗喬,莊俊華,黃憲章.質(zhì)譜技術(shù)及其在臨床檢驗(yàn)中的應(yīng)用[J].檢驗(yàn)醫(yī)學(xué),2013,(3): 252-256.

[2]沈立松,馬妍慧.質(zhì)譜技術(shù)在檢驗(yàn)醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用現(xiàn)狀和前景[J].診斷學(xué)理論與實(shí)踐, 2012,(5):536-538.

[3]孫東凱.色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)在藥品檢驗(yàn)中的應(yīng)用[J].天津藥學(xué),2009,(6):61-63.

[4]胡朝軍,李永哲.免疫質(zhì)譜技術(shù)及其臨床研究應(yīng)用前景[J].臨床檢驗(yàn)雜志,2010,(4): 303-304.

Analysis of mass-spectrometric technique and its application in clinical laboratory

Wang Chengyu
Genetic Room,the Center Hospital of Benxi City,Liaoning Province 117000

Objective:Mass-spectrometric technique was a kind of analysis method to measure the mass-to-charge ratio of ion. Mass-to-charge ratio refered to the ratio of the quality and charge in charged particles.In recent years,the more application of spectrometry technology in the field of biology and medicine accelerated the pace of the era of biological mass spectrometry.In this paper,the author analyzed the application of mass-spectrometric technique respectively in the medical laboratory.

Mass-spectrometric technique;Inspection;Application

10.3969/j.issn.1007-614x.2015.7.77