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1、*,*,*,*,*,*,*,*,*,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級(jí),單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,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)在檢驗(yàn)醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用,1,質(zhì)譜技術(shù)簡(jiǎn)介,無(wú)機(jī)質(zhì)譜技術(shù)平臺(tái)及應(yīng)用,有機(jī)質(zhì)譜技術(shù)平臺(tái)及應(yīng)用,概要,質(zhì)譜技術(shù)簡(jiǎn)介無(wú)機(jī)質(zhì)譜技術(shù)平臺(tái)及應(yīng)用有機(jī)質(zhì)譜技術(shù)平臺(tái)及應(yīng)用概要,2,質(zhì)譜技術(shù)簡(jiǎn)介,質(zhì)譜技術(shù)簡(jiǎn)介,3,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)譜是什么？,4,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

2、離，然后測(cè)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,。,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,5,發(fā)展史,1919年，,英國(guó)科學(xué)家弗朗西斯阿斯頓制成第一臺(tái)質(zhì)譜儀,，早期的質(zhì)譜儀主要是用來(lái)進(jìn)行同位素測(cè)定和無(wú)機(jī)元素分析；,20世紀(jì)40年代以后開(kāi)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

3、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。,發(fā)展史1919年，英國(guó)科學(xué)家弗朗西斯阿斯頓制成第一臺(tái)質(zhì)譜儀,6,質(zhì)譜分析方法已廣泛應(yīng)用于臨床檢驗(yàn)。,國(guó)內(nèi)一些大醫(yī)院已應(yīng)用到了相關(guān)檢測(cè)工作，如北京二炮總醫(yī)院（免疫抑制劑藥物濃度監(jiān)測(cè)、氨基酸營(yíng)養(yǎng)狀況評(píng)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(cè)），上海市徐匯區(qū)中心醫(yī)院（藥物濃度監(jiān)測(cè)等），香港瑪麗醫(yī)院（代謝性疾病檢測(cè)），香港北區(qū)醫(yī)院（免疫抑制劑藥物濃度監(jiān)測(cè)、尿液游離皮質(zhì)醇）等。,國(guó)外很多醫(yī)學(xué)獨(dú)立實(shí)驗(yàn)室，如美國(guó)的,Quest,、,ARUP,，日本的,BML,已經(jīng)成

4、功運(yùn)用質(zhì)譜法開(kāi)展了諸多檢測(cè)項(xiàng)目：,Quest,：內(nèi)分泌系列共開(kāi)展項(xiàng)目,186,項(xiàng)，其中用色譜法檢測(cè)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(guó)內(nèi)外應(yīng)用現(xiàn)狀,質(zhì)譜分析方法已廣泛應(yīng)用于臨床檢驗(yàn)。國(guó)內(nèi)外應(yīng)用現(xiàn)狀,7,質(zhì)譜技術(shù)在檢驗(yàn)醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用-課件,8,質(zhì)譜儀,依據(jù)待分析物的不同，質(zhì)譜儀又分為：,無(wú)機(jī)質(zhì)譜,有機(jī)質(zhì)譜,質(zhì)譜儀依據(jù)待分析物的不同，質(zhì)譜儀又分為：,9,無(wú)機(jī)質(zhì)譜技術(shù)平臺(tái)及應(yīng)用,無(wú)機(jī)質(zhì)譜技術(shù)平臺(tái)及應(yīng)用,10,無(wú)機(jī)質(zhì)譜技術(shù),火花

5、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（,SIMS,）,無(wú)機(jī)質(zhì)譜技術(shù)火花源雙聚焦質(zhì)譜儀,11,電感耦合等離子體質(zhì)譜儀,電感耦合等離子體質(zhì)譜儀,12,ICP-MS,ICP-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(cè)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(jí)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(cè),ICP

6、-MSICP-MS：電感耦合等離子體質(zhì)譜儀,13,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)雙模式檢測(cè)器,(9,個(gè)數(shù)量級(jí)線性動(dòng)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),(ORS,3,),Agilent 7900 ICP-MS,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,14,HPLC,四級(jí)桿質(zhì)譜,流動(dòng)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(cè)器,ICP離子源,接口錐,離

7、子透鏡,四級(jí)桿質(zhì)量分析器,檢測(cè)器,干擾消除部件碰撞反應(yīng)池,樣品導(dǎo)入系統(tǒng),待測(cè)粒子的流向,ICP-MS,原理圖,HPLC四級(jí)桿質(zhì)譜流動(dòng)相進(jìn)樣器預(yù)柱HPLC-色譜柱霧化器霧化,15,分子,原子,離子,氣溶膠,粒子,吸收過(guò)程,發(fā)射過(guò)程,霧化過(guò)程,去溶過(guò)程,蒸發(fā)過(guò)程,原子化,電離過(guò)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(guò)程,ICP-MS,分析過(guò)程,分子原子離子氣溶膠粒子吸收過(guò)程發(fā)射過(guò)程霧化過(guò)程去溶過(guò)程蒸發(fā)過(guò),16,電子倍增器電極,來(lái)自質(zhì)量分析器的離子,+,電子脈沖,電子倍增器電極來(lái)自質(zhì)量分析器的離子+電子脈沖,17,Page,18,環(huán)境:49%,飲用水、

8、海水、環(huán)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(guò)程QA/QC，質(zhì)量控制,煙草酒類質(zhì)量控制,鑒別真?zhèn)蔚?Hg,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?cè)噭?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(guò)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(jí)冷卻水的污染分析,化工，石化等:4%,R&D,QA/QC,法醫(yī)，公安等:1%,射擊

