液相色谱串联质谱临床应用进展

方春雪，位　鸿，何　蕊，冷向阳

(长春中医药大学附属医院，长春 130021)



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液相色谱串联质谱临床应用进展

方春雪，位鸿*，何蕊，冷向阳

(长春中医药大学附属医院，长春 130021)

摘要：液相色谱串联质谱在临床检测方面具有高灵敏度、高准确性以及高通量的优势。目前，临床上液相色谱串联质谱可进行药物浓度监测、新生儿遗传代谢疾病筛查、25-羟基维生素D的检测及中毒药物快速筛查等工作。

关键词：液相色谱串联质谱；浓度监测；遗传代谢疾病；25-羟基维生素D；中毒药物

近年来，由于液相色谱串联质谱(LC-MS/MS)具有的高灵敏度和专属性以及高通量分析性能使其成为一种重要的现代分析手段，尤其在个体化用药方案设计、经验医学的量化分析、生物指标的诊断以及病理解析等方面[1]。笔者主要对LC-MS/MS的基本原理及其在临床检测方面的应用加以介绍。

1药物浓度监测

治疗药物监测(TDM )是临床医学和药学检测技术相结合的产物。TDM通常适用于毒性反应强、治疗指数低、服用周期长以及个体差异大的临床用药。目前需要进行治疗药物监测的药物主要包括4类：抗癫痫药、抗生素类药、免疫抑制剂及抗肿瘤药物。

1.1抗癫痫药物该药物具有治疗窗窄且毒性大的特点。张华峰等[2]建立了一种LC-MS/MS方法用于丙戊酸钠的定量测定，研究使用3200 QTRAP型液相色谱-串联质谱仪，UltiMate3000型液相色谱仪，AB-C18型色谱柱。药物在0.1～100.0 g/mL范围内具有良好的线性。MOHAMED等[3]建立了同时测定血浆中异丙酚、咪达唑仑和卡马西平的LC-MS/MS方法。异丙酚作为一种全身麻醉药，临床治疗中若联合给予咪达唑仑和卡马西平则需要进行治疗药物监测。质谱检测采用正负谱切换的模式，用固相萃取法对样品进行前处理，流动相为乙腈-醋酸铵水溶液(10 mM，pH 3.5)。异丙酚、咪达唑仑及卡马西平的线性范围依次为1～100、2～100、7～1 000 ng/mL。

1.2抗生素类药物肾功能不全对这类药物在体内的浓度具有较大影响，因此服用剂量要根据肾功能和体内药物浓度进行调整。MATTHIJS等[4]将免疫分析和LC-MS/MS方法测定样品中万古霉素含量的结果进行了比较。结果表明,免疫分析和LC-MS/MS的实验数据偏差分别为6.1%～22.2%和2.6%～8.5%，故LC-MS/MS的测定结果更为真实、准确。

1.3免疫抑制剂GUILLAUME等[5]开发了一种治疗药物监测分析方法，通过LC-MS/MS技术对全血中环孢素A、西罗莫司、他克莫司和依维莫司进行了同时测定，实现了高通量的治疗药物监测分析。试验中质谱采用正离子多重反应监测模式进行扫描，环孢素A、西罗莫司、他克莫司和依维莫司用于定量的离子对分别为m/z 1202.2 m/z 425.4、m/z 931.5 m/z 864.5、m/z 821.4 m/z 768.3、m/z 975.5 m/z 908.4。分析时间为2.5 min，极大地提高了分析效率。

1.4抗肿瘤药物临床上抗肿瘤药物没有明确的剂量调整方案，需要进行个体化用药。而且肿瘤患者进行化疗时多为联合用药，因此实时监测血中药物含量显得尤为重要[6]。任秀华等[7]将LC-MS/MS应用于人血浆中甲氨蝶呤的含量测定。甲硝唑为内标物质，质谱采用电喷雾离子源正离子模式监测，甲氨蝶呤和内标甲硝唑作为定量分析的离子对依次为m/z 454.7 m/z 308.0、m/z 172.2 m/z 128.2。色谱柱选择Waters C18，保留时间分别为1.18 min和1.49 min。

