臨床實(shí)驗(yàn)室質(zhì)譜(mass spectrometry, MS)技術(shù)在臨床實(shí)驗(yàn)室中的應(yīng)用隨著MS分析儀的創(chuàng)新不斷拓展。最早的MS分析儀采用扇形電場及磁場實(shí)現(xiàn)質(zhì)量分離, 體積大、價(jià)格貴。隨著四極桿MS分析儀與色譜分離、第1代氣相色譜(gas chromatography, GC)及液相色譜(liquid chromatography, LC)技術(shù)的聯(lián)用, 大大提升了MS技術(shù)的實(shí)用性。三重四極桿等多重MS技術(shù)的聯(lián)用與LC分離技術(shù)令檢測向高敏、可重復(fù)、定量方向發(fā)展, 這是目前臨床實(shí)驗(yàn)室開展MS檢測的基礎(chǔ)。隨著MS分析儀的不斷發(fā)展及軌道阱(Orbitrap)MS分析儀的誕生, LC-MS的聯(lián)用更是如虎添翼。
1實(shí)驗(yàn)室自建檢測項(xiàng)目標(biāo)準(zhǔn)化的不足
LDT指由臨床實(shí)驗(yàn)室自行開發(fā)的檢測項(xiàng)目。許多臨床實(shí)驗(yàn)室開展LDT檢測的方法相似, 但仍缺乏標(biāo)準(zhǔn)化的基礎(chǔ)。盡管供應(yīng)商正在著手開發(fā)囊括所有針對(duì)特定待測物檢測所需的試劑、柱以及包括分析軟件在內(nèi)的“ 試劑盒” , 但大部分臨床實(shí)驗(yàn)室對(duì)流動(dòng)相、校準(zhǔn)措施、質(zhì)控措施以其他檢測所需組件仍采用自行研發(fā)的方式。雖然在監(jiān)管、標(biāo)準(zhǔn)化及室間比對(duì)等方面已做了一些努力, 但不同臨床實(shí)驗(yàn)室間的檢測結(jié)果仍存在差異。
2缺少合適的內(nèi)標(biāo)
經(jīng)同位素標(biāo)記的“ 重” 標(biāo)準(zhǔn)品已經(jīng)十分普遍, 其與待測物化學(xué)性質(zhì)完全相同, 但特定元素被較重的同位素所代替, 如2H、13C、15N與18O等。被替代的元素?cái)?shù)目各異, 但待測物分子質(zhì)量的增加要求其可與標(biāo)準(zhǔn)品易于區(qū)分, 所以有必要為每個(gè)待測物都設(shè)立特定標(biāo)記內(nèi)標(biāo), 但在檢測多個(gè)待測物或仍缺乏標(biāo)記物時(shí), 可考慮采用替代標(biāo)準(zhǔn)品。這種情況下, 標(biāo)準(zhǔn)品的化學(xué)性質(zhì)應(yīng)盡可能與待測物接近, 由于待測物洗出時(shí)存在干擾物質(zhì)會(huì)減弱MS信號(hào), 采用同位素標(biāo)記標(biāo)準(zhǔn)品可部分補(bǔ)償這類離子抑制效應(yīng)。
ESI最易受到離子抑制的影響, APCI與appI則較少受離子抑制影響。如利用色譜分辨率自無活性的異構(gòu)體表睪酮中分離出睪酮是較為困難的[40], 因?yàn)閮烧哔|(zhì)量相同且質(zhì)量譜非常接近, 準(zhǔn)確定量要求一定的色譜分辨率。同樣, 隨著對(duì)不同形式維生素D檢測需求的日益凸顯[, 色譜分離需進(jìn)一步努力提高分辨率。當(dāng)被測物質(zhì)量不同時(shí)可不采用色譜分離, 色譜設(shè)備供應(yīng)商已開始通過柱化學(xué)提高分辨率, 但需對(duì)儀器進(jìn)行更換, 成本較高。
3LC與GC分離所需的時(shí)間
為確保GC分析的熱穩(wěn)定性, 特別是需要進(jìn)行衍生化處理時(shí), 會(huì)延長樣品制備的時(shí)間。
4樣品制備過程無法實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化
