文章刊载于《临床实验室》杂志2023年9月刊“临床急诊检验”专题-「专家论坛」版块 页码p46-p49
单位：浙江省，宁波美康盛德医学检验所医学部
质谱技术是一种崭新的测定技术，目前人类已经掌握的测定技术包括分光光度技术、抗原抗体反应测定技术、分子杂交技术、PCR技术、离子选择电极法、吸收发射光谱测定技术、压电传感器检测技术、库尔特微孔测定技术以及质谱检测技术。质谱技术检测原理在于：一是质谱的特异性，在相同电离条件下，不同的待测分子产生的质量电荷比（质荷比）不同；二是质谱的定量准确性，控制质谱仪的参数，可以检测不同质荷比的物质含量；三是质谱应用广泛性，理论上，能够被电离的分子，都可以用质谱技术测定，不需要酶、生化试剂、荧光抗体、探针等其他检测试剂成分。质谱仪按结构和原理可以分为六类，包括液相色谱-串联质谱（LC-MS/MS），基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱（MALDI-ToF MS），飞行时间/轨道离子阱分析器（QToF MS/Orbit），气相色谱-串联质谱（GC-MS），分子量阵列基因分析（Mass Array），电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）。目前检验科常用的还是液相色谱-串联质谱（LC-MS/ms）、基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱（MALDI-ToF MS）以及电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）三种。
1.质谱技术具有以下优势：（1）可以直接测定，先分离各分子，再对各分子进行质谱测定。不同分子质量电荷比不同，先把同一类分子聚集，再通过直接测定待测样品中特征质量电荷比数量，直接测定待测分子的数量！（2）也是精准定性定量的利器，质荷比是某种分子的精准特征，发现即为某分子存在（定性），使用某分子标准品，即可定量测定某分子。某质荷比分子的信号强度（丰度）与分子的数量呈正比。（3）也是准确的标准品，只要有校准品，通过数据库进行检测。（4）不同质谱种类，质谱和色谱组合可以检测不同类别的分子，液相色谱串联质谱主要用于小分子物质定量测定，基质辅助激光解吸飞行质谱主要用于细菌鉴定，耐药基因检测等。
2.串联质谱的优势在于：准确度高，不受其它分子干扰；选择性好，是唯一测结构的技术，能准确区分异构体；通量高，同时检测多种标志物优势明显；灵敏度高，比传统方法高5个数量级。现在随着技术的发展，标本前处理也可以全自动，再通过液相色谱分离，然后通过串联质谱进行检测。检测后分析质谱图，在质谱图中，横坐标表示离子的质荷比（m/z）值，从左到右质荷比的值增大。对于带有单个电荷的离子，横坐标表示的数值即为离子的质量。纵坐标表示离子流的强度，通常用相对强度来表示，即把所有被记录离子的总离子流强度作为100％，各种离子以其所占的百分数来表示。不同物质的质谱图是不同的，它用于结构复杂分子的定性。如，肿瘤组织和正常组织用飞行时间质谱检测后的质谱图是不同的，即可以判断该组织为肿瘤或者是正常组织。
1.质谱技术在维生素D检验中的临床应用：维生素缺乏是人体亚健康的重要表现，影响健康中国战略实施。大部分维生素具有四无（化学惰性、抗原性、无酶促第五、非核酸类）性质，缺乏有效的准确定量检测技术方法。质谱技术是目前定量准确检测各种维生素的参考方法。维生素的特点在于结构相对简单，不是机体结构成分，不能提供能量。维持生命活动的元素称维生素，在调节物质代谢过程中起重要作用。主要从食物中来，偏食常引起维生素缺乏。轻度维生素缺乏，不一定有症状，但会影响健康，比如骨质疏松，佝偻病，体质弱等。国家行业标准（WS/T677-2020）推荐用25羟维生素D（25（OH）D）评估人群维生素D缺乏的筛查检验指标并推荐液相色谱串联质谱法（LC/GS）检测25-OH-D。维生素D质谱检测应用于维生素D缺乏症的预防与治疗，用于慢性低钙血症、低磷血症、佝偻病及伴有慢性肾功能不全的骨软化症、家族性低磷血症及甲状旁腺功能低下的治疗。用于治疗急、慢性及潜在手术后手足抽搐症及特发性手足抽搐症。也用于骨科手术愈合者患者、老年人、儿童人群以及糖尿病人群等。血液25-OH-VD指标结果解读为：降低时同低钙的临床意义。见于骨质疏松和骨质增生，骨科患者骨愈合困难，痛风和糖尿病患者。升高一般不常见。25-OG-VD2有关临床科研室目前的检测，糖尿病+维生素D在万方医学数据库网站上，搜索出2690篇文献，维生素D不仅与骨质疏松、糖尿病有关，还与自身免疫性疾病有关。钙离子是体内最重要的活性分子，在各种信号通路中，都有作用。VD和钙同行。
