珂睿Neptune 海王星临床质谱系统

珂睿Neptune 海王星临床质谱流水线系统，改变临床质谱未来格局

随着LC/MS/MS技术在临床检测市场的广泛应用，近年来，越来越多的医院和相关临床检测机构开始关注并将该技术应用于日常检测中，在北美，临床质谱已经占到临床检测市场15%的收入份额。

而在一些检测项目上，例如新生儿筛查、对25-OH维生素D、血药浓度监测、儿茶酚胺类、类固醇激素类、免疫抑制剂类等，相对于传统化学发光或者酶免检测方法，LC/MS/MS技术确实体现出了它无与伦比的优势：

1. 准确度高，抗干扰能力强：

由于化学发光或酶免技术，原理是抗原与抗体的结合，所以必定存在非特异性结合的现象，且抗原抗体结合过程也存在结合效率的问题，会不可避免的造成测定值不准确。

而LC/MS/MS技术具有超强的抗干扰能力，它可以准确而直接地测定化合物本身的含量，所以检测特异性极强，测定准确率高，根据检验医学溯源联合委员会（JCTLM）之前的数据，在JCTLM所建立的参考测量程序中，有机小分子检验项目有57种参考方法，其中52种均是采用质谱法测定。

2. 可同时检测多种化合物：

质谱由于其采用的是直接测定化合物本身的质量数，且可以通过液相色谱进行化合物的分离，所以天生就具有可以同时测定多种化合物的能力，在很多应用中，质谱已经能够同时检测数百甚至上千种物质。

而这一优势，在临床检测中极其明显，尤其是相对于化学发光、酶免等高度依赖于抗原抗体反应的检测方式。例如，25羟基维生素D检测，我们实际是需要对25-OH维生素D2、对25-OH维生素D3分别进行准确定量，才可以得出患者体内有活性的对25-OH维生素维生素D准确含量（因为对25-OH维生素D2的活性率和对25-OH维生素维生素D3存在显著差异，甚至条件允许，还需要区分开对25-OH维生素D3和完全没有活性的对25-OH维生素D3同分异构体），而化学发光或酶免方法很难做到，但这对于LC/MS/MS技术，则是一个非常容易实现的事情。

LC/MS/MS技术有如此巨大的技术优势，使得该技术近年来在临床检测领域，非常受到大家的关注，也有很多临床检测巨头进入该领域。但如此风风火火的临床质谱浪潮下，用户真正的使用情况却差强人意，LC/MS/MS检测出报告周期往往长达数天，无法达到临床医生和病患的预期，导致大量医院用户的仪器处于不饱和状态，样本量未达到预期。

出现这一问题的根本原因，是因为LC/MS/MS技术最初是为科研设计的产品，该产品精密，且操作有较高的要求，复杂基质样本在进入液质联用检测前，都需要做一定的前处理工作，来去除掉干扰质谱检测或影响质谱性能的基质或物质，否则仪器极易污染，且结果容易受到较大影响。

在科研、制药、食品、环境或其他应用领域，LC/MS/MS的使用者都是具有很强化学背景，且专门使用该仪器的人员，所以它的应用相对比较稳定，且能够发挥出它相应的作用。而当LC/MS/MS被应用到临床检测时，就遇到了这个应用场景下的具体问题：

医院检验科或相关科室老师基本都是临床相关专业出身，专长是临床检验，且临床检验的特点是工作高强度、多设备同时管理、出报告时效性极强，所以老师日常操作的生化分析仪、化学发光仪等这些设备经过多年的发展，已经高度自动化和成熟，如何更快、更简单地为临床检测操作人员服务已经深入相关仪器生产企业的开发理念中。

这些设备几乎仅需用户做非常简单的一步加液，甚至完全无需前处理，血清或血浆采血管直接放入机器，即可进行检测，单个样本也可以操作，大多数检测项目病人采血后30分钟内即可得出检测结果，而这也已经成为中国医院临床检验科的基本诉求。