2新生儿遗传代谢疾病筛查

目前，全世界已发现的先天代谢疾病多达500余种。自GUTHRIE等人首次对新生儿进行苯丙酮尿症(phenylketonuria，pKU)筛查以来，筛查手段逐步革新[8]。新生儿筛查工作随着技术的不断进步逐渐在全世界普及开来。

1990年MILLINGTON等[9]首次将MS/MS技术应用于新生儿筛查，随后的一系列实验室工作也验证了该方法的先进性和合理性。LC-MS/MS使同时测定生物基质中多种氨基酸、有机酸和酰基肉碱成为可能。LC-MS/MS进行新生儿筛查主要采用的扫描模式有母离子扫描、中性丢失扫描、选择反应检测和多反应检测。其中，母离子扫描和中性丢失扫描分别用来检测酰基肉碱和氨基酸，联合测定时则主要采用MRM和母离子或中性丢失扫描相结合的方式。

涂文军[10]采集总计14 724例新生儿干血滤纸片样本，进行LC-MS/MS分析。选取酰基肉碱和氨基酸作内标，有机试剂萃取后，用盐酸正丁醇进行衍生化，取20 L溶液进入LC-MS/MS检测。通过检测样本中不同种类氨基酸及酰基肉碱的浓度，能够一次进样快速筛查出30种以上的遗传代谢疾病，大大提高了筛查效率。

325-羟基维生素D的检测

临床上多采用直接测定25-羟基维生素D的含量来反应机体维生素D的水平[11]。研究[12]发现，机体维生素D水平的高低与中老年骨质疏松、软骨病、青少年生长发育缓慢、肝病、糖尿病及癌症等的发生密切相关。常规免疫方法由于抗体的交叉反应导致重复性差，检测结果的准确性一直备受争议[13]。而LC-MS/MS方法能够有效避免这些问题，得到国际认可。RORY等[14]通过试验建立了一种快速、高效、准确的LC-MS/MS分析方法，用于测定血浆样品中25-羟基维生素D的含量。结果表明，分析物在1～250 ng/mL范围内有良好的线性，分析时间5 min，日间精密度低于10%。

4中毒药物快速筛查

目前，LC-MS/MS技术在毒物分析中应用广泛，能构建出1 200种毒物药物的质谱库。分析进样量很小，仅需数十微升生物样品即可实现准确筛查。采用MRM-IDA-EPI方式进行质谱分析，分析时间短，仅需20 min。通过比对谱库，即可迅速给出结果，为重度患者的临床抢救及时、迅速提供了重要依据，大大提高了抢救的成功率。LC-MS/MS进行中毒药物快速筛查主要针对4类药物：镇定催眠类药物、精神疾病药物、农药兽药、滥用药物。

5结语

随着技术的进步，应用于临床检测项目的传统免疫分析方法及光谱分析方法已经逐步被高效的LC-MS/MS方法取代，LC-MS/MS本身具备高灵敏度、高准确度及高通量的绝对优势，但是，由于质谱设备的资金投入较大，仪器耗材成本较高，从质谱分析获得的数据量大，结果的分析对实验人员的要求很高，不仅要求具有丰富的临床经验，同时需要具备一定的药代动力学相关知识。因此，LC-MS/MS的全面普及和广泛使用还需要一段时间。

参考文献：

[1]KUSHNIR MM,ROCKWOOD AL,BERGQUIST J.LC-MS/MS in clinical laboratories[J].Bioanalysis,2013,5(1):5-6.

[2]张华峰,戴博,宋青,等.高效液相色谱-质谱串联法测定人血清中丙戊酸钠的浓度[J].中国临床药理学杂志,2014,30(4):354-356.

