核酸质谱是一种能检测核酸的质谱技术，这种技术将高灵敏度qPCR、高通量芯片、高精度TOF MS相结合，通常是基于MALDI-TOF MS（基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱）技术来实现。 生命的遗传物质DNA分子由4种碱基——ATCG所构成，每种碱基的分子质量不同。核酸质谱犹如一把高精度的天平，可区分单个碱基的质量差异（G>A>T>C）。当核酸发生变异的时候，不论是碱基的替换还是修饰，都会改变DNA的分子质量，核酸质谱通过对这种质量变化的精确分析，就能够对其进行精准的识别。MALDI-TOF MS检测核酸主要分为以下步骤：
此外，核酸质谱也可以通过ESI-TOF MS（电喷雾电离飞行时间质谱）技术来实现。ESI检测的特点是生物大分子带多个电荷，质荷比范围基本在2000Da以下区间，从而能检测几万乃至更大的生物分子；而MALDI常得到单电荷峰，与飞行时间（TOF）分析器搭配，检测范围可以到几十万道尔顿。
飞行时间质谱核酸检测实验流程(图片来源：汉库医学) 核酸质谱技术可实现单个样本同时进行几十甚至几百种靶标检测，每日处理的样本数可达千例以上，且结果分析简单，无需专业人士进行报告解读。该技术的出现弥补了荧光定量PCR通量低和高通量测序耗时长、报告解读复杂的不足，已经成为研究单核苷酸多态性（SNP）、基因插入或删除、基因选择性剪接、基因拷贝数变化、基因表达、基因组DNA甲基化、tRNA和rRNA的转录后修饰等课题的有效检测手段。同时，核酸质谱在药物 基因组学、肿瘤分析、肿瘤液态活检、病原体检测、遗传性疾病、甲基化研究、嵌合体和血型鉴定等领域也都有非常广泛的应用。 在核酸质谱之前，分子诊断主要采用qPCR、NGS技术。qPCR采用荧光试剂检测聚合酶链式反应产物，灵敏度高、检测速度快，但通量较小；NGS可对多个基因同时读取数据，通量大、结果精度高，但检测时间长、检测成本高，且检测的数据也需要专业的人员进行分析解读，技术门槛比较高。核酸质谱作为新型的分子诊断技术，将qPCR和NGS技术优势相结合，具有通量大、灵敏度高、检测精度高、检测速度快、成本低等优点。
常用核酸检测技术及其特点 20世纪80年代，MALDI-TOF MS被开发问世，在此之前质谱仪仅可以检测生物小分子，MALDI-TOF MS的出现使得核酸、蛋白质等生物大分子也可应用质谱进行研究，极大推进了基因组学、蛋白质组学的发展，并且给生物领域及医学领域带来了革命性的突破。 2014年，美国食品药品监督管理局（FDA）批准MALDI-TOF MS可用于临床核酸检测，核酸质谱也一跃成为继PCR和NGS之后的又一分子诊断的新兴技术平台。 2018年3月，中国核酸质谱应用专家共识协作组发表我国首篇核酸质谱类应用共识《中国核酸质谱应用专家共识》，系统地介绍了MALDI-TOF MS的原理、基因检测原理及应用等方面内容。 迄今为止，临床上还鲜有其他检测平台可以兼顾多种组学层次的检验分析。在全球范围内，领先的核酸质谱研发生产商主要是美国Agena Bioscience，该公司基于MALDI-TOF MS技术开发出全球首台获批应用于临床的核酸质谱。而在我国，核酸质谱相关研发生产企业主要有华大基因、融智生物、迪谱诊断、毅新质谱、英盛生物、先声医疗、美康盛德、天瑞仪器、固容生物等厂家。
数据来源：国家药品监督管理局（NMPA） 核酸质谱一般采用MALDI-TOF MS，也可以基于ESI-TOF MS技术来实现。未来，随着临床实验室对质谱的了解和应用不断加深，该检测平台或可成为规范实验室不可或缺的标准装备。同时，核酸质谱技术也会不断迭代更新，以更好地满足临床需求和疾病诊断的要求。 【参考文献】 [1] 中国核酸质谱应用专家共识协作组. 中国核酸质谱应用专家共识 [J] . 中华医学杂志,2018,98 (12): 895-900. [2] 许蕴,李赟,张晓丽,徐迹,刘文兰.飞行时间质谱核酸检测术在临床检测中的应用[J].中华检验医学杂志,2019,42(8):694-699. [3] 赵欣,肖迪. 质谱技术在核酸检测分析中的研究进展[J]. 中华预防医学杂志,2024,58(01)：98-106. [4] 《2024-2029年中国核酸质谱行业市场深度调研及发展前景预测报告》 |
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