質(zhì)譜技術(shù)在檢驗(yàn)醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用PPT通用課件

1、質(zhì)譜技術(shù)在檢驗(yàn)醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用質(zhì)譜技術(shù)簡介無機(jī)質(zhì)譜技術(shù)平臺及應(yīng)用有機(jī)質(zhì)譜技術(shù)平臺及應(yīng)用概要質(zhì)譜技術(shù)簡介質(zhì)譜的基本概念質(zhì)譜是什么？特殊的天平：稱量離子的質(zhì)量質(zhì)譜能做什么？定性：化學(xué)物的結(jié)構(gòu)定量：混合物的組成領(lǐng)域：化學(xué)、生物學(xué)、醫(yī)學(xué)、藥學(xué)、環(huán)境 物理、地質(zhì)、能源等 質(zhì)譜的基本概念 質(zhì)譜分析是先將物質(zhì)離子化，再按離子的質(zhì)荷比將其分離，然后測量各種離子的譜峰強(qiáng)度而實(shí)現(xiàn)分析目的的一種分析方法。 質(zhì)量是物質(zhì)的固有特性之一，不同的物質(zhì)有不同的質(zhì)量譜-質(zhì)譜，利用這一特性，可以進(jìn)行定性分析；譜峰強(qiáng)度又與它代表的化合物含量有關(guān)，利用這一點(diǎn)，可以進(jìn)行定量分析。發(fā)展史1919年，英國科學(xué)家弗朗西斯阿斯頓制成第一臺質(zhì)譜儀

2、，早期的質(zhì)譜儀主要是用來進(jìn)行同位素測定和無機(jī)元素分析；20世紀(jì)40年代以后開始用于有機(jī)物分析；60年代出現(xiàn)了氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀，成為了有機(jī)物分析的重要儀器；80年代末又出現(xiàn)了一些新的質(zhì)譜技術(shù)，如比較成熟的液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀，感應(yīng)耦合等離子體質(zhì)譜儀等；目前質(zhì)譜分析法已廣泛應(yīng)用于醫(yī)學(xué)、材料、環(huán)境、地質(zhì)、能源、藥物、生命科學(xué)、化學(xué)等各個(gè)領(lǐng)域。質(zhì)譜分析方法已廣泛應(yīng)用于臨床檢驗(yàn)。國內(nèi)一些大醫(yī)院已應(yīng)用到了相關(guān)檢測工作，如北京二炮總醫(yī)院（免疫抑制劑藥物濃度監(jiān)測、 氨基酸營養(yǎng)狀況評價(jià)等），廣州市婦嬰醫(yī)院（新生兒疾病篩查），上海市新華醫(yī)院兒科研究所（遺傳代謝病檢測），上海市徐匯區(qū)中心醫(yī)院（藥物濃度監(jiān)測等），

3、香港瑪麗醫(yī)院（代謝性疾病檢測），香港北區(qū)醫(yī)院（免疫抑制劑藥物濃度監(jiān)測、尿液游離皮質(zhì)醇）等。 國外很多醫(yī)學(xué)獨(dú)立實(shí)驗(yàn)室，如美國的Quest、ARUP，日本的BML已經(jīng)成功運(yùn)用質(zhì)譜法開展了諸多檢測項(xiàng)目：Quest：內(nèi)分泌系列共開展項(xiàng)目186項(xiàng)，其中用色譜法檢測的有GC/GC-MS 6項(xiàng)，LC 10項(xiàng)，LC-MS/MS 35項(xiàng)；ARUP：408項(xiàng)，其中GC/GC-MS 191項(xiàng)，LC/LC-MS 176項(xiàng)，LC-MS/MS 41項(xiàng)國內(nèi)外應(yīng)用現(xiàn)狀質(zhì)譜儀依據(jù)待分析物的不同，質(zhì)譜儀又分為：無機(jī)質(zhì)譜有機(jī)質(zhì)譜無機(jī)質(zhì)譜技術(shù)平臺及應(yīng)用無機(jī)質(zhì)譜技術(shù)火花源雙聚焦質(zhì)譜儀電感耦合等離子體質(zhì)譜儀（ICP-MS）二次離子質(zhì)譜儀

