国内外质谱研究的前景如何？

幸福侠侣

科研，工作相关均可，说说自己的看法
原文地址：https://www.zhihu.com/question/24331069

卡卡

质谱技术在临床检测上所面临的主要7大挑战：

1、实验室自建检测项目标准化的不足
LDT指由临床实验室自行开发的检测项目。许多临床实验室开展LDT检测的方法相似, 但仍缺乏标准化的基础。尽管供应商正在着手开发囊括所有针对特定待测物检测所需的试剂、柱以及包括分析软件在内的“ 试剂盒” , 但大部分临床实验室对流动相、校准措施、质控措施以其他检测所需组件仍采用自行研发的方式。虽然在监管、标准化及室间比对等方面已做了一些努力, 但不同临床实验室间的检测结果仍存在差异。

2、缺少合适的内标
经同位素标记的“ 重” 标准品已经十分普遍, 其与待测物化学性质完全相同, 但特定元素被较重的同位素所代替, 如2H、13C、15N与18O等。被替代的元素数目各异, 但待测物分子质量的增加要求其可与标准品易于区分, 所以有必要为每个待测物都设立特定标记内标, 但在检测多个待测物或仍缺乏标记物时, 可考虑采用替代标准品。这种情况下, 标准品的化学性质应尽可能与待测物接近, 由于待测物洗出时存在干扰物质会减弱MS信号, 采用同位素标记标准品可部分补偿这类离子抑制效应。  

ESI最易受到离子抑制的影响, APCI与APPI则较少受离子抑制影响。如利用色谱分辨率自无活性的异构体表睾酮中分离出睾酮是较为困难的, 因为两者质量相同且质量谱非常接近, 准确定量要求一定的色谱分辨率。同样, 随着对不同形式维生素D检测需求的日益凸显, 色谱分离需进一步努力提高分辨率。当被测物质量不同时可不采用色谱分离, 色谱设备供应商已开始通过柱化学提高分辨率, 但需对仪器进行更换, 成本较高。

3、LC与GC分离所需的时间
为确保GC分析的热稳定性, 特别是需要进行衍生化处理时, 会延长样品制备的时间。

4、样品制备过程无法实现自动化
样品制备需基于样品类型、待测物、分析方法、已有设备、操作人员技术水平、各批次样品数量、样品制备与仪器（柱）污染间的成本/时间平衡, 因此关于何为“ 最佳” 样品制备方法的意见尚未统一。血液、血浆与血清被视为最复杂的样品基质, 需要最烦琐的制备处理, 常需要多次蛋白沉淀与提取, 而其他液体样品制备则较简单, 可能仅需“ 稀释后直接进样” 即可。稳定、易行的样品制备方法是实现稳定可重复的定量分析的关键之一。自动化样品制备虽然备受期待, 其在高通量检测中的前景最为开阔, 但前期开发耗时长且设备耗材费用高昂。

5、实验室信息系统的限制
处理带有批次样品结果的电子数据表并进行手工输入是数据处理的限速步骤, 即便数据分析是自动化的, 但仍需人工进行核对, 包括对检测适应症、校准和质控数据的回顾以及人工核对临床样品峰值。

6、专业人员的短缺
操作者是结果重复性及实验室稳定运行的关键。目前, 美国的许多临床实验室都存在专业人员短缺的问题。临床化学MS实验室对人员技术水平的要求高于自动化实验室, 需同时具备手工样品制备、色谱及仪器日常维护能力。美国临床化学学会（American Association for Clinical Chemistry, AACC）质谱与分离分委会（Mass Spectrometry and Separation Sciences Division, MS3）等组织正努力在这方面提供更多的培训机会。

7、资金问题
通常, MS分析仪及其相关设备的前期成本高昂, 一旦方法建立后单个检测成本较低, 两方面可相互平衡, 但如果由实验室承担直接或间接培训成本, 则花费较大。另外, MS实验室的技术人员尤其是LDT开发人员需接受大量培训来掌握丰富的经验、最先进的技术, 这也需要大笔资金。  

MS技术的应用虽尚未普及, 但将成为临床实验室的发展重点。三重四级杆将广泛用于定量检测, MALDI-TOF MS将用于成像及微生物鉴定。检测目的、样品及基质情况决定了MS分析仪类型及离子化方法的选择。样品制备是临床MS检测的关键, 方法开发过程中要对样品制备的速度、灵敏度及成本进行考虑及优化。

目前, MS检测所面临的挑战源于多方面, 挑战同时也带来机遇：采用新的色谱分离技术, 发明新的分析方法, 发现需要检测的新分子, 发布影响临床MS技术应用的新规定等。仪器的速度不断加快, 灵敏度不断提升, 驱动着这一最激动人心的创新领域不断发展。新一代仪器不断涌现, 色谱技术也进入复兴中, 其他类型MS技术的改进显著提升了TOF及轨道阱MS分析仪在定量检测中的适用性。

临床MS检测的潜力不可限量, 但也充满挑战。希望这篇综述能帮助你对MS设备及进样系统的现状有所了解, 为临床应用与决策提供指导。

检验医师

硕博期间一直从事质谱数据分析，硕士在国内从事蛋白质组学研究，博士在国外转向代谢组学研究。质谱已经成为生物研究领域必不可少的工具，如前所述，Analytical Chemistry上发的质谱文章确实不少，质谱的生物信息学研究则更多地发在Bioinformatics上面。仅从科研方面谈下我的看法。

• 国内研究。国内质谱研究做得最好的科研机构有贺福初院士领衔的国家蛋白质科学中心，杨芃原教授领衔的复旦大学团队，张玉奎院士领衔的大连化学物理研究所团队。
  
• 国外研究。国外研究首推 Matthias Mann团队，其团队开发的Maxquant软件已成为业界标杆。
  

质谱研究从基础走向临床已是大势所趋，目前已经有一款质谱仪应用于新生儿代谢遗传病质谱检测。相信随着质谱的检测精度越来越高，质谱将会应用于更多的方面。

拓展阅读：
HUPO - Home
Asia Oceania Human Proteome Organisation

检验医师

我记得90年代GH就讲光谱已经没有科学问题了，没有一条谱线无法解释。那么2k年以后质谱也倒了这个状态。
剩下的主要是方法学的问题，怎么用，怎么产品化。

检验医师

上面那么多人回答质谱很火爆，其实质谱也是分方向的。
有机质谱非常火爆，无机质谱就不行了，远不如色谱，连电化学分析都赶不上，和光谱差不多吧。
有机质谱>色谱>>电分析>无机质谱=光谱

感恩由您

上次清华大学的张新荣教授过来讲报告的时候曾经有一组数据
以美国分析化学杂志Analytical Chemistry为例,这是分析化学领域内公认的顶级期刊了
美国一半以上在AC上所发表的文章都是质谱
而中国75%以上在AC上所发表的文章都是nano
所以研究前景如何高下立见
随着质谱的越来越小型化 以后的应用研究会越来越多
所以张新荣教授课题组已经从以前的光谱研究转为质谱研究 现在更侧重于单细胞的质谱研究了