高效液相色譜串聯質譜儀的特點和臨床應用探討

趙垠瑩

摘 要：目前，高效液相色譜串聯質譜技術的應用比較廣泛，涉及到醫療、農業、環境和地質等方面，這主要是因為這種新興技術相較于傳統檢測手段而言，具備靈敏度高、特異性好、分析通量高、檢測時間短等眾多顯著優勢。在精準醫療的大環境下，該項技術也被應用在臨床上進行檢測及輔助診斷，其臨床應用著力于內源性和外源性檢測項目的分析。

關鍵詞：高效液相色譜串聯質譜儀;應用范圍;作用;分析

0 引言

高效液相色譜技術其特點為將樣品組實現快速分離，具有很高普適性，尤其在對復雜生物樣本進行分離時夠很好的發揮作用，該技術對儀器的精度、重復性和穩定性有著較高的要求。質譜技術其特點為將樣品組實現快速甄別完成定性和定量的分析，其特異性、靈敏度和高通量檢測的優勢極其顯著，減少了假陽性結果的產生，使用樣本量的體積大大縮減，該技術對儀器的抗污染能力、分離能力提出了更高的要求，尤其在對含有同分異構體目標化合物的基質中進行分析時，使用該技術存在一定隱患，然而，將高效液相色譜技術與質譜技術進行聯合使用就能很好的規避這樣隱患的發生。在保證色譜很好的快速分離鑒定效果的同時，保證將質譜具有的特異性，高通量性和高靈敏度等優點極大的發揮出來，所以在對復雜生物樣本進行分析時，該儀器得到了各個領域的廣泛應用。

1 高效液相色譜串聯質譜儀

1.1 儀器簡介

色譜技術早在古代羅馬時期，人們就在色譜學原理應用在分析染料與色素，直到1903年俄國植物學家Tswett將這種方法命名為色譜，管內填充物被稱之為固定相，沖洗劑被稱之為流動相。液相色譜技術不斷革新，發展到如今商品化的高效液相色譜儀。在這100多年來，針對質譜發展過程就有10多個諾貝爾獎獲得者出現，這在一定程度上體現了技術的先進性。

隨著科學技術的不斷發展而得到了進步，從英國物理學家Thomson在1912年制造出了第1臺質譜儀到商用質譜儀在1942年得到了研制，具有很好的應用優勢讓該技術在石油化工行業中得到廣泛的應用。電噴霧質譜儀和高分辨飛行時間質譜載19世紀末，相繼被研發出來，將其質譜技術與液相色譜技術充分結合，綜合其自生各種優點，在藥品、環境、食品和地質等領域都大放異彩。現如今在臨床診斷方面其發展勢頭迅猛，尤其在對一些比較復雜的生物樣本進行研究及方法開發。

1.2 主要技術指標

一般情況下，高效液相色譜的主要技術指標為進樣體積及溫度準確性和流速穩定性等內容，主要考察儀器的精度、重復性和穩定性。質譜的指標相對比較復雜，例如：靈敏度和分辨率、質量的范圍、穩定性和準確度等內容，反饋儀器的特異性，重復性和檢出限等功能性指標。

2 高效液相色譜串聯質譜的主要構成

2.1 高效液相色譜儀

目前世界中幾百萬種化合物其中將近80%都可以用不同模式的液相色譜進行分離分析，例如離子交換、制備、正相、反相和親和色譜等形式。他的主要包括輸液系統（泵）、進樣器、柱溫箱和檢測器等硬件設備組成。 輸液系統（泵）主要功能是給儀器提供穩定準確的流動相，確保管路液流系統的充盈無氣泡，流量準確和重復性好。進樣器主要功能將經過處理的樣本輸送到整個管路液流系統中，它則要求進樣體積準確，為了使用更多復雜的生物樣本，同時建議配置單獨的洗針系統性，樣品控溫系統以及燈光感應系統進行輔助操作，已減少由殘留、溫度和光感等因素引入的問題。柱溫箱的主要功能是對分離的色譜柱進行控溫處理，確保在整個檢測過程中整個液流系統在分離過程中都能夠保持一致性，不受到外界環境溫度的影響，同時也是為了配合不同化合物間的不同特性已達成基線分析的目的，保證后期的分析過程受到的干擾減小，降低假陽性率的發生。常見的液相色譜檢測器有很多種，例如紫外檢測器、示差折光檢測器、質譜檢測器、二極管陣列檢測器和電化學檢測器等，每個檢測都適用于不同類型的化合物，但對其檢測器都需要滿足基線穩定、噪音小和線性范圍寬等基本要求。質譜檢測器屬于在眾多檢測器中綜合表現極為優異的一款，適用于化工、制藥、食品、環境檢測、臨床醫學和生物等領域。