4、（SIMS）電感耦合等離子體質(zhì)譜儀ICP-MSICP-MS：電感耦合等離子體質(zhì)譜儀一種利用ICP產(chǎn)生的離子進(jìn)行質(zhì)譜分析，從而完成元素定性和定量分析的檢測儀器ICP：電感耦合等離子體（Inductively Coupled Plasma） 高溫離子源（溫度約）MS：質(zhì)譜儀（Mass Spectrometer） 四級桿掃描質(zhì)譜儀 質(zhì)量范圍從2到260amu（Li到U） 快速順序掃描實(shí)現(xiàn)所有元素分離 使用雙模式進(jìn)行離子檢測高基體進(jìn)樣系統(tǒng)(HMI) 稀釋氣入口半導(dǎo)體冷卻控溫霧室離軸偏轉(zhuǎn)透鏡低流速進(jìn)樣高速頻率匹配的 27MHz 射頻發(fā)生器高性能真空系統(tǒng)池氣體入口高頻率 (3MHz) 雙曲面四極桿快速同時(shí)

5、雙模式檢測器 (9 個(gè)數(shù)量級線性動態(tài)范圍)高離子傳輸效率、耐高鹽接口第3代八極桿反應(yīng)池系統(tǒng) (ORS3)Agilent 7900 ICP-MSHPLC四級桿質(zhì)譜流動相進(jìn)樣器預(yù)柱HPLC-色譜柱霧化器霧化腔泵炬管樣品錐監(jiān)測器ICP離子源接口錐離子透鏡四級桿質(zhì)量分析器檢測器干擾消除部件碰撞反應(yīng)池樣品導(dǎo)入系統(tǒng)待測粒子的流向ICP-MS原理圖分子原子離子氣溶膠粒子吸收過程發(fā)射過程霧化過程去溶過程蒸發(fā)過程原子化電離過程Mass analyzer 固體樣品液體樣品+樣品蒸發(fā)、解離、原子化、電離等過程ICP-MS分析過程電子倍增器電極來自質(zhì)量分析器的離子+電子脈沖Page 18環(huán)境: 49%飲用水、海水、環(huán)

6、境水資源食品、衛(wèi)生防疫、商檢等土壤、污泥、固體廢物生產(chǎn)過程QA/QC，質(zhì)量控制煙草酒類質(zhì)量控制, 鑒別真?zhèn)蔚菻g, As, Pb, Sn等的價(jià)態(tài)形態(tài)分析半導(dǎo)體: 33%高純金屬(電極)高純試劑(酸,堿,有機(jī))Si 晶片的超痕量雜質(zhì)光刻膠和清洗劑醫(yī)藥及生理分析6%頭發(fā)、全血、血清、尿樣、生物組織等醫(yī)藥研究，藥品質(zhì)量控制藥理藥效等的生物過程研究地質(zhì)學(xué): 2%金屬材料，合金等土壤、礦石、沉積物同位素比的研究激光熔蝕直接分析固體樣品核工業(yè): 5%核燃料的分析放射性同位素的分析初級冷卻水的污染分析化工，石化等: 4%R&DQA/QC法醫(yī)，公安等: 1%射擊殘留物分析特征材料的定性來源分析毒性分析檢驗(yàn)醫(yī)學(xué)

7、領(lǐng)域應(yīng)用主要應(yīng)用于臨床樣本（血液、尿液、毛發(fā)、組織等）的元素分析，如：Pb,Se,Hg,Cd,Mg,Fe,Ca,Zn,Cu,Mn等。科研樣品元素分析+元素檢測的需要ICP-MS技術(shù)優(yōu)勢ICP-MS是目前發(fā)展最快的痕量元素分析技術(shù)分析元素覆蓋面廣（可達(dá)73種元素）分析速度快（樣品停留時(shí)間僅幾毫秒）檢出限低（多數(shù)元素檢出限為ppb-ppt級）線性范圍寬（可達(dá)9個(gè)數(shù)量級）譜圖干擾少（原子量相差1可以分離）可進(jìn)行同位素分析可與多種進(jìn)樣技術(shù)聯(lián)用（色譜，激光燒蝕等）儀器成本高安裝條件苛刻技術(shù)人員要求高與原吸技術(shù)比較 指標(biāo) AAS ICP-MS檢出限 ppm ppb-ppt線性范圍 2-3 9*干擾 較多

