質(zhì)譜技術(shù)在醫(yī)學(xué)檢驗中的應(yīng)用

1、質(zhì)譜技術(shù)在醫(yī)學(xué)檢驗中的應(yīng)用,,,Application of mass spectrometry in medical examination,曾經(jīng)，我們偏愛這樣的...,難辨別,易誤判,花費高,BUT,,所以，后來我們鐘情這樣的...,yes,,,更低的檢出限值,不受抗體和特殊生化反應(yīng)限制,更高的,靈敏度特異度準確度精確度,目錄,質(zhì)譜儀在臨床檢驗中應(yīng)用,總結(jié)與展望,質(zhì)譜技術(shù)及質(zhì)譜儀,質(zhì)譜技術(shù)與質(zhì)譜儀,Ms spectrometr

2、y and ms spectrometer,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)譜技術(shù)與質(zhì)譜儀,質(zhì)譜的基本概念,Ms spectrometry and ms spectrometer,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度而實現(xiàn)分析目的的一種分析方法。

3、 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，可以進行定性分析；譜峰強度又與它代表的化合物含量有關(guān)，利用這一點，可以進行定量分析。,質(zhì)譜技術(shù)與質(zhì)譜儀,質(zhì)譜技術(shù)與質(zhì)譜儀,以Agilent 7900 ICP-MS為例,質(zhì)譜在臨床檢驗中應(yīng)用,The application of Ms in clinical test,質(zhì)譜在臨床檢驗中應(yīng)用,3.臨床生物化學(xué)檢驗的應(yīng)用,4.分子生物診斷中的應(yīng)用,5.在

4、參考方法建立和研制標(biāo)準物質(zhì)方面的應(yīng)用,2.臨床免疫學(xué)檢驗的應(yīng)用,1.微生物檢驗方面,,,Microbiological test,微生物檢驗,絕大多數(shù)微生物顯示很少的形態(tài)學(xué)特征,? Selective media plating/biochemical tests 生化測試 ? Pulsed field gel electrophoresis (PFGE)脈沖場凝膠電泳 ? PCR based detection (several

5、) 基于聚合酶技術(shù)的檢測方法 ? Microarrays/FISH hybridization/fluorescence microscopy 核酸探針 ? RiboPrinter DNA雜交 ? FT-IR 紅外光譜 ? FAME (fatty acid methyl ester) GC-MS細胞脂肪酸甲基酯,微生物檢驗,現(xiàn)有微生物鑒定方法,,+,MALDI-TOF 微生物特征蛋白指紋圖譜分析,,微生物檢驗,以MALDI-T

6、OF為例，演示工作流程,微生物檢驗,步驟一：樣品制備,微生物檢驗,步驟二：采集圖譜,質(zhì)譜圖---多數(shù)為核糖體蛋白信號,微生物檢驗,步驟三：數(shù)據(jù)庫比對,綠色線條代表完全吻合的峰黃色線條表示在較寬邊緣吻合紅色線條表示在范圍內(nèi)沒有吻合表格給出了評估和排序的結(jié)果。,微生物檢驗,微生物鑒定得分及含義,微生物檢驗,質(zhì)譜譜圖-不同菌種譜圖不同,質(zhì)譜能找出種間和株間特異保守峰作為生物標(biāo)記從而將其區(qū)分開,微生物檢驗,Microbiological

7、test,,檢驗優(yōu)勢,1.檢測速度快，例如一個病原微生物的質(zhì)譜檢定實驗，包括樣本的采集和制備， 整個過程不到 10 min2.樣本用量少3.樣本前處理簡單4.特異性和準確性高，例如金黃色葡萄球菌的表型鑒定5.高敏感性,微生物檢驗,應(yīng)用,1.可用于多種微生物樣本，如痰液、血液、尿液、腦脊液和胸腹腔積液等2.可用于幾乎所有類型的病原體鑒定和分類檢測，如細菌、真菌及其孢子、病毒、寄生蟲等3.可對病原的多種成分進行分析，

8、包括蛋白質(zhì)、脂質(zhì)、脂多糖、脂寡糖、 DNA、多肽及其他可被離子化的分子,,質(zhì)譜在臨床檢驗中應(yīng)用,3.臨床生物化學(xué)檢驗的應(yīng)用,4.分子生物診斷中的應(yīng)用,5.在參考方法建立和研制標(biāo)準物質(zhì)方面的應(yīng)用,2.臨床免疫學(xué)檢驗的應(yīng)用,1.微生物檢驗方面,,,Application of clinical immunological test,臨床免疫學(xué)檢驗的應(yīng)用,Application of clinical immunological test,

9、,,在癌癥方面，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、腎癌、結(jié)腸癌、喉癌、鼻咽癌、食道癌等，都發(fā)現(xiàn)了特異的蛋白或某些蛋白的增加或者減少,臨床免疫學(xué)檢驗的應(yīng)用,Application of clinical immunological test,,,尤其質(zhì)譜檢測技術(shù)在泌尿系統(tǒng)中的應(yīng)用發(fā)展迅速。由于其檢測的樣本為尿液，對患者身體不造成傷害，不僅可以早期診斷腎臟疾病，而且避免或減輕了傳統(tǒng)侵入性方法如腎臟活檢等給患