[3]ELHAMD MA,WADA M,IKEDA R,et al.Validation of an LC-MS/MS Method for the Determination of Propofol,Midazolam,and Carbamazepine in Rat Plasma:Application to Monitor Their Concentrations Following Co-administration[J].Biol Pharm Bull,2015,38(8):1250-1253.

[4]OYAERT M,PEERSMAN N,KIEFFER D,et al.Novel LC-MS/MS method for plasma vancomycin:comparison with immunoassays and clinical impact[J].Clin Chim Acta,2015(441):63-70.

[5]BOUQUIÉ R,DESLANDES G,RENAUD C,et al.Validation and application of a fast semi-automated whole blood extraction for LC-MS/MS simultaneous quantification of cyclosporine A,tacrolimus,sirolimus and everolimus - application to high throughput routine therapeutic drug monitoring[J].Anal.Methods,2013,5(19):5079-5086.

[6]POMMER P.Methotrexat bei Rheumatoider Arthritis[J].Dtsch med Wochenschr,2014,139(45):2275-2275.

[7]任秀华,杜光,刘东.液相色谱串联质谱法测定人血浆中甲氨蝶呤的血药浓度及其临床应用[J].中国医院药学杂志,2014,34(10):801-804.

[8]RUEEGG C S,KUEHNI C E,GALLATI S,et al.One-year evaluation of a neonatal screening program for cystic fibrosis in Switzerland[J].Dtsch Arztebl Int,2013,110(20):356-363.

[9]MILLINGTON D S,KODO N,NORWOOD L,et al.Tandem mass spectrometry:a new method for acylcarnitine profiling with potential for neonatal screening for inborn errors of metabolism[J].J Inherit Metab Dis,1990,13(3):321-324.

[10]涂文军.液相串联质谱筛查高危儿和新生儿重症监护室患儿遗传代谢病研究[D].北京：北京协和医科大学,2010.

[11]曾义.高效液相色谱-质谱法检测血清中维生素D含量[J].中国药业,2013,22(20):17-18.

[12]The N S,Crandell J L,Lawrence J M,et al.Vitamin D in youth with Type 1 diabetes:prevalence of insufficiency and association with insulin resistance in the SEARCH Nutrition Ancillary Study[J].Diabet Med,2013,30(11):1324-1332.

[13]GRAHAM M L,GRESCH S C,HARDY S K,et al.Evaluation of commercial ELISA and RIA for measuring porcine C-peptide:implications for research[J].Xenotransplantation,2015,22(1):62-69.

[14]GöREN A C,BILSEL G,BILSEL M.Rapid and simultaneous determination of 25-OH-vitamin D 2 and D 3 in human serum by LC/MS/MS:Validation and uncertainty assessment[J].Journal of Chemical Metrology,2012,1(1):1-9.

Advances in clinical application of LC-MS/MS

FANG Chunxue,WEI Hong*,HE Rui,LENG Xiangyang

(The Affiliated Hospital to Changchun University of Chinese Medicine,Changchun 130021,China)

Abstract：In recent years,the technology of LC-MS/MS was widely used in the clinical testing because of its wonderfully sensitive and accuracy features.Nowadays,LC-MS/MS was applied to therapeutic drug monitoring,neonatal screening for hereditary metabolic diseases,detection of 25-OH Vitamin D and rapid screening of poisoning drugs.

Keywords:LC-MS/MS;concentration monitoring;hereditary metabolic diseases;25-OH Vitamin D;poisoning drug

(收稿日期:2015-12-30)

文章编号：2095-6258(2016)02-0405-03

中图分类号：R914.1

文献标志码：A

*通信作者：位鸿，男，主任药师，硕士研究生导师，电话-(0431)86177401，电子信箱-jlwh139@163.com

作者简介：方春雪(1989-)，女，硕士，主要从事药物代谢动力研究学。

基金项目：“重大新药创制”科技重大专项——中药新药临床评价研究技术平台建设(2012JX09303017-002)；吉林省中医药重点研究室“中医药临床评价重点研究室”。

DOI:10.13463/j.cnki.cczyy.2016.02.070