Тандемная масс-спектрометрия и способы исполнения

0
88

По проверенным данным, предоставленным в обзоре издания Clinical Biochemist Reviews применение высокопроизводительной хроматографии жидкостного вида, в совокупности с тандемным методом масс-спектрометрии, медицинскими лабораториями и экспериментальными учреждениями, возросла в 10-ки раз за минувшие десять лет. Редакторы заявляют, что наличие специфичности разборов ВЭЖХ-МС/MC значительно приемлемее способов иммуногенетического и традиционного применения жидкостной хроматографии в ходе разбора молекулярного состава с небольшим весом. Подобная технология наиболее применима и производительна нежели, например, газовая хромато-масс-спектрометрия. Распространение тандемного применения вышеописанных способов увеличилось вследствие их неповторимым отличительным чертам.

Прибор для жидкостной хроматографии и тандемной масс-спектрометрии

Среди основных достоинств метода ВЭЖХ-MC/MC стоит отметить:

Наличие возможности точных количественных анализов небольших составов молекулы;

  • Наличие способа одновременного анализа большого количества конкретных соединений;
  • Ускоренная процедура проведения тестов.

Последний пункт на сегодняшний день является очень важным, и разработчики данной технологии постоянно стараются ускорить методику и соответственно увеличить производительность. Ощутимое сокращение временных затрат на проведение анализов стало доступным за счет использования кратковременных аналитических колон, которые довольно резко увеличили специфичность тестирований. Благодаря методике ионизации в условиях атмосферного давления, тандемной тройной квадропультной масс-спектрометрии, модернизированной жидкостной хроматографии и сопутствующих методик подготовительных работ с образцами, метод ВЭЖХ-МС/МС стал основным инструментом для проведения клинических исследований.

Сферы использования вышеописанного метода в условиях клинической медицины:

  • Выявление полнейшего разбора протекания метаболизма в стероидах, перунах, пиримидинах и прочего;
  • Осуществление скрининга для новорожденных на выявление врожденных ошибок метаболических процессов;
  • Терапевтическая проверка лекарства и подобных препаратов. К ним относятся иммунодепрессанты, противосудорожные лекарства, противовирусные препараты, антикоагулянты и т.д. Прелесть данной методики заключается в том, что для каждого анализа нет необходимости покупать отдельные вещества, так как их можно разрабатывать самостоятельно;
  • Организация клинической токсикологии, при которой можно тестировать порядка 500 наркотических веществ в рамках одного анализа;
  • Процессы протеомики и метаболомики.

Помимо этого, данный метод применяется в качестве скрининговых манипуляций при выявлении олигосахарида в моче, в сульфатидах, жирных кислотах с длинными цепочками, кислотах желчи, метилмалоновой кислоты, в процессе исследований порфирия, для скрининговых анализов человека с патологиями метаболизма пуринового и пиримидинового типа.

Методика тандемной масс-спектрометрии

Скрининг для новорожденных. Самая первая методика проведения анализов ВЭЖХ-МС/МС в условиях клинической диагностики было тестирование на скрининг врожденной ошибки метаболизма у новорожденных. На сегодняшний день такая процедура является повсеместной и в рамках одного анализа способна выявить порядка 30 разных видов заболевания, в которые входят ацидемия, аминоацидопатия, разные дефектные окисления кислот жира. Благодаря проведению подобных мероприятий возможно предотвращение увеличения сердца, печени либо отека мозга. Вдобавок к многофункциональности скрининга можно отметить его быстроту проведения, дешевизну на затраты реагентов и высокую точность результатов.

Скрининг в медицине

Терапевтическая проверка разного рода лекарств. Главной причиной для активной разработки и внедрения какого метода стало создание иммунодепрессантов для восстановления пациента после удаления либо пересадки внутренних органов. Современная тандемная масс-спектрометрия позволяет одновременно определять такролимус, сиролимус, циклоспорин, эверолимус, а также микофенойную кислоту.