樣品制備需基于樣品類型、待測物、分析方法、已有設(shè)備、操作人員技術(shù)水平、各批次樣品數(shù)量、樣品制備與儀器(柱)污染間的成本/時(shí)間平衡, 因此關(guān)于何為“ 最佳” 樣品制備方法的意見尚未統(tǒng)一。血液、血漿與血清被視為最復(fù)雜的樣品基質(zhì), 需要最煩瑣的制備處理, 常需要多次蛋白沉淀與提取, 而其他液體樣品制備則較簡單, 可能僅需“ 稀釋后直接進(jìn)樣” 即可。穩(wěn)定、易行的樣品制備方法是實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定可重復(fù)的定量分析的關(guān)鍵之一。自動(dòng)化樣品制備雖然備受期待, 其在高通量檢測中的前景最為開闊, 但前期開發(fā)耗時(shí)長且設(shè)備耗材費(fèi)用高昂。
5實(shí)驗(yàn)室信息系統(tǒng)的限制
處理帶有批次樣品結(jié)果的電子數(shù)據(jù)表并進(jìn)行手工輸入是數(shù)據(jù)處理的限速步驟, 即便數(shù)據(jù)分析是自動(dòng)化的, 但仍需人工進(jìn)行核對(duì), 包括對(duì)檢測適應(yīng)癥、校準(zhǔn)和質(zhì)控?cái)?shù)據(jù)的回顧以及人工核對(duì)臨床樣品峰值。
6專業(yè)人員的短缺
操作者是結(jié)果重復(fù)性及實(shí)驗(yàn)室穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵。目前, 美國的許多臨床實(shí)驗(yàn)室都存在專業(yè)人員短缺的問題。臨床化學(xué)MS實(shí)驗(yàn)室對(duì)人員技術(shù)水平的要求高于自動(dòng)化實(shí)驗(yàn)室, 需同時(shí)具備手工樣品制備、色譜及儀器日常維護(hù)能力。美國臨床化學(xué)學(xué)會(huì)(American Association for Clinical Chemistry, AACC)質(zhì)譜與分離分委會(huì)(Mass Spectrometry and Separation Sciences Division, MS3)等組織正努力在這方面提供更多的培訓(xùn)機(jī)會(huì)。
7財(cái)務(wù)考量
通常, MS分析儀及其相關(guān)設(shè)備的前期成本高昂, 一旦方法建立后單個(gè)檢測成本較低, 兩方面可相互平衡, 但如果由實(shí)驗(yàn)室承擔(dān)直接或間接培訓(xùn)成本, 則花費(fèi)較大。另外, MS實(shí)驗(yàn)室的技術(shù)人員尤其是LDT開發(fā)人員需接受大量培訓(xùn)來掌握豐富的經(jīng)驗(yàn)、最先進(jìn)的技術(shù), 這也需要大筆資金。
MS技術(shù)的應(yīng)用雖尚未普及, 但將成為臨床實(shí)驗(yàn)室的發(fā)展重點(diǎn)。三重四級(jí)桿將廣泛用于定量檢測, MALDI-TOF MS將用于成像及微生物鑒定。檢測目的、樣品及基質(zhì)情況決定了MS分析儀類型及離子化方法的選擇。樣品制備是臨床MS檢測的關(guān)鍵, 方法開發(fā)過程中要對(duì)樣品制備的速度、靈敏度及成本進(jìn)行考慮及優(yōu)化。
目前, MS檢測所面臨的挑戰(zhàn)源于多方面, 挑戰(zhàn)同時(shí)也帶來機(jī)遇:采用新的色譜分離技術(shù), 發(fā)明新的分析方法, 發(fā)現(xiàn)需要檢測的新分子, 發(fā)布影響臨床MS技術(shù)應(yīng)用的新規(guī)定等。儀器的速度不斷加快, 靈敏度不斷提升, 驅(qū)動(dòng)著這一最激動(dòng)人心的創(chuàng)新領(lǐng)域不斷發(fā)展。新一代儀器不斷涌現(xiàn), 色譜技術(shù)也進(jìn)入復(fù)興中, 其他類型MS技術(shù)的改進(jìn)顯著提升了TOF及軌道阱MS分析儀在定量檢測中的適用性。(世聯(lián)博研(Bioexcellence)世聯(lián)博研Bioexcellence)
小編推薦會(huì)議 2019臨床質(zhì)譜與高端醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)發(fā)展論壇
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