飛行質譜技術

飛行質譜的全稱是表面增強激光解吸電離飛行時間質譜技術(SELDI-TOF或SELDI)。質譜技術-飛行質譜是由2002年諾貝爾化學獎得主田中(Tanaka)發明，賽弗吉(Ciphergen)系統生物公司制造的特殊芯片，誕生伊始便引起學術界的重視，成為最引人注目的亮點。

工作原理

早期的飛行質譜為基質輔助激光解吸離子飛行質譜(MALDI-TOFMS)，基質使被分析蛋白質離子化，再由質譜測定。SELDI把基質改為以色譜原理設計的蛋白芯片，增強了分離能力。芯片技術最初應用于DNA分析，稱基因芯片。由于芯片整合了多種高技術：高度集成、超微化、計算機化、自動化，具有多樣、快速等優點，也成了飛行質譜的首選。和DNA不同，蛋白質是三維結構，制作蛋白芯片最困難的是如何在不損害功能又不增加背景的條件下在芯片表面通過固定某些蛋白起分離作用。鑒于傳統技術很難解決這一難題，在飛行質譜的檢測系統中，蛋白芯片根據色譜原理，表面經化學(陽離子、陰離子、疏水、親水和金屬離子整合等)或生物化學(抗體、受體、DNA等)處理，芯片特異性地和血清中測定蛋白結合，再通過選擇性清洗，獲得高分辨率的保留蛋白譜(第一次分離)。當加入能量吸收分子(EAM)后，芯片上保留的蛋白形成晶體。在特異的激光照射后，晶體發生解離作用，帶電分子在通過電場時加速，記錄儀記錄飛行時間的長短，質量越輕，相對所帶的電荷越多(質荷比M/Z越小)，飛行時間越短。信號由高速的模擬數字轉化器傳化并記錄，被測定的蛋白質以一系列峰的形式呈現，這些特異的峰可看成此類疾病的指紋。單個蛋白在譜圖上的位置取決于飛行時間。

SELDI攜有特有的軟件，能快速處理、分析大量的信息。SELDI分析的蛋白峰的質譜圖的橫軸表示蛋白類型，縱軸代表蛋白質的強度和豐度。進行定量測定。利用飛行質譜就能發現過去無法分離檢測的新的疾病蛋白譜圖。根據幾年來世界各地的使用情況，普遍認為該方法快速、重復性好，可檢測微量蛋白。

臨床應用

飛行質譜這一技術目前已廣泛用于多種疾病，如癌癥、老年病、感染性疾病、心血管病和神經系統疾病，認為可以提高多種疾病的診斷率，其中應用于癌癥的最多。國外研究人員應用SELDI檢測了轉移性黑色素瘤、肉瘤和腎癌，敏感性達87%。他們認為，該方法根據獨特的8～24條蛋白指紋圖可以用于多種癌癥的診斷，如肝癌、前列腺癌、乳腺癌、膀胱癌、食道癌，其檢測限為飛摩爾/升。據報道，美國華盛頓伊麗莎白醫院利用該技術檢測肺癌，敏感性達98%，特異性97%；美國霍普金斯醫學院檢測了卵巢癌敏感性82%，特異性98%；霍普金斯醫學院、美國國立癌癥研究所合作檢測橄侔舾行?3%，特異性91%。國內研究也成績斐然，結果十分驚人，各項統計指標均遠好于經典的腫瘤標志。許多科學家認為，SELDI發現是十分激動人心的事，臨床應用有巨大潛力，SELDI將發現許多新的腫瘤標志，使腫瘤研究有突破性進展。

前景

雖然，SELDI推出僅4年，距第一篇正式發表的工作報告只有兩年多，但從世界范圍的應用結果來看，SELDI在許多疾病的診斷特別在腫瘤早期準確診斷上有著極其光明的應用前景。美國科學顧問委員會的300多位從事生命科學或醫療一線的研究者普遍認為飛行質譜是一個極有前途的應用技術，將給診斷學帶來一場革命或革新，大大改變目前一些疾病如腫瘤、心血管病等診斷落后的情況，前景美好。