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样品制备中的质谱技术
近几年来,质谱技术已在临床诊断领域中得到了广泛的应用。但其繁琐的样品前处理过程并没有明显改进。手工操作的局限性使得样品前处理已经成为质谱分析的主要瓶颈。但相比免疫测定技术,质谱分析无论是在自动化方面还是小分子检测中,都有着明显的优势。
许多临床诊断实验室中,标准检测方法常常是基于免疫分析技术。在最新的质谱分析中,被测样本的制备、检测以及检测分析过程的监控和检验记录等都是自动化完成的。市场上有各种各样的临床分析CE-IVD检测仪。但都有一个特点就是便于用户操作,而且自动化程度高,过程监控功能确保操作失误率最低,更加安全可靠。但基于免疫技术的检测方法是利用抗体进行间接识别,相比会有一些不足。例如,对交叉污染非常敏感,常常无法区分“分子变异”。而且在对小分子的检测中,基于免疫技术的方法应用也常常受到限制。
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图1:Massstar是临床诊断领域符合CE-IVD技术标准的自动化样品制备解决方案。
以维生素D为例
以维生素D为例,作为目前最普通的药用成分之一,可用来充分说明免疫技术法与质谱分析法之间的区别。放射性免疫分析(RIA)和自动化免疫分析相比质谱技术,很难辨别出维生素D3与维生素D2之间很小的生理学差异。另外,在检测维生素浓度时,不同的维生素D2浓度对检测结果也有着明显的影响,有着与平均值相比较大的正负偏差。
与有着高相似性校正系数的质谱分析则不同,不同免疫技术间的测试结果可比性也很低,但检测结果都是在某个范围内变化。
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图2:获得了CE-IVD认证许可的实验室日常质谱检测分析套件。
小分子检测的首选方法
与前面介绍的免疫学检测法不同,质谱法是临床诊断时小分子检测中的首选方法,因为此法可直接得到准确的检测结果。质谱仪灵敏度不断提高,临床医学的日常检测分析中也越来越多的使用质谱技术。但其操作和维护保养则需要受过专业技术培训的人员来完成,开发相应的实验室方法也必须经过认证。一般情况下,现有检测方法的操作基本都是手动完成的,自动化程度降低,增加了许多辅助费用,容易造成人为失误。
为了能够完成多样的的检测需求,质谱仪生产厂家推出了不同类型的质谱检测仪,不仅能够满足医药监管规范要求,而且使用操作和维护保养都非常简单。提供临床诊断类成套装备的厂家,必须提供经具有CE-IVD许可的标准化仪器。包括样本装备和样本检测的所需试剂,其中也包含矩阵校验仪、监控设备、常用耗材。有了这些套件,能够快速、高效地在常规检验中引进新的LC-MS微量元素分析方法。不久的将来,首台获得CE-IVD认证的吸量管机器人也将进入质谱分析的自动化样本制备套件之中。
Massstar自动化解决方案
为提高样本制备的可靠性和易操作性,避免在检验分析中出现任何形式的样本混淆,Chromsystems与Hamilton合作开发了Massstar解决方案。适合高通量的样本制备和质谱分析,是通过了CE-IVD认证的自动化解决方案。目前,Massstar解决方案在血清/血浆-微生物D3/D2等全血免疫抑制药物分析中得到了应用。
Massstar自动化解决方案是基于Hamilton公司Microlab Starlet IVD平台,是采用4x1ml吸量管自动化技术的解决方案。在检测样本、转移试剂、监控过程和矩阵校验仪向滤板的运送等过程中使用。所有的吸量管接口都有着最佳的匹配,全部都通过严格认证。血液样本的整个运输过程中都是自动化操作,例如从专门的混合搅拌设备到矩阵的均质化运送过程、与血液样本的相容性检验等步骤。
TADM技术监控
系统所做的所有吸量、滴定过程都受到了TADM(吸放液全程实时监控技术)的监控。当检测值与常规吸量、滴定过程中的数据有明显差异时,TADM吸放液全程实时监控系统能够识别出来,并实时针对血液的浓度进行核查,识别血块(凝血控制)或者吸放液过程中样本量的不足。在滤板上,将对样本进行提取、沉淀,在摇床中进行培育。系统集成的离心机能够从样本中萃取出蛋白质。与常规真空设备不同,此系统也可在只有部分滤板装载的情况下短时间内完成上述任务。
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图3:Massstar系统维生素D3、D2检测套件的有效性数据节选。(Manual=手工检测分析Vitamin=维生素)
临床分析用的质谱技术
易操作使用的自动化报告分析和记录,是Massstar系统研发时关注的焦点。这一系统的简单化目标是:即使是没有专业技术的人员也可以在短时间内掌握系统应用。为此,把系统软件中需要定义的参数减少到了最少。软件安装时,选择性的对话引导着用户一步步的完成所有资源的审核,对试剂的装填高度进行了测试并能够在容量较少时提醒用户。同样,它也能够识别和读取被测样本的条码。这就保证了整个过程的连续性状态监控,保证了数据的可靠性。在样本制备过程结束时,软件系统会自动生成质谱仪能够识别的数据,并为LIMS实验室信息管理系统准备好需要传输的第二份数据。市场检验结果表明,这一符合CE-IDV技术规范的系统获得了多家企业的认可,可以说,Massstar的精确性和坚固性能完全满足了临床诊断产品的市场要求。
它使得临床诊断把维生素D的质谱分析和免疫技术分析轻松纳入到临床实验室的日常工作中去,既节约了成本费用又节约了时间,同时也能提供其他检测方法几乎达不到的检测精度。
新IVD技术规范
欧盟98/79/EG技术规范和关于IVD(体外诊断医疗器械)的建议构成了当前欧洲体外诊断医疗器械技术规范的基本框架。在满足相关国家标准的前提下,对所有欧盟成员国的义务做出了规定,以便保证在最佳的安全条件下,开展体外诊断医疗器械相关的业务交流。目前,一份涉及到大约4万实验室检测许可程序的最新修订版技术规范正在拟定中。据专家介绍,将于2016年前公布。
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