而LC/MS/MS的使用习惯与现有医院检验设备完全不同，目前，液质联用技术在临床面对最多的是血清或血浆样本，在检测其中的目标物时，往往需要比较复杂的前处理过程，我们以25-OH维生素D检测为例：该化合物的临床样本检测前处理标准流程基本都是采用液液萃取法，该流程如下：

而这样的前处理流程，也就为LC/MS/MS在临床检测应用场景下，带来了它的特有问题：

          1.  生物样本前处理流程极其复杂：

整套操作流程，对实验人员的操作流程有极高的要求，即便是专业化学或相关长期操作色谱、质谱的用户来说，也需要至少一个月的反复练习，而医院检验科老师并非专业出身，且需同时操作实验室多种仪器，基本无法适应这种与现有检验科设备完全不同的高标准仪器操作要求，医院也不可能为这样一套设备专门招聘一位专业操作人员。

2.  样本必须批量处理：

由于临床样本前处理过程复杂，极其熟练的质谱操作人员，单个样本也至少需要一小时，为了提高检测通量，目前医院LC/MS/MS检测，都是采用临床样本采集后，先冷藏保存，样本数收集到一定数量（一般至少90例），再批量进行前处理，然后质谱上机检测，如此方法，样本收集到足够数量后，仅需2-3小时，即可完成90例样本的前处理，即可在质谱上批量检测

3.  出报告周期长，无法达到临床医生和病患的期望：

这种批量前处理的方法带来的实际问题是：医院病人的采血实际场景往往是医生开单和病人的采血是陆续进行的，即便是大型的三甲医院，单检测项目样本收集到90例以上，也需要至少半天，更多的医院需要1-2天，这就直接导致了样本采样到出报告的时间最终变成了1-3天，甚至更长。

而LC/MS/MS检测的项目，大多数是替代化学发光或者酶免方法，方法学优势明显，但在带来方法学优势的同时，医院客户感受到的更多的是多方的烦恼：

1. 检验科实验老师：需要更多的时间和精力来学习和适应这种复杂的前处理过程和仪器操作方法

2. 临床医生：给病人开单检测后，无法当天及时地解读检测结果，做下一步诊疗方案

3. 病患：在当下看病难的状态下，需要花费更多的时间和精力来多次往返医院，才能完成看病的流程

一个好的检测方法要被医院所接受，方法学本身的优势是一方面，更重要的是，它需要适应医院真正的应用场景，让客户真正可以用得起来，这才是一种好的检测方法，才能得到大范围的推广和应用。

而我们也在思考这个问题，为何在北美开展的如火如荼的临床质谱检测，到了中国，就会出现水土不服的情况呢？这个问题非常值得专业人士认真思考！我们分析后认为：出现这种现象的原因，和北美与中国的临床市场状况有极大关系。在北美，医院更加侧重于临床诊疗，很多临床检测项目高度依赖与梅奥、Quest等第三方医学诊断实验室（ICL），故绝大多数临床检测样本都是外送至ICL进行检测，故医院临床医生和病患已经非常习惯于样本2-3日内再出检测结果，而ICL由于是全国范围内收样品，故可以在很短时间内源源不断的收到样本，甚至同一检测项目，可以在0.5-小时内收集到数百个来自各地的样本，所以ICL可以聘请大量专业的操作人员或者采用自动化工作站进行样本的批量前处理，所以LC/MS/MS技术的优点可以得以充分发挥，缺点则得到了很好得避免。这在中国国内的早期LC/MS/MS临床检测中也得到了印证。LC/MS/MS临床检测早期在中国发展时，主要也在第三方医学诊断实验室开展，所以得到了比较快速的发展，但近几年，随着LC/MS/MS被越来越多的用户所认可，更多医院开始购买该设备开展相关检测，而且医院自己开展这类型检测，也是中国必然的趋势，因为在中国，医院检验科是医院非常重要的医疗单元，而医疗资源紧张已经成为普遍的情况，且检验科自己开展质谱项目检测后，可以很好地增加医院营收，同时更重要的是可以缩短出报告周期，同时提高医生诊疗的周转率，所以LC/MS/MS临床检测未来的市场重心在医院，这一点共识也充分得到了市场、医院和相关从业者的其实，已经有很多公司认识到这一问题的严重性，并开始相关的探索和工作。比如，有很多临床质谱方案开发公司为用户提供了特殊定制的全自动移液工作站方案，来解决这个问题。但这种方案只能替代检验科老师的部分手工操作步骤，不能改变样本整个前处理过程的步骤和耗时问题，因此，医院还是必须进行批量样本处理，90个样本还是需要2-3个小时前处理，甚至更长时间，出报告的周期仍然需要2-3天，因此，这种方案并未真正解决客户的痛点。

