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Applicationofmassspectrometryinmedicalexamination曾经，我们偏爱这样的...难辨别易误判花费高所以，后来我们钟情这样的...更低的检出限值不受抗体和特殊生化反应限制更高的灵敏度特异度准确度精确度目录质谱仪在临床检验中应用总结与展望质谱技术及质谱仪质谱技术与质谱仪Msspectrometryandmsspectrometer•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、能源等质谱技术与质谱仪质谱的基本概念Msspectrometryandmsspectrometer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。质谱技术与质谱仪质谱技术与质谱仪高基体进样系统(HMI)稀释气入口半导体冷却控温雾室离轴偏转透镜低流速进样高速频率匹配的27MHz射频发生器高性能真空系统池气体入口高频率(3MHz)双曲面四极杆快速同时双模式检测器(9个数量级线性动态范围)高离子传输效率、耐高盐接口第3代八极杆反应池系统(ORS3)以Agilent7900ICP-MS为例质谱在临床检验中应用TheapplicationofMsinclinicaltest质谱在临床检验中应用3.临床生物化学检验的应用4.分子生物诊断中的应用5.在参考方法建立和研制标准物质方面的应用2.临床免疫学检验的应用1.微生物检验方面Microbiologicaltest微生物检验绝大多数微生物显示很少的形态学特征•Selectivemediaplating/biochemicaltests生化测试•Pulsedfieldgelelectrophoresis(PFGE)脉冲场凝胶电泳•PCRbaseddetection(several)基于聚合酶技术的检测方法•Microarrays/FISHhybridization/fluorescencemicroscopy核酸探针•RiboPrinterDNA杂交•FT-IR红外光谱•FAME(fattyacidmethylester)GC-MS细胞脂肪酸甲基酯微生物检验现有微生物鉴定方法MALDI-TOF微生物特征蛋白指纹图谱分析微生物检验以MALDI-TOF为例，演示工作流程微生物检验单一菌种(Pureculture)涂抹单一菌落于样品盘上(SinglecolonyonMALDI)Target加上1μl基质溶液(Overlaywith1μlHCCAMatrix)步骤一：样品制备微生物检验步骤二：采集图谱质谱图---多数为核糖体蛋白信号微生物检验步骤三：数据库比对•绿色线条代表完全吻合的峰•黄色线条表示在较宽边缘吻合•红色线条表示在范围内没有吻合•表格给出了评估和排序的结果。微生物检验微生物鉴定得分及含义微生物检验质谱谱图-不同菌种谱图不同质谱能找出种间和株间特异保守峰作为生物标记从而将其区分开微生物检验Microbiologicaltest检验优势1.检测速度快，例如一个病原微生物的质谱检定实验，包括样本的采集和制备，整个过程不到10min2.样本用量少3.样本前处理简单4.特异性和准确性高，例如金黄色葡萄球菌的表型鉴定5.高敏感性微生物检验应用1.可用于多种微生物样本，如痰液、血液、尿液、脑脊液和胸腹腔积液等2.可用于几乎所有类型的病原体鉴定和分类检测，如细菌、真菌及其孢子、病毒、寄生虫等3.可对病原的多种成分进行分析，包括蛋白质、脂质、脂多糖、脂寡糖、DNA、多肽及其他可被离子化的分子质谱在临床检验中应用3.临床生物化学检验的应用4.分子生物诊断中的应用5.在参考方法建立和研制标准物质方面的应用2.临床免疫学检验的应用1.微生物检验方面Applicationofclinicalimmunologicaltest临床免疫学检验的应用Applicationofclinicalimmunologicaltest在癌症方面，如前列腺癌及前列腺增生、卵巢癌、胰腺癌、膀胱癌、乳腺癌、肺癌、肝癌、肾癌、结肠癌、喉癌、鼻咽癌、食道癌等，都发现了特异的蛋白或某些蛋白的增加或者减少临床免疫学检验的应用Applicationofclinicalimmunologicaltest尤其质谱检测技术在泌尿系统中的应用发展迅速。由于其检测的样本为尿液，对患者身体不造成伤害，不仅可以早期诊断肾脏疾病，而且避免或减轻了传统侵入性方法如肾脏活检等给患者带来的痛苦，提高患者治疗的依从性和存活率。