8、較少速度 慢 快元素覆蓋范圍 窄 廣 多元素同時(shí)分析 NO YES樣品需求量 uL uL 儀器成本 $ $運(yùn)行成本 $ $分析元素廣D.L. range 1 ppt 1 100 ppt 0.1 1 ppb極低檢出限線性范圍寬9 個(gè)數(shù)量級的動態(tài)線性范圍有機(jī)質(zhì)譜技術(shù)平臺及應(yīng)用 色譜法是一種分離方法，它利用物質(zhì)在兩相中分配系數(shù)（或吸附系數(shù)）的微小差異產(chǎn)生了很大的效果，使各組份分離，以達(dá)到分離，分析及測定一些物質(zhì)的目的。 什么是色譜？氣相色譜儀液相色譜儀色譜分析儀色譜-質(zhì)譜聯(lián)用色譜的高分離性能 +質(zhì)譜的高鑒別特點(diǎn) 串聯(lián)質(zhì)譜儀 氣相色譜-質(zhì)譜儀 （LC-MS/MS) (GS-MS)質(zhì)譜聯(lián)用儀蛋白組學(xué)代謝

9、組學(xué)個(gè)性化醫(yī)學(xué)疾病診斷藥物臨床試驗(yàn)和新藥研發(fā)主要應(yīng)用旨在研究比較細(xì)胞在不同生理或病理?xiàng)l件下蛋白質(zhì)表達(dá)的異同，對相關(guān)蛋白質(zhì)進(jìn)行分類和鑒定，更重要的是蛋白質(zhì)組學(xué)的研究要分析蛋白質(zhì)間相互作用和蛋白質(zhì)的功能，旨在闡明生物體全部蛋白質(zhì)的表達(dá)模式及功能模式；其內(nèi)容包括蛋白質(zhì)的定性鑒定、定量檢測、細(xì)胞內(nèi)定位、相互作用研究等，最終揭示蛋白質(zhì)功能，因此是基因組DNA序列與基因功能之間的橋梁通過蛋白質(zhì)組學(xué)的研究，找到更多具有醫(yī)學(xué)實(shí)際意義的蛋白標(biāo)志物，用以幫助疾病的診斷、分期、危險(xiǎn)性預(yù)測以及藥物作用靶點(diǎn)因此，蛋白質(zhì)組學(xué)研究的數(shù)據(jù)與基因組學(xué)數(shù)據(jù)的整合，將會在基因組研究中發(fā)揮重要作用。同時(shí)，該研究也促進(jìn)了分子診斷的發(fā)展

10、，如尋找藥物的靶分子。蛋白組學(xué)代謝組學(xué)的研究就是運(yùn)用一系列分析化學(xué)手段，如色譜、質(zhì)譜、核磁共振、光譜等，通過分析生物體液、組織中的內(nèi)源性代謝產(chǎn)物譜的變化來研究整體的生物學(xué)狀況和基因功能調(diào)節(jié)；作為系統(tǒng)生物學(xué)的重要組成部分，代謝組學(xué)已經(jīng)成為繼基因組學(xué)、轉(zhuǎn)錄組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)之后興起的一個(gè)新的組學(xué)研究熱點(diǎn)；與基因組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)相比，代謝組學(xué)研究的是已經(jīng)發(fā)生的改變，而前兩者研究的是可能發(fā)生的改變，因此在這個(gè)意義上說，代謝組學(xué)更接近于臨床。代謝組學(xué)個(gè)體化用藥，就是藥物治療“因人而異”、“量體裁衣”，充分考慮每個(gè)病人的個(gè)人因素；現(xiàn)在，合理用藥被公認(rèn)為是個(gè)體化給藥的核心，而合理用藥則需要通過藥物基因組學(xué)和治

11、療藥物監(jiān)測等手段來實(shí)現(xiàn)。藥物基因組學(xué)主要研究遺傳因素對藥物效應(yīng)的影響，確定藥物作用的靶點(diǎn)，研究從表型到基因型的藥物反應(yīng)的個(gè)體多樣性，即將基因的多態(tài)性與藥物效應(yīng)的個(gè)體多樣性緊密聯(lián)系在了一起；而患者用藥后，體內(nèi)的藥物濃度必須達(dá)到穩(wěn)定濃度時(shí)才能獲得其治療效果，而很多藥物的有效治療濃度與中毒濃度之間差距很小，不同個(gè)體對藥物的吸收和代謝差異很大；因此，需要定期檢測血藥濃度，既要達(dá)到治療效果，又要防止藥物中毒，這就是治療藥物監(jiān)測的概念；質(zhì)譜技術(shù)用于血藥濃度監(jiān)測，具有專屬性強(qiáng)、準(zhǔn)確度高、重現(xiàn)性好、靈敏度高、成本低等優(yōu)點(diǎn)。個(gè)體化用藥遺傳代謝病檢測系列內(nèi)分泌系列神經(jīng)遞質(zhì)類長鏈、極長鏈脂肪酸疾病診斷LC-MS/M