Помимо этого, данный способ является инструментом для проведения анализа на цитотоксичность, антиретровирусные препараты, антидепрессантов циклического характера, антиконвульсантов, других лекарственных веществ, требующих индивидуальную дозировку.

Анализирование наркотического и болеутоляющего состава веществ. Из-за того, что для анализа подобных действий подготовка проб осуществляется довольно просто, а на анализ необходимо малое количество времени, данная методика широко используется для подобных соединений. Если допустим производить анализ мочи, то для ее проведения будет достаточным разбавить жидкость 50-100 раз, для проверки на наличие наркотических веществ практически любого состава. Если анализировать волосы, по сравнению с другими способами спектрометрии нет необходимости иметь хотя бы 100 волосин, будет достаточно всего лишь одной, чтобы составить полный анализ структуры.

Тестирование структуры стероидов и эндокринология. При таком разборе осуществляется определение уровня тестостерона, кардиола, альдостерона, прогестерона, эстриола и прочих типов.

Выявление наличия стероидов

Лабораторные отделения, которые находятся на территории больницы и клинических центров на сегодняшний день обладают оборудованием для одновременного определения нескольких разновидностей стероидов. Особенностью процедуры является отсутствие необходимости в больших объемах образцов, что существенно облегчает анализирование образцов у детей.

Не всегда целесообразно проводить тестирование группы стероидов, но существуют конкретные случаи, когда это необходимо:

  • При врожденной гиперплазии надпочечников. Это заболевание является дефектом биосинтеза стероидов с самого рождения человека. Заболевание является наследственным, что вызвано нестандартной активностью энзимов коры надпочечников, в последствии чего снижается выработка кортизола. Благодаря методу ВЭЖХ/МС/МС одновременно можно произвести три основных анализа по определению кортизола, андростендиона и 17-оксипрогестерона с стопроцентной точностью показаний;
  • Стандартный скрининг младенцев с применением иммунный анализов, который сопровождается повышенной степенью ложноположительных и ложноотрицательных показателей. С помощью проверки альдостерона и 11-деоксикортизола можно отличать первичную надпочечную недостаточность коры от вторичной;
  • Определять стероиды с помощью тандемной масс-спектрометрии можно в процессе лечения простатита и синдрома хронического тазового поражения.

Определение структуры стероидов

Описываемая методика дает возможность выявлять профильность стероида и определять причину преждевременного полового созревания, которая связана с надпочечниками у детей дошкольного возраста. Уже давно определено, что концентрация тестостерона, андростендиона, дегидроэпиандростерона, и их сульфатов, взятых у детей по какой-то причине немного выше нежели у подростков.

ВЭЖХ-МС/МС активно применяется и при анализах сыворотки крови активного курильщика, пассивного курильщика и вообще не курящего человека, в процессе которого выявляется наличие 15 гормонов стероидов, а также тиреоидных гормонов для определения имеющихся связей между подопытными, которые подвергались воздействию никотина и концентратом имеющихся гормонов.

Выявление гормонов тироидного типа

Обыденные способы установления тиреоидных гормонов как правило базируются на радиоиммуноанализе, что представляется дорогим и дает возможность предопределять только лишь ТЗ и T4, что имеет возможность лимитировать способности установления и совершенной регулировки функций щитовидной железы.

В наше время благодаря применению ВЭЖХ-МСМС ведется синхронное исследование в образцах сыворотки крови 5-ти тиреоидных гормонов, в том числе тироксин, 3.3.5-трииодотиронин, 3.3.5- (rTЗ), 3.3-дииодотиронин и 3.5-дииодотиронин в спектре концентраций 1-5ОО нг/мл.

Метод ВЭЖХ/MC/MC используется, кроме того, с целью разбора состава гормонов больных, минувших тиреоидектомию. Формируются степени концентраций тироксина, трииодотиронина, беспрепятственного Т4 и тиреоид-побудительного гормона в последствии процедуры. Определено, что ВЭЖХ/MC/MC представляется превосходным методом определения связи меж ТSH и концентрациями тиреоидных гормонов.