客户真正需要的临床质谱方案其实应该具有这样一些特点：

1. 前处理简单：对操作人员要求低，无需复杂操作，人相关的步骤所需时间越短越好，血清、血浆直接进样，更加理想

2. 样本即来即做，采血后半小时出报告：样本无需批量前处理，单个样本即来即做，采血-前处理-质谱检测-出检测报告，整个过程不超过半小时

3. 成本低：并不因为方案追求操作简单快速，就提高检测成本

成都珂睿作为一家专业研发液相色谱产品及配套行业解决方案的公司，我们也很早就看到了临床液质联用检测存在的这些问题，我们采用了自己的思路，充分利用自己在液相分离端的优势，真正从客户实际应用场景出发，解决客户真正的痛点问题，开发出了海王星质谱流水线系统，真正实现了操作老师仅需两分钟的两步简单操作，样本即来即做，从采血-前处理-质谱上机-出检测报告，整个过程不超过半小时。

在海王星方案里，珂睿自主研发了一套特殊的在线固相萃取柱系统（SSEC色谱柱），可以在确保血清或血浆样品简仅加入稀释液并振荡后，即可直接进入海王星-液质联用系统进行检测（可参考相应操作视频），血清/血浆样本基质不会堵塞色谱柱筛板和填料，而样本中可能的干扰物（蛋白、脂类等）也在SSEC色谱柱上与目标物实现了很好的分离，从而获得与液液萃取相当的检测效果。

下面是我们在某医院客户处，与用户一起开展的25-OH维生素D相关检测数据：

1.仪器配置：海王星系统（珂睿），配套Jasper/4500MD串联质谱仪（生产厂家：Sciex公司）

2.前处理方法：吸取200ul血清，加入含有10ul同位素内标的稀释液，振荡混匀30秒，上机检测

3.质谱方法：采用APCI检测模式

25-OH维生素D2离子通道：

VD2-1: 395.3-269.2(定量离子对）

VD2-2: 395.3-211.2

25-OH维生素D3离子通道：

VD3-1: 383.2-365.3

VD3-2: 383.2-257.2（定量离子对）

4.部分测试结果：

(1)方法定量灵敏度测试

（2）加标准确度测试

测试方法：向同一血清样品中分别加入低，中，高三个浓度的VD标液，每个浓度配置两瓶，分别使用VD2-1和VD3-2作为VD2和VD3的定量离子对，使用标准曲线定量血清加标样品，计算测量结果和理论结果的偏差。

（3）重复性测试

测试方法：使用血清混合后加标，每个样品制备平行样2瓶，每瓶跑三针，计算定量结果的CV值。

（4）方法残留测试

测试方式：运行完标曲最高浓度点后，跑一针空白，对比标曲最高点和空白的谱图及峰面积

基于大量的实际样品测试，本方法完全能够达到临床对于25-OH维生素D的质谱检测要求，色谱柱寿命高达1000次以上，耗材成本相较于传统液液萃取法更有优势。

海王星系列产品包括标准型（Neptune-1000）和高配型（Neptune -2000）两款产品，Neptune -1000系统可直接与已有的液相色谱-串联质谱系统（例如Sciex公司Jasper/4500MD或3200MD等进行联用，在现有系统基础上进行升级，获得灵敏度的大幅提高及样品前处理方式的简化。

我们相信，海王星这类真正能够解决用户真实应用场景需求的产品一定是未来的临床质谱检测市场的刚需！