12、S血氨基酸和?；鈮A的檢測：可一滴血一次實(shí)驗(yàn)檢測數(shù)十種氨基酸、?；鈮A譜，共計(jì)106項(xiàng)指標(biāo)，綜合判斷40余種遺傳代謝?。òò被岽x病、有機(jī)酸血癥、脂肪酸氧化缺陷疾病）。GC-MS尿液有機(jī)酸檢測：一次性檢測132項(xiàng)指標(biāo)，可輔助檢測40余種遺傳代謝病（主要為有機(jī)酸血癥，也包括氨基酸代謝病及脂肪酸氧化缺陷?。?。遺傳代謝病系列社會：提高人口素質(zhì)，造福于患者醫(yī)院：提高醫(yī)生診治水平，提高醫(yī)院知名度 ， 擴(kuò)大影響，解決糾紛新生兒、患者及家庭：避免或減少傷殘兒 減輕家庭及個(gè)人負(fù)擔(dān)遺傳代謝病檢測-意義類固醇激素在體內(nèi)代謝過程非常復(fù)雜，因此大部分需通過其代謝產(chǎn)物進(jìn)行測定；而所檢測的生物樣本均具有復(fù)雜的基體干擾

13、，且個(gè)體基質(zhì)具有差異，濃度范圍跨度大，有些內(nèi)分泌診斷標(biāo)志物濃度跨度約有10個(gè)數(shù)量級；因此需要靈敏度高、選擇性強(qiáng)的方法，可以在很多其他內(nèi)源性物質(zhì)的存在下準(zhǔn)確分析目標(biāo)物；與傳統(tǒng)檢測方法相比，串聯(lián)質(zhì)譜技術(shù)可以很好地滿足以上要求。內(nèi)分泌系列 傳統(tǒng)方法高效液相色譜法競爭蛋白結(jié)合法 手動放射免疫法 現(xiàn)行方法自動免疫分析法高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法維生素系列-VD特異性要求準(zhǔn)確測定25OHD2和25OHD3兩種形式的含量基質(zhì)干擾血清中含有大量的高親和力結(jié)合蛋白系統(tǒng)之間的標(biāo)準(zhǔn)化靈敏度，需要達(dá)到ng/mL級樣品用量維生素D檢測-技術(shù)難點(diǎn)串聯(lián)質(zhì)譜前景應(yīng)用腫瘤標(biāo)記物的早期痕量分析心血管疾病標(biāo)記物的早期痕量檢出傳染病學(xué)

14、痕量應(yīng)用全國市場網(wǎng)絡(luò)服務(wù)全國6000多家醫(yī)療機(jī)構(gòu)，其中三甲醫(yī)院200多家，二甲醫(yī)院2000多家。僅廣東省內(nèi)服務(wù)客戶近1000家；CRO、衛(wèi)生檢驗(yàn)、科研等服務(wù)相關(guān)多元化南京濟(jì)南西安合肥鄭州重慶貴陽昆明南寧福州長春廣州成都長沙天津沈陽杭州上海香港金域服務(wù)網(wǎng)絡(luò)病理檢測中心血液病檢測中心感染性疾病檢測中心婦女健康檢測中心個(gè)性化檢測中心優(yōu)生優(yōu)育檢測中心內(nèi)分泌疾病檢測中心 以臨床為導(dǎo)向的檢測中心流式細(xì)胞分析技術(shù)平臺免疫組化技術(shù)平臺熒光原位雜交分析技術(shù)平臺細(xì)胞與分子遺傳檢測技術(shù)平臺分子診斷檢測技術(shù)平臺均相酶免疫反應(yīng)檢測技術(shù)平臺（EMIT）質(zhì)譜/色譜檢測技術(shù)平臺 高新技術(shù)平臺金域質(zhì)譜平臺高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜儀 氣相色譜質(zhì)譜儀 API3200：5臺 Agilent