Метод ВЭЖХ/МС/МС был использован с целью установления тироксина в слюне и сыворотке крови людей. Способ разнится высочайшей воспроизводимости, правильности и границ выявления 25 пкг/мл. Проведенные изучения продемонстрировали, что есть диагностическая связанность в концентрациях Т4 в слюне меж эутиреоидными подопытными и больными с болезнью Грависа.

Метод ВЭЖХ/MC/MC в наше время располагает чувствительностью, специфичностью и правильностью, нужными для надежного установления абсолютно всех стероидов в биожидкостях и подобным способом увеличивает диагностический потенциал, в особенности в случае установления комплектов стероидов.

Определение тиреоидных гормонов

Выявление 25-оксидного витамина Д, методом ВЭЖХ/МС/МС

25-окси-рибофлавин Д (250Д) представляется важнейшей циркулирующей формой витамина Д и предком его интенсивной комплекции. (1.25-диоксивитамин Д). По причине долгого времени его полувыведения установление 250Д принципиально для установления статуса витамина Д в организме больного. Витамин Д есть в 2-ух конфигурациях: витамин ДЗ (вигантол) и витамин Д2 (эргокальциферол). Эти две формы метаболизируют в надлежащие 250Д комплекции. Крайне сильное значение с целью диагностики имеет присутствие аналитических способов, что могут предопределять с высочайшей правильностью эти две формы витамина и дают возможность осуществлять наблюдение больных с нарушениями содержания витамина Д. Используемые до этих времен технологии не дозволяли осуществлять отдельное установление витамина Д2 и ДЗ. Помимо этого, при высочайших концентрациях витамина Д2 занижается устанавливаемое число ДЗ. Вторым минусом представляется использование радиоактивных изотопов. Использование способа ВЭЖХ/MC/MC позволило не только лишь исключить использование радиоактивных изотопов, но и осуществлять отдельное установление двух действующих конфигураций витамина.

Метод используем для следующих больных:

  • При подозрении на пониженное содержимое витамина Д в организме;
  • При подозрении на непонятное токсическое стимулирование;
  • При обследовании больных, проходивших курс излечения в области повода пониженного содержания витамина Д;
  • Использование ВЭЖХ/МС/МС позволило осуществлять отдельное установление двух конфигураций при мониторинге больных.

Определение иммунодепрессантов через метод ВЭЖХ/МС/МС

В последствии трансплантации органов следует получать иммунодепрессанты в течение целой жизни для того, чтобы исключить реакции отторжения. Владея весьма ограниченным терапевтическим спектром и высочайшей токсичностью, иммунодепрессанты требуют персональной дозы с целью достижения предельного результата. Следовательно, актуально значимым представляется наблюдение ключевых иммунодепрессантов: циклоспорина А, такролимуса, сиролимуса и эверолимуса с целью регулировки дозы медицинских препаратов для любого персонального больного в зависимости от насыщенности вещества в крови.

Иммуноанализ все еще применяется с целью прогноза упомянутых лечебных веществ, тем не менее данные способы дорогостоящи и их специфичность, подлинность и воссоздаваемость ограничены. Известны эпизоды гибели больных от неверной дозировки иммунодепрессантов, основанных на результатах, приобретенных с поддержкой иммуногенетических способов. В наше время иммуноанализы сменяются в медицинских лабораториях на ВЭЖХ/MC/MC. Таким образом, в больнице института Мюнхена каждый день ведется исследование примерно 70 образцов на содержимое сиролимуса и циклоспорина А, с применением ВЭЖХ/МС/МС концепции. Вся организация образцов и руководство устройством исполняется одним работником. Биолаборатория переходит, кроме того, на исследование такролимуса данным способом.

Описано использование ВЭЖХ/МС/МС с целью рутинного синхронного установления такролимуса, сиролимуса, аскомицина, деметиксисиролимуса, циклоспорина А и циклоспорина G в крови. Интервал характеризуемых концентрацией 1.О — 8О.О нг/мл. Для циклоспорина 25 — 2ООО нг/мл. В течение года в лаборатории было проанализировано больше 50 тысяч образцов.

