Các hệ thống sắc ký lỏng khối phổ kép LC-MS/MS hiện đại ngày nay trong nghiên cứu và kiểm nghiệm

Các hệ thống sắc ký lỏng khối phổ kép LC-MS/MS hiện đại ngày nay trong nghiên cứu và kiểm nghiệm

Kể từ khi hệ thống sắc ký lòng khối phổ LC-MS/MS ba tứ cực được giới thiệu lần đầu tiên ra thị trường vào năm 1981 bởi Hãng SCIEX (Hoa Kỳ), hệ thống này đã trở thành một công cụ mạnh mẽ và ngày càng phổ biến. Hệ thống sắc ký lỏng khối phổ kép LC-MS/MS luôn có hiệu suất sử dụng cao, độ ổn định và độ bền cao rất thích hợp cho cả hai mục đích xét nghiệm thường quy và nghiên cứu phát triển.

Hệ thống LC-MS/MS thường được trang bị một phần cứng mạnh mẽ để có thể định lượng hàng trăm chỉ tiêu với hàng trăm mẫu phân tích mỗi ngày, thiết bị có thể chạy từ ngày này qua ngày khác, từ năm này qua năm khác với yêu cầu bảo dưỡng ít nhất trong giải pháp phân tích có năng suất tương tự.

Một trong các kỹ thuật phổ biến nhất của công nghệ sắc ký lỏng khối phổ kép LC-MS/MS chính là kỹ thuật ba tử cực (Triple Quad). Đây là một kỹ thuật mạnh mẽ, được sử dụng rộng rãi và đã trở thành tiêu chuẩn vàng trong phân tích thành phần và đặc biệt trong phân tích các dư lượng chất cấm trong các lĩnh vực như:

– Nghiên cứu cơ bản

– Hợp chất tự nhiên, dược liệu và y học cổ truyền

– An toàn thực phẩm, thủy sản, lâm sản, nông sản

– Dược phẩm, kiểm nghiệm chất lượng thuốc, đánh giá tương đương sinh học

– Pháp y, hình sự, kiểm soát các chất cấm, các chất gây nghiện

– Môi trường

– Nghiên cứu bệnh

Để nâng cao khả năng phân tích định danh, tránh các hiện tượng âm tính giả dương tính giả trong phân tích dư lượng mà không làm giảm năng lực tuyệt vời trong phân tích định lượng của kỹ thuật ba tử cực (Triple Quad), kỹ thuật ba tử cực lai ghép bẫy ion thẳng (kỹ thuật ba lần khối phổ (MRM3/MS3) QTRAP® Technology đã được hãng SCIEX giới thiệu độc quyền ra thị trường từ năm 2002. QTRAP là thiết bị duy nhất mang đến cả hai tính năng phân tích định tính và phân tích định lượng trong cùng một lần chạy dựa trên phố phân mảnh dấu vân tay đặc trưng của mỗi chất.

Hệ thống QTRAP® sử dụng thư viện dấu vân tay (Figure Print MS/MS Spectrum) cho phép:

– Sử dụng phổ dấu vân tay để đảm bảo pháp phân tích định danh/confirmation, loại bỏ các trường hợp dương tính giả hoặc âm tính giả.

– Thiết lập phương pháp mà không cần dùng chất chuẩn (standard) đắt tiền để tối ưu hóa MRM với chỉ tiêu cần phân tích.

– Với chế độ MRM3 (MS/MS/MS) cho phép thu nhận ion cháu

– Với chế độ Enhance resolution cho phép tăng độ phân giải khối

qtrap 6500plus 550x533 sciex os
Hệ thống LC-MS/MS QTRAP cho phân tích tạp chất và dư lượng chất cấm

Khác biệt với các kỹ thuật Triple Quad và QTRAP nơi các chỉ tiêu phân tích cần được cài đặt trước khi tiến hành chạy mẫu, hệ thống sắc ký lỏng

khối phổ phân giải cao tử cực kết hợp thời gian bay QTOF được cho phép thực hiện các quy trình phân tích không có mục tiêu (Non- Targeted).

Với các hệ thống QTOF hiện đại hiện nay cho phép kết hợp dễ dàng các Quy trình phân tích có mục tiêu (Targeted) và Quy trình phân tích không có mục tiêu (Non-Targeted) đồng thời trên cùng một hệ thống và trong cùng một lần phân tích.