9、殘留物分析,特征材料的定性,來(lái)源分析,毒性分析,Page 18環(huán)境:49%半導(dǎo)體:33%醫(yī)藥及生理分析6,18,檢驗(yàn)醫(yī)學(xué)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,+,檢驗(yàn)醫(yī)學(xué)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,19,元素檢測(cè)的需要,元素檢測(cè)的需要,20,ICP-MS,技術(shù)優(yōu)勢(shì),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(jí)）,線性范圍寬,（可達(dá)9

10、個(gè)數(shù)量級(jí)）,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,ICP-MS技術(shù)優(yōu)勢(shì)ICP-MS是目前發(fā)展最快的痕量元素分析,21,與原吸技術(shù)比較,指標(biāo),AAS,ICP-MS,檢出限 pp,m,pp,b,-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,多元素同時(shí)分析,NO,YES,樣品需求量,uL,uL,儀器成本,$,運(yùn)行成本$,與原吸技術(shù)比較,22,分析元素廣,分析元素廣,23,D.L.range 1 ppt 1 100 ppt 0.1 1 ppb,極低檢出限

11、,D.L.range ,24,線性范圍寬,9 個(gè)數(shù)量級(jí)的動(dòng)態(tài)線性范圍,線性范圍寬9 個(gè)數(shù)量級(jí)的動(dòng)態(tài)線性范圍,25,有機(jī)質(zhì)譜技術(shù)平臺(tái)及應(yīng)用,有機(jī)質(zhì)譜技術(shù)平臺(tái)及應(yīng)用,26,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(cè)定一些物質(zhì)的目的。,什么是色譜？,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,27,氣相色譜儀,液相色譜儀,色譜分析儀,氣相色譜儀液相色譜儀色譜分析儀,28,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),色譜-質(zhì)譜聯(lián)用色譜的高分離性能,29,串聯(lián)質(zhì)譜儀 氣相色譜,-,質(zhì)譜儀,（L

12、C-MS/MS)(GS-MS),質(zhì)譜聯(lián)用儀,質(zhì)譜聯(lián)用儀,30,蛋白組學(xué),代謝組學(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,蛋白組學(xué)主要應(yīng)用,31,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(duì)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(cè)、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(guò)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(cè)以及藥物作用

13、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(huì)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，如尋找藥物的靶分子。,蛋白組學(xué),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(duì)相,32,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(guò)分析生物體液、組織中的內(nèi)源性代謝產(chǎn)物譜的變化來(lái)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

14、義上說(shuō)，代謝組學(xué)更接近于臨床。,代謝組學(xué),代謝組學(xué),33,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(guò)藥物基因組學(xué)和治療藥物監(jiān)測(cè)等手段來(lái)實(shí)現(xiàn)。,藥物基因組學(xué)主要研究遺傳因素對(duì)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(duì)藥物的吸收和代謝差異很大；,因此，需要定期檢測(cè)血藥濃度，既要達(dá)到治

15、療效果，又要防止藥物中毒，這就是治療藥物監(jiān)測(cè)的概念；,質(zhì)譜技術(shù)用于血藥濃度監(jiān)測(cè)，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,個(gè)體化用藥，就是藥物治療“因人而異”、“量體裁衣”，充分考慮,34,遺傳代謝病檢測(cè)系列,內(nèi)分泌系列,神經(jīng)遞質(zhì)類,長(zhǎng)鏈、極長(zhǎng)鏈脂肪酸,疾病診斷,遺傳代謝病檢測(cè)系列疾病診斷,35,LC-MS/MS,血氨基酸和酰基肉堿的檢測(cè)：可一滴血一次實(shí)驗(yàn)檢測(cè)數(shù)十種氨基酸、酰基肉堿譜，共計(jì),106項(xiàng)指標(biāo),，綜合判斷,40余種,遺傳代謝病（包括氨基酸代謝病、有機(jī)酸血癥、脂肪酸氧化缺陷疾?。?GC-MS,尿液有機(jī)酸檢測(cè)：一次性檢測(cè),132項(xiàng)指標(biāo),，可輔助檢測(cè),40余

16、種,遺傳代謝?。ㄖ饕獮橛袡C(jī)酸血癥，也包括氨基酸代謝病及脂肪酸氧化缺陷病）,。,遺傳代謝病系列,LC-MS/MS遺傳代謝病系列,36,社會(huì)：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(cè)-意義,遺傳代謝病檢測(cè)-意義,37,類固醇激素在體內(nèi)代謝過(guò)程非常復(fù)雜，因此大部分需通過(guò)其代謝產(chǎn)物進(jìn)行測(cè)定；,而所檢測(cè)的生物樣本均具有復(fù)雜的基體干擾，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(jí)；,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(cè)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,類固醇激素在體內(nèi)代謝過(guò)程非常復(fù)雜，因此大部分需通過(guò)其代謝產(chǎn)物,38,傳統(tǒng)方法,高效液相色譜法,競(jìng)爭(zhēng)蛋白結(jié)合法,手動(dòng)放射免疫法,現(xiàn),行方法,自動(dòng)免疫分析法,高效液相色譜,-,串聯(lián)質(zhì)譜法,維生素系列-VD,傳統(tǒng)方法維生素系列-VD,39,特異性,要求準(zhǔn)確測(cè)定,25OHD2,和,25OHD3,兩種形式的含量,基