Поскольку было определено, что синхронное использование такролимуса и сиролимуса предоставляет благоприятный физиотерапевтический результат, был сконструирован легкий и результативный ВЭЖХ/МС/МС способ отдельного их установления в крови с целью медицинских разборов. Исследование 1-го образца занимает до 2.5 минут с точностью от 2.44% — 7.02% для такролимуса и 5.20% — 8.33% для сиролимуса для общей анализации кривой. Низший максимум установления такролимуса 0.51 нг/мл, сиролимуса — 0.49 нг/мл.

Определение иммунодепрессантов методом ВЭЖХ/МС/МС

Определение гомоцистеина через метод ВЭЖХ/МС/МС

Гомоцистеин представляет заинтересованность при сердечно-сосудистых болезнях (тромбоэмболии, заболеваниях сердца, атеросклерозе) и иных медицинских состояний (депрессии, заболевания Альцхаймера, остеопорозе, осложнениях при беременности и прочих). Имеющиеся способы разбора гомоцистеина, в том числе имунноанализ, представлены дорогостоящими. Сконструирован реактивный ВЭЖХ/МС/МС способ разбора гомоцистеина с целью рутинного медицинского использования при разборе большого числа образцов. Ионизация велась способом электрораспыления. Способ представляется возобновимым, высокоспецифичным и четким. Плюсами способа представлены, кроме того, невысокая цена реагентов и легкость пробоподготовки. В день возможно осуществлять исследование 500 и больше образцов.

Следует заметить, что даже при том, что в наше время применяются существенно улучшенные способы иммуноанализа, в силу промышленных базисных ограничений, этот способ никогда не будет иметь сопоставимой с ВЭЖХ-МСМС верностью и специфичностью к целевому веществу, в особенности в пребывании метаболитов. Такое не только лишь приводит к невысокой точности способа ИФА и высочайшему проценту искаженно-позитивных и искаженно-негативных итогов, но и не дает возможность сопоставлять итоги, приобретенные в различных медицинских отделениях при применении способа ИФА. Использование ВЭЖХ-MC/MC ликвидирует данный дефицит, дает возможность осуществлять специфичный, безошибочный и быстрый анализ большого числа образцов с высочайшей достоверностью в пребывании метаболитов и неимении препятствий от сопутствующих и магматогенных элементов, пребывающих в плазме и крови больных.

Несмотря на представляющуюся дороговизну инструментального комплекса, как демонстрирует глобальная практическая деятельность, при правильной эксплуатации, текущий комплекс окупается за два года. Такое случается, прежде всего, вследствие невысокой себестоимости 1-го разбора за счет синхронного разбора 10-ов и сотен сочетаний и неимения потребности получения дорогих исследовательских комплектов. Помимо этого, у лаборатории возникает возможность лично создавать всевозможные нужные технологии разбора и не находиться в зависимости от изготовителя комплектов.

Определение гомоцистеина методом ВЭЖХ/МС/МС

Определение прогрессивной конфигурации приборного комплекта

Есть огромное число разных способов масс-спектрометрии и видов масс-спектрометров, специализированных с целью постановления наиболее многообразных проблем – от структурной идентификации трудных протеиновых макромолекул массой в сотни тыс. Дальтон, вплоть до рутинного высокопроизводительного численного разбора небольших молекул.

Для эффективного заключения установленной проблемы один из ключевых обстоятельств представляется подбор верного типа оснащения. Не существует многоцелевого устройства, позволяющего разрешать целый диапазон аналитических заданий. Таким образом, аппарат, рассчитанный для решения проблемы идентификации бактерий, не способен осуществлять численное исследование небольших молекул. И наоборот. Проблема в том, что, невзирая на единое наименование, это совершенно непохожее оборудование, функционирующее в разных физиологических принципах. В первоначальном случае это времяпролетный масс-спектрометр с лазерным источником ионизации, а в другом – трехкратный квадруполь с ионизацией электроспреем – ВЭЖХ/МС/МС.