2.2 質譜儀

質譜儀是一種對帶電物質的質量差異進行檢測的儀器。發展初期最先會受離子化技術的影響，在開展質譜檢測工作是離子化過程是至關重要的，如果不能夠把分析物變成帶電粒子，那么質譜儀就不會檢測到相應的物質。后來隨著離子源的不斷推成出新，在上世紀末電噴霧離子化技術和基質輔助激光解析離子化技術被開發出來，這些影響壁壘逐漸降低，使之有效的促進了質譜技術的發展。目前廣泛應用的離子化方法有很多種，比如電噴霧電離（ESI）、大氣壓化學電離（APCI）和大氣壓光電離化（APPI）等，在所有的離子化檢測方法中，ESI方法比較常用。

質譜儀是由許多部分組成的，其中質量分析器是比較重要的一個組成部分，它能夠有效的把離子按照待測成分進行分類，在此過程中要按照m/z。常見的質量分析器有四極桿質量分析器，離子阱質量分析器等，這些質量分析器可以根據實際情況互相結合。在臨床診斷方面，三重四極桿質譜分析器應用比較廣泛。

2.3 高效液相色譜串聯質譜中生物樣本的分析

在使用行高效液相色譜串聯質譜對生物樣本進行分析時，要對待測樣本進行提取純化的過程，這主要是因為生物樣本有著比較復雜的組分。具體處理包括蛋白質沉淀，固相萃取、液液萃取和衍生化等方法。在完成上述提純工作之后，要進行相應的分離，在此過程中可以使用到液相色譜法以及氣相色譜法等。高效液相色譜串聯質譜分析方法的應用能夠有效的保證分離速度和分離效果，并且在特異性和靈敏度方面也占有優勢，完成對生物樣本目標化合物的定性和定量工作，所以在檢測領域該技術方法得到了廣泛的應用。

3 高效液相色譜串聯質譜技術的臨床應用

3.1 內源性檢測

在對人體健康進行評估，以及對疾病進行診斷時，由人體內自身出現異常而導致免疫系統、神經系統、循環系統和內分泌系統等各個環節出現狀況。高效液相色譜串聯質譜技術在內源性異常的檢測適用的臨床應用如新生兒代謝異常的篩查、人體氨基酸含量的測定、維生素膽汁酸、膽固醇、生物胺含量的檢測、內分泌系統中激素檢測以及心腦血管疾病中同型半胱氨酸的含量關系，所以該檢測技術有著重要的現實意義。例如：全譜氨基酸的含量進行測定時，應用高效液相色譜串聯質譜方法，在此過程中可以在一個前處理及儀器方法學（MRM模式）中同時檢測≥20種氨基酸，該分析方法在時間成本和靈敏度上都占有明顯的優勢，從而能夠很好的為全部氨基酸檢測提供相應的參考。依據激素水平的變化進行疾病診斷時，高效液相色譜串聯質譜方法對類固醇激素的聯合測定方法進行了研究，由于固醇激素在人體內的濃度都很小，一般是pg/mL到ng/mL的數量級，而且與檢測者的年齡、性別、生理周期、晝夜變化等都一定的關系，使用高效液相色譜串聯質譜中電噴霧正負離子（ESI+/-）多反應監測模式，在方法運用過程中保證了靈敏度和特異性的前提下，且具有很好的線性關系，從而能夠很好的準確測定人體中類固醇激素的含量。

3.2 外源性檢測

人體由于一切非本體自身合成或者代謝的因素而引起的異常狀況，通常來自外部的環境、飲食、接觸或者自行服用等情況，對本體發生作用的外源性途經。例如血藥濃度（腫瘤治療藥物、抗生素、免疫抑制劑、疼痛治療藥物和抗逆轉錄病毒等藥物）的檢測以及毒物篩查（農藥和毒品）。我們常見的在臨床用藥過程中，抗精神病藥物藥物的安全治療窗較窄，一旦過量使用易導致毒性或成癮反應，因此藥物濃度需要控制在合適范圍內。在同一個前處理和儀器方法學的過程中，針對不同患者的用藥習慣進行檢測，提高指導臨床精準用藥的同時，臨床工作的效率極大的提升，充分體現了高效液相色譜串聯質譜技術以其高靈敏、高特異性、同時檢測多物質的特性（高通量性），目前國外已在臨床開展此類項目的檢測。

4 結束語

現如今的醫療發展水平能夠有效的通過高效液相色譜--質譜聯用技術體現出來，高效液相色譜串聯質譜是一個開放的平臺，醫療用戶可以在這個技術平臺上進行更多的項目研發，其卓越的儀器性能硬件配合普適性高的前處理操作，可以幫助用戶大幅降低項目開發時間和分析時間，科學有效地應用該技術在臨床檢測領域將更加促進醫療行業的蓬勃發展。

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