ICPMS前沿应用之临床质谱免疫分析——人绒毛膜促性腺激素的测定

强大的ICP-MS的扩展功能

提到电感耦合等离子体质谱（ICP-MS），Z 容易联想到是用其测定无机样品中元素含量。ICP-MS是一种优秀的元素分析手段，可以用来检测绝大多数无机元素的含量，部分元素的检出限甚至可以达到PPT（10-12）级别，且线性范围宽。但ICP-MS绝不仅仅是一台无机样品元素分析仪，其同样可以适用于生物及临床应用，并表现出强大适应性和超高的灵敏度。如ICP-MS用于单细胞分析时，区别于传统的细胞平均值指标，可以提供单个细胞层面的信息，为临床诊断提供新的方向；如激光烧蚀与ICP-MS联用的生物成像技术能获取元素的空间分布，可以帮助医生获取病理信息；ICP-MS同样可以应用于临床免疫分析，用于疾病的检测与筛查，如新生儿遗传病筛查，维生素检测，氨基酸类检测等，与传统的化学发光法相比，临床质谱免疫分析可以直接标记检测物，不需要酶-底物反应体系，拥有更高的灵敏度，具有很高的临床应用潜力。根据Danna Pu等人在Clinical Laboratory 杂志中发表的文章①，其采用赛默飞世尔iCAP RQ ICP-MS可以用于人体中人绒毛膜促性腺激素（HCG）的检测，其通过反应将稀土金属元素标记在生物样品上后，使用ICP-MS即可测出相应样品的含量。该方法的检出限低，灵敏度高，且具有非常低的背景，让我们一起来跟随文章①看看他们是如何做到的。

人绒毛膜促性腺激素（HCG）概述

人绒毛膜促性腺激素（HCG）是一种胎盘的滋养层细胞分泌的糖蛋白激素，由α和β二聚体的糖蛋白组成，分子量约为37kDa。该激素在孕期的诊断和管理中起到了重要作用，也是监测滋养层疾病疗 效的重要标志物。在临床医学上，该激素已经成为了常规检测的指标之一。与此同时，该激素的检测在体育竞赛中也显得非常重要。HCG由于具有掩盖合成代谢类固醇，增加睾丸激素分泌的作用，被国际反兴奋剂组织（WADA）明令禁止。然而由于多种兴奋剂和代谢产物的存在，运动员在滥用后，体内HCG的含量依旧会保持在一个较低的水平，检测较为困难。因此需要一种同时具备高灵敏度和高准确性的HCG检测方法。

常用HCG检测方法及缺陷

目前检测HCG含量的方法主要包含，凝集实验(AGIDs) ；化学发光免疫分析（CLIA）；电化学发光免疫分析（ECLIA）；免疫胶体金法（IGCA）等。然而上述方法都具有较大的限制。AGIDs是Z先开发出的检测方法，可以用于孕期诊断，但无法进行定量分析。IGCA具有快速，简单，低成本的特点，是目前检测HCGZ常用的方法，但灵敏度非常有限，且重复性差。ECLIA具有很好的重复性和灵敏度，然而操作复杂，测试 用的试剂和仪器维护费用较高。CLIA则由于背景较高，会影响测试的准确性。因此开发一种高效、准确、具有较高灵敏度且低成本的HCG检测方法具有现实意义。

赛默飞ICP-MS助力检测HCG的测定

在HCG被钐离子Sm3+标记后，采用赛默飞世尔iCAP RQ ICP-MS进行检测，即可得到一种高效的HCG检测方法。该仪器系列在检测中具有独特的优势：

■独特的四极杆碰撞反应池Qcell Flatapole设计，提供灵活多样的碰撞/反应气选择，无惧复杂样品基质干扰；

■ 专利接口嵌片设计，使样品产生超声射流，减少盐分析出，提高耐盐能力；同时束缚离子的大角度扩散，形成物理聚焦，提高灵敏度；

■ RAPID 偏转聚焦透镜，90°偏转去除中性粒子和光子，降低噪音，提高信噪比，且无需清洗维护。

文章①根据美国临床与实验室标准学会(CLSI)发布的指南，建立起ICP-MS测定HCG的方法，并对其分析性能进行评估，包括检出限(LOD)、定量上限(ULoQ)、线性、精密度、回收率、交叉反应性和干扰等。

前处理过程如图所示，将样品孵化30分钟，形成免疫磁珠（IMBs）。随后加入靶抗原形成生物素化抗体和靶标抗原的结合体。Z 后引入钐离子Sm3+标记抗原，形成免疫磁珠-抗原-稀土元素的复合体。组成的复合体中，Sm3+的含量与HCG的含量成比例关系，使用ICP-MS检测出Sm3+含量即可测出HCG的含量。

该方法的Z 低检出限 0.33 mIU/mL，Z 高定量限为11300 mIU/mL。在该范围内具有优异的线性及较好的回收率（97.08%-103.5%）。其高含量和低含量样品的组内误差为2.97%和6.08%；高含量和低含量样品的组间误差为3.98%和7.08%，且具有较好的抗干扰性。在收集到的130个临床样本中，将分析得到的数据与ECLIA的测试结果对比，该方法的结果与ECLIA的结果展现出很强的相关性和一致性，具有很高的临床应用潜力。

结论

赛默飞世尔ICP-MS 具有很强的扩展性，无论用于常规的元素分析，还是应用于单细胞分析、纳米颗粒分析、车载大气污染物实时在线分析、色谱联用中元素形态分析、激光剥蚀联用中无机质谱成像等技术分析中，均具有非常好的扩展空间与应用场景，具有巨大的科研潜力。赛默飞世尔ICP-MS不仅仅是一台元素分析仪，快让它来助力您扩展研究的边界吧。