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代謝|觀察｜當質譜技術結合人體代謝物，泛癌篩查還有哪些挑戰？( 四 )

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最后一個挑戰則是來自質譜儀的基質材料 。 論文中也指出 ， 激光解吸/電離（LDI）通常需要一個輔助的有機基質將能量傳遞給分析物 ， 由于基質的本底離子 ， 小分子代謝物檢測的準確性受到影響 。 而納米材料輔助的方法可以很好地適用于LDI研究低質量范圍的代謝組學 ， 這些納米材料在吸收激光能量的同時 ， 不會產生令檢測信號復雜化的團簇離子 。
代謝|觀察｜當質譜技術結合人體代謝物，泛癌篩查還有哪些挑戰？
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兩種納米材料的制備 。
鐘晟也進一步解釋道 ， 從傳統的MALDI-TOF質譜來講 ， 用的最多的基質是有機小分子基質 ， 比如說 CHCA（a－氰基－4－羥基肉桂酸） ， 或者是DHB（2 ， 5-二羥基苯甲酸）等 。 “小分子基質在做代謝物檢測的時候會存在一個問題 ， 因為它本身的分子量就是跟檢測的這些代謝物的分子量是相似的 ， 所以如果用這種有機小分子基質來做檢測的話 ， 它會存在一個很大的信號干擾 。 ”正因如此 ， 傳統的MALDI-TOF檢測的往往是大分子 ， 例如微生物的膜蛋白檢測 ， 或者是用于單核苷酸多態性（SNPs）分型等 。
論文中同時指出一點 ， 此前的研究一般都依靠單一的納米材料基質進行LDI分析 ， 指紋分析信息有限 ， 容易出現誤報 。
在這項研究中 ， 研究團隊在經過大量的篩選后 ， “最終確定了兩大類可行的納米材料 ， 能夠對我們檢測的質譜檢測的信號進行很好的富集和放大 ， 最終得到高質量的數據結果 。 ”鐘晟表示 。 第一種類型的納米材料是第一種納米材料是Au/SiO2核/殼納米粒子 ， 第二種類型的納米材料則是利用Agassisted化學蝕刻技從n型硅片上獲得的高多孔性硅納米線 。
“納米材料在這項研究中最核心的作用就是去放大激光能量 ， 并且由于納米材料具有物理化學的穩定性 ， 它比較難產生小分子區間的干擾 ， 所以相比傳統的基質材料 ， 在做代謝物或者小分子物質檢測上面 ， 它有較強的獨特優勢 。 ”
值得一提的是 ， 目前國內使用的質譜儀系統多數由德國布魯克、美國SCIEX、日本島津等進口廠商主導 ， 而鐘晟等人創建的泰萊生物的團隊還在進行質譜儀的國產化 。 “我們轉向儀器自研國產化是基于實際科研需求 ， 也符合宏觀政策的方向 。 從整個產業的角度來看 ， 我們認為上游儀器‘卡脖子’的問題也必須解決 。 ”鄭杰表示 。
鐘晟則談及 ， 如果類比稱手機或者電腦 ， 質譜儀也會涉及很多零部件的采購 ， “激光器、探測器、采集卡 ， 包括無數的電源、開關、芯片 ， 包括印制線路板 PCB等 ， 里面的各個零部件難免涉及到跨國采購 。 但是這不僅僅只是個單純組裝的過程 ， 需要對各個零部件有深刻的了解和對真實業務場景需求的理解 ， 通過不斷的調試和測試數據的反饋 ， 才能做出一臺真正適合自己的質譜儀 。 ”他同時提到 ， MALDI-TOF也是目前各類型質譜儀中國產化進度最快的一個平臺 ， “目前我們的國產化率基本上可以實現85%以上 。 ”
鄭杰同時強調一點 ， 無論是納米基質材料的篩選 ， 還是質譜儀的國產化 ， 這些研究并不僅僅是一項科學實驗 ， “它最終還是反映到數據上 ， 讓檢測結果真正可實現基層應用 。 ”
多種液體活檢策略的結合可進一步提高準確性
在這項研究中 ， 研究團隊從中國兩個醫院選取的隊列進行了MNALCI泛癌篩查測試 。
【代謝|觀察｜當質譜技術結合人體代謝物，泛癌篩查還有哪些挑戰？】上海隊列由1008人組成 ， 包括203名健康對照組和805名被美國癌癥聯合委員會（AJCC）診斷為I-IV期癌癥的患者：其中肝癌（n = 139）、肺癌（n = 76）、胰腺癌（n = 97）、結直腸癌（n = 238）、胃癌（n = 119）和甲狀腺癌（n = 136） ， 來自中國上海復旦大學附屬中山醫院 。