Ngoài ra, các hệ thống QTOF tiên tiến cũng cho phép kết nối đồng bộ và trực tuyến trên cùng giao diện phân tích với các thư viện nhân loại có cơ sở dữ liệu hóa học lên đến nhiều triệu chất. Khả năng này nâng cao tính hiệu quả của việc tìm ra các chất lạ trong kiểm soát chất cấm cũng như trong nhiều lĩnh vực của khoa học cơ bản.

Các ứng dụng tiêu biểu của một hệ thống QTOF tiên tiến:

– Phân tích sàng lọc phát hiện các độc chất, chất cấm chất cần kiểm soát chưa biết trong mẫu (unknown screening).

– Phân tích định lượng tương tự hệ thống ba tử cực.

– Phân tích định lượng và định danh đồng thời dựa trên số khối chính xác và phổ dấu vân tay

– Cho phép xây dựng và hoàn thiện cơ sở dữ liệu phân giải cao các độc tố cũng như các chất cần kiểm soát.

– Cho phép xây dựng lưu mẫu dưới dạng dữ liệu điện tử dựa trên việc thu nhận phổ SWATH® giảm thiểu việc lưu mẫu truyền thống và cho phép kiểm tra lại mẫu đối chiếu cho các mục đích khác nhau.

– Cho phép xây dựng nhanh chóng phổ dấu vân tay của dược liệu hay các nguyên liệu y học cổ truyền.

– Cho phép phân loại, phân tích nguồn gốc dựa trên chì dấu hóa học

Ngày nay, một xu hướng lớn trong ứng dụng Công nghệ LC-MS/MS được ghi nhận trong Y Sinh Học, với các ứng dụng như:

– Protein, Lipid và các chất chuyển hóa Metabolises

– Nghiên cứu, xét nghiệm chuẩn đoán bệnh

– Hợp chất tự nhiên và y học cổ truyền

– Biopharma

Những lý do để LC-MS/MS trở thành một kỹ thuật quan trọng trong nghiên cứu xét nghiệm và chuẩn đoán bệnh là do: Kỹ thuật sắc ký lỏng khối phổ LC-MS/MS có độ nhạy cao, giới hạn phát hiện thấp, độ đặc hiệu cao, thời gian phân tích nhanh và khả năng phân tích đồng thời nhiều chất, cũng như kết quả không phụ thuộc vào vật mang.

Hệ thống LC/MS/MS QTRAP

Các QTRAP ® LC / MS / MS là một hệ thống ghép nối khối phổ độc đáo, có khả năng hoạt động như ba tứ cực khối phổ cho phân tích định lượng và một bẫy ion tuyến tính rất nhạy cho công việc đòi hỏi phân tích định tính. Công nghệ QTRAP ® cũng có thể làm tăng tính chọn lọc bằng cách giảm nhiễu cho các ứng dụng định lượng bằng cách sử dụng quy trình làm việc MRM3 trong đó quá trình chuyển đổi MRM được dựa trên sự phân mảnh mô hình MS / MS / MS của hợp chất quan tâm.Hệ thống QTRAP cũng bao gồm công nghê bẫy ion có độ nhạy cao nhất-công nghệ bẫy dạng thẳng mới được đăng ký độc quyền

– Cung cấp cùng với vận tốc quét siêu nhanh và khả năng thực hiện quét khối phổ 3 lần.
– Thực hiện quá trình quét ion (MRM) cho phân tích định lượng sử dụng hệ thống ba tứ cực độ nhạy cao
– Định danh, phân tích đặc trưng và định lượng các chất chuyển hóa nhanh hơn và dễ dàng hơn

Các ứng dụng phổ biến hiện nay trong Y học – Nghiên cứu, xét nghiệm, chuẩn đoán bệnh có thể kế đến như sau:

– Nghiên cứu xác định ung thư sóm và các bệnh nan y với các chỉ thị sinh học (Biomarker): LC-MS/MS cho phép phát triển công nghệ omics mới cho nghiên cứu chỉ thị sinh học (biomarker) để hiểu được nguyên nhân gốc rễ của các bệnh như ung thư, bệnh tim mạch và bệnh tự miễn dịch và từ đó tìm ra các xét nghiệm chuẩn đoán sớm và phương pháp điều trị đích hiệu quả. Các nghiên cứu sẽ bao gồm Proteins, Lipid và các chất chị thị sinh học của protein.

Các hệ thống LC-MS/MS với công nghệ SWATH® đã được cấp bằng sáng chế của SCIEX cho phép định lượng hàng ngàn protein trên các bộ mẫu lớn với mức độ hoàn chỉnh của dữ liệu, độ chính xác định lượng và khả năng lặp lại cao.