临床免疫学检验的应用Applicationofclinicalimmunologicaltest采用液相色谱-多重反应检测-质谱(LC-MRM/MS)方法通过同时定量测定血浆样本中载脂蛋白A-Ⅰ和载脂蛋白B来推进质谱方法同时定量多种血浆/血清中蛋白质在临床前期的生物标志物大规模筛选以及取代价格昂贵的免疫测定方法作为实验室检查的常规方法的应用。质谱在临床检验中应用3.临床生物化学检验的应用4.分子生物诊断中的应用5.在参考方法建立和研制标准物质方面的应用2.临床免疫学检验的应用1.微生物检验方面Microbiologicaltestapplicationofclinicalbiochemicaltest临床生物化学检验的应用applicationofclinicalbiochemicaltest1．在体内激素检测方面的应用2．在血药浓度监测和药物代谢研究中的应用3．在遗传性疾病检测中的应用4．痕量元素/微量营养素检测中的应用5．糖化血红蛋白的检测应用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）线性范围宽（可达9个数量级）谱图干扰少（原子量相差1可以分离）可进行同位素分析以分析人体痕量元素为例临床生物化学检验的应用applicationofclinicalbiochemicaltest•与原吸技术比较•指标AASICP-MS•检出限ppmppb-ppt•线性范围2-39*•干扰较多较少•速度慢快•元素覆盖范围窄广多元素同时分析NOYES•样品需求量uLuL•仪器成本$$$•运行成本$$$$临床生物化学检验的应用applicationofclinicalbiochemicaltest分子原子离子气溶胶粒子吸收过程发射过程雾化过程去溶过程蒸发过程原子化电离过程Massanalyzer固体样品液体样品+样品蒸发、解离、原子化、电离等过程ICP-MS分析过程质谱在临床检验中应用3.临床生物化学检验的应用4.分子生物诊断中的应用5.在参考方法建立和研制标准物质方面的应用2.临床免疫学检验的应用1.微生物检验方面MicrobiologicaltestApplicationofmolecularbiologicaldiagnosis•检测蛋白质的氨基酸组成、分子量、多肽或二硫键的数目和位置及蛋白质的空间构象等。还用于检测核酸的分子量和单核苷酸多态性(即基因位点的突变)研究。•胞内定位、相互作用研究等，最终揭示蛋白质功能，因此是基因组DNA序列与基因功能之间的桥梁•通过蛋白质组学的研究，找到更多具有医学实际意义的蛋白标志物，用以帮助疾病的诊断、分期、危险性预测以及药物作用靶点•因此，蛋白质组学研究的数据与基因组学数据的整合，将会在基因组研究中发挥重要作用。同时，该研究也促进了分子诊断的发展，如寻找药物的靶分子。蛋白组学和核苷酸多态性的研究分子生物诊断中的应用Applicationofmolecularbiologicaldiagnosis•代谢组学的研究就是运用一系列分析化学手段，如色谱、质谱、核磁共振、光谱等，通过分析生物体液、组织中的内源性代谢产物谱的变化来研究整体的生物学状况和基因功能调节；•人的某些部件出现异常时必然会伴随着某些代谢小分子的水平异常，其反应一个细胞当前的功能状态。质谱技术可检测到这些代谢小分子的变化，为多种疾病及肿瘤的更早期诊断和指导治疗提供依据。代谢组学研究的应用分子生物诊断中的应用Applicationofmolecularbiologicaldiagnosis质谱在临床检验中应用3.临床生物化学检验的应用4.分子生物诊断中的应用5.在参考方法建立和研制标准物质方面的应用2.临床免疫学检验的应用1.微生物检验方面Microbiologicaltest其他应用1997年国际物质量咨询委员会(CCQM)将同位素稀释质谱(EDID-MS)原理定为一级(基准)测量原理之一，其同时具有质谱分析的高度特异性和同位素稀释的高度精密性，且测量的动态范围宽，样本制备不需严格定量操作，测量值能够直接溯源到国际单位制的物质量基本单位“摩尔”。因此基于同位素稀释质谱原理的方法在生物和临床化学溯源研究中受到越来越多的重视，为临床检验中标准物质的研制提供了技术保障，是临床检验参考方法的最佳选择。“”总结与展望SummaryandProspect1.缺乏自动化2.设备的高昂的资本成本3.要求熟练劳动力4.监管不确定1.更具灵敏性、特异性和准确性2.具有高通量、高效率的优势3.国外发展较成熟，国内发展潜力大THANKS