2.质谱技术用于定量检测人体免疫抑制剂水平：免疫抑制剂主要用于器官抑制患者减轻排异反应，包括肝移植，肾移植和骨髓移植等患者。免疫抑制剂在体内浓度过高或过低，后果都很严重，需要进行准确药物定量检测。他克莫司、雷帕霉素、环孢素A是常用的免疫抑制剂。三种免疫抑制剂毒副作用强，需要纳入药物浓度检测内容。质谱检测可同时检测三种免疫抑制剂药物，技术优势在于结果准。采用液相色谱串联质谱技术（LC-MS/MS）可实现单标本多指标(三种免疫抑制剂药物)检测，高检测特异性和检测灵敏度，不受其他分子干扰，线性范围宽，结果更准确；速度快。标本预处理简单，采用96孔板蛋白沉淀法，高通量，测定结果可溯源至参考系统。
3.质谱技术用于儿茶酚胺类五项激素同时定量检测：儿茶酚胺（Catecholamines）是具有儿茶酚（分子式为C6H6O2）核的胺类化合物，是由肾上腺产生的一类应激和交感“斗或逃”激素。儿茶酚胺不是一种激素！主要包括肾上腺素（Ad）、去甲肾上腺素（NAD）和多巴胺（DA）及其中间代谢产物甲氧基肾上腺素（MN）、甲氧基去甲肾上腺素（NMN）。肾上腺素（NAd）和多巴胺（DA）由苯丙氨酸和酪氨酸合成。血中儿茶酚胺升高可导致高血压和心肌梗塞。低水平儿茶酚胺引起低血压，心肌缺血等。临床上儿茶酚胺常被用来治疗神经源性、心源性、中毒源性休克早期。血液标本内的肾上腺素（AD）、去甲肾上腺素（NAd）和多巴胺（DA）以及甲氧基肾上腺素（MN）、甲氧基去甲肾上腺素（NMN）均可以通过质谱技术进行同时定量测定。儿茶酚胺测定的适应症为高血压患者或人群，疑似肾上腺肿瘤，包括肾上腺嗜铬细胞瘤和副神经节瘤患者。儿茶酚胺类五项用于诊断嗜铬细胞瘤、副神经节瘤，已写进专家共识。
4.液相色谱串联质谱技术定量测定胆汁酸谱：胆汁酸是胆汁的重要组成成分，由胆固醇经肝组织代谢产生。胆汁酸不仅能够调节葡萄糖和脂代谢，还能与肠道菌群相互作用，参与“肝肠循环”。关于肝肠循环，是初级胆汁酸随胆汁流入肠道，在促进脂类消化吸收同时，受肠道细菌作用而变为次级胆汁酸，肠内胆汁酸约有95％被肠壁重吸收，重吸收的胆汁酸经门静脉重回肝脏，经肝细胞处理后，与新合成的结合胆汁酸一道再经胆道排入肠道的过程。胆汁酸的肝肠循环出现障碍，是导致肝胆疾病的重要机理。胆汁酸谱就是各类胆汁酸的总称。不同来源和生成部位的胆汁酸亚型在临床上具有不同的诊断意义，因此，检测每一种亚型的胆汁酸对肝胆和肠道疾病的筛查、诊断具有重要意义。液相色谱串联质谱法（LC-MS/MS）能有效分离并定量检测血清中各个胆汁酸亚型，检测效率高，检测指标多。妊娠期肝内胆汁淤积症（ICP）是一种严重的妊娠期并发症，发病率为0.8-12％，但围产儿死亡率高。胆汁酸水平改变是ICP主要实验室诊断指标，其中石胆酸（LCA）是诊断ICP病情最灵敏的指标，当石胆酸LCA升高，胆酸CA升高、总胆酸/总鹅脱氧胆酸比值＞1时，则提示妊娠期肝内胆汁淤积症可能。不同肝胆疾病中血浆胆汁酸谱变化不同，15种胆汁酸谱检测，将会提高胆汁酸在肝胆疾病中的鉴别诊断价值。生化法检测总胆汁酸，结果影响因素多，总胆汁酸水平无法具体诊断肝胆疾病中的具体哪一类疾病。而采用质谱技术定量检测胆汁酸谱15项的优势在于高特异性和灵敏度，多种异构体基线分离，精准定量，检测结果更准。同时检测15种不同部位产生的胆汁酸，为鉴别诊断肝胆疾病，提供更全面实验室信息。样本处理简单，通量高，速度快，检测结果可溯源至参考系统。
5.电感耦合等离子体ICP-MS质谱同时检测19种微量元素：检测原理为当微量元素带一个电荷时，原子量等于质荷比。不同微量元素，在同样电离条件下，产生的质荷比不同。通过ICP-MS质谱可同时检测19种微量元素，结果也能同时检测出来，这其中重要的原因是有校准品的存在。19种微量元素中，有的对机体有利，如钙铁锌，有的对机体有害，如镉汞铅，浓度过高或过低都影响人体的正常生理机能。
综上所述，串联质谱可以检测众多小分子物质，只要能电离成离子碎片，让分子或碎片带电，都可以通过质谱进行定量测定。串联质谱定量检测准确性，取决于标准物质的浓度的准确性，其中标准品浓度溯源也非常重要。本文中讲述的维生素D，免疫抑制剂，儿茶酚胺，胆汁酸谱，微量元素检测在临床中应用，也值得在临床检验中进行推广。为此，质谱技术在临床检验工作中的运用，对于推动临床检验工作发展具有重要意义。
2023年9月刊“临床急诊检验”专题——宋鉴清：D-二聚体实验室检测与临床应用原则
本期编辑：王岩
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