10、者帶來 的痛苦，提高患者治療的依從性和存活率。,臨床免疫學(xué)檢驗的應(yīng)用,Application of clinical immunological test,,,采用液相色譜-多重反應(yīng)檢測-質(zhì)譜(LC-MRM/MS) 方法通過同時定量測定血漿樣本中載脂蛋白 A-Ⅰ和載脂蛋白 B 來推進質(zhì)譜方 法同時定量多種血漿/血清中蛋白質(zhì)在臨床前期的生物標(biāo)志物大規(guī)模篩選以及取代價格昂貴的免疫測定方法作為實驗室檢查的常規(guī)方法的應(yīng)用。,質(zhì)譜在臨床檢驗中應(yīng)用

11、,3.臨床生物化學(xué)檢驗的應(yīng)用,4.分子生物診斷中的應(yīng)用,5.在參考方法建立和研制標(biāo)準物質(zhì)方面的應(yīng)用,2.臨床免疫學(xué)檢驗的應(yīng)用,1.微生物檢驗方面,,,Microbiological test,application of clinical biochemical test,臨床生物化學(xué)檢驗的應(yīng)用,application of clinical biochemical test,,1． 在體內(nèi)激素檢測方面的應(yīng)用2． 在血藥濃度監(jiān)測和

12、藥物代謝研究中的應(yīng)用3． 在遺傳性疾病檢測中的應(yīng)用4． 痕量元素/微量營養(yǎng)素檢測中的應(yīng)用5． 糖化血紅蛋白的檢測應(yīng)用,以分析人體痕量元素為例,臨床生物化學(xué)檢驗的應(yīng)用,application of clinical biochemical test,與原吸技術(shù)比較 指標(biāo) AAS ICP-MS檢出

13、限 ppm ppb-ppt線性范圍 2-3 9*干擾 較多 較少速度 慢 快元素覆蓋范圍 窄 廣

14、 多元素同時分析 NO YES樣品需求量 uL uL 儀器成本 $ $$運行成本 $$$ $,臨床生物化學(xué)檢驗的應(yīng)用,application of clinical biochemical test,,,,,,,,,,,,,,,

15、,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,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,質(zhì)譜在臨床檢驗中應(yīng)用,3.臨床生物化學(xué)檢驗的應(yīng)用,4.分子生物診斷中的應(yīng)用,5.在參考方法建立和研制標(biāo)準物質(zhì)方面的應(yīng)用,2.臨床免疫學(xué)檢驗的應(yīng)用,1.微生物

16、檢驗方面,,,Microbiological test,Application of molecular biological diagnosis,檢測蛋白質(zhì)的氨基酸組成、分子量、多肽或二硫鍵的數(shù)目和位置及蛋白質(zhì) 的空間構(gòu)象等。還用于檢測核酸的分子量和單核苷酸多態(tài)性( 即基因位點的突變) 研究。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)實際意義的蛋白

17、標(biāo)志物，用以幫助疾病的診斷、分期、危險性預(yù)測以及藥物作用靶點因此，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，該研究也促進了分子診斷的發(fā)展，如尋找藥物的靶分子。,蛋白組學(xué)和核苷酸多態(tài)性的研究,分子生物診斷中的應(yīng)用,Application of molecular biological diagnosis,,代謝組學(xué)的研究就是運用一系列分析化學(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

18、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)；人的某些部件出現(xiàn)異常時必然會伴隨著某些代謝小分子的水平異常，其反應(yīng)一個細胞當(dāng) 前的功能狀態(tài)。質(zhì)譜技術(shù)可檢測到這些代謝小分子的變化，為多種疾病及腫瘤的更早期診斷和指導(dǎo)治療提供依據(jù)。,代謝組學(xué)研究的應(yīng)用,分子生物診斷中的應(yīng)用,Application of molecular biological diagnosis,,質(zhì)譜在臨床檢驗中應(yīng)用,3.臨床生物化學(xué)檢驗的應(yīng)用,4.分

19、子生物診斷中的應(yīng)用,5.在參考方法建立和研制標(biāo)準物質(zhì)方面的應(yīng)用,2.臨床免疫學(xué)檢驗的應(yīng)用,1.微生物檢驗方面,,,Microbiological test,其他應(yīng)用,,1997 年國際物質(zhì)量咨詢委員會 ( CCQM) 將同位素稀釋質(zhì)譜( EDID-MS) 原理定為一級( 基準) 測量原理之一，其同時具有質(zhì)譜分析的高度特異性和同位素稀釋的高度精密性，且測量的動態(tài)范圍寬，樣本制備不需嚴格定量操作， 測量值能夠直接溯源到國際單位制的物質(zhì)量基