Công nghệ Proteomics thế hệ tiếp theo của SWATH® sẽ cho phép các nhà khoa học của trường đại học hợp tác với các công ty y tế và các bệnh viện để tạo ra một số lượng lớn các xét nghiệm và điều trị, đẩy nhanh quá trình loại bỏ nhiều bệnh nghiêm trọng nhất đang phải đối mặt ngày nay.

Các hệ thống proteomics của SCIEX đã được lựa chọn để cung cấp những dữ liệu toàn diện mà rất khẩn cấp cần thiết trong y học chính xác tại trung tâm Stoller Biomarker Discovery Center tại Anh. Đây một trong những cơ sở proteomics lâm sàng lớn nhất trên thế giới, đang dẫn đầu một loạt các dự án phát triển biomarker và hợp tác quốc tế. Nó sẽ giúp xác định và phát triển các xét nghiệm về nguy cơ bệnh tật, chẩn đoán, đáp ứng với điều trị và tiên lượng trên quy mô công nghiệp, hỗ trợ dịch các dấu hiệu sinh học vào phòng thí nghiệm lâm sàng.

The X500R QTOF System brochure
Hệ thống LC/MS/MS QTOF cho phân tích Screening và các độc tố chưa biết

– Y học chính xác (precision medicine) và điều trị đích (Target Theraphy) – Phát triển các phương pháp theo dõi thuốc điều trị mới (Therapeutic Drug monitoring – TDM) ngày càng trở nên cấp thiết do:

+ Nhu cầu dùng thuốc liều thấp, chế độ kết hợp nhiều loại thuốc

+ Tầm quan trọng của đánh giá sự đáp ứng khác nhau trong chuyển hóa giữa các bệnh nhân khác nhau hay của mỗi bệnh nhân trong điều trị đích

+ Sự cần thiết phải xác định khoảng liều dùng điều trị hẹp nhất

Các nhu cầu này đặc biệt quan trong với các loại thuốc mới, đặc hiệu như Thuốc ức chế miễn dịch, thuốc kháng retrovirus, thuốc chống co giật, và thuốc chống loạn thần kinh. Chính vì vậy hệ thống LC-MS/MS ngày càng được sử dụng rộng rãi trong các khoa xét nghiệm của bênh viện.

SCIEX cung cấp phương pháp tiêm mẫu trực tiếp để phân tích cyclosporin A, everolimus, sirolimus và tacrolimus. Một phương pháp để xác định acid mycophenolic cũng được cung cấp.

Ứng dụng LC-MS/MS là bước tiến lớn trong ngành Precision Medicine. Về cơ bản, đây là tương lai của chăm sóc sức khoẻ – được điều trị đúng người đúng lúc và đúng liều.

– Nghiên cứu về nội tiết học: LC-MS/MS là công cụ lý tưởng cho xác định steroids, vitamin D và các chất chuyển hóa của nó cũng như peptids, proteins và các chất khác trong trong các nền mẫu phức tạp như mẫu máu, nước tiểu, nước bọt và dịch thủy phân tế bào (whole cell lysates).

+ Testosterone, bao gồm cả Testosterone nồng độ siêu thấp

+ Estrogens: estradiol, estrone, and estriol

+ 25-OH-vitamin D2 and D3

+ 1,25-di-OH-vitamin D2 and D3

+ Multi-analyte steroid panel

+ T3/T4 and FT3/FT4

+ Homocysteine

Hóa chất phân tích là mở, có thể phân tích với số lượng mẫu bất kỳ (1 mẫu, 2 mẫu,… 100 mẫu và có thể chạy 24/7).

Xét nghiệm rối loạn chất chuyển hóa và amino acid ở trẻ sơ sinh: LC-MS/MS cung cấp giải pháp không chỉ nghiên cứu sàng lọc sơ sinh truyền thống mà còn mở rộng cho các ứng dụng khác có liên quan đến các lỗi lầm bẩm sinh của quá trình trao đổi chất như nghiên cứu rối loạn lưu trữ lysosomal, Bile acids, axit béo chuỗi dài, rối loạn peroxisomal và steroid liên quan đến tăng sản thượng thận bẩm sinh.

+ Phương pháp đã được thẩm định cho cả hai phương pháp dẫn xuất hóa và không dẫn xuất hóa.

+ Phân tích đồng thời amino acids và acylcarnitines với hơn 40 chỉ tiêu trong vòng 2 phút với mẫu máu khô gót chân

Nguồn: Tạp chí thử nghiệm ngày nay

0934 517 576