POCT质谱应用速递 | 南昌大学第一附属医院实现三种精神类药物的血药浓度即时检测
近日，南昌大学第一附属医院李振涛团队在Analytical and Bioanalytical Chemistry上发表题为“Miniature mass spectrometer-based point-of-care assay for measuring three psychiatric drugs in human plasma and whole blood”的研究论文。该研究基于清谱科技的微型质谱平台，成功开发了一种适用于床旁即时检测精神类药物在血液中浓度的方法。该方法仅需50μL全血或血浆样本，在2 min内即可完成卡马西平、喹硫平和奥氮平三种常用精神类药物的精准定量，有望突破精神科治疗药物监测和药物中毒急救中的时效性瓶颈。
研究背景
卡马西平、奥氮平、喹硫平等精神类药物是治疗癫痫、精神分裂症等疾病的常用药物。然而，这类药物存在个体代谢差异大、治疗窗窄（有效浓度与中毒浓度接近）、患者用药依从性差等问题，导致临床中药物过量中毒或疗效不足的情况时有发生。根据神经精神药理学与药物精神病学协会（AGNP）的共识指南，这些药物被列为一级推荐监测药物，建议在出现不良反应、治疗无效或存在药物相互作用时常规监测血药浓度。
目前，传统的血药浓度检测主要依赖于实验室的液相色谱-质谱联用技术。该方法虽准确性高，但流程繁琐、耗时较长，通常需要数小时至数天才能出具结果，严重影响了临床决策的及时性。因此，开发快速、简便的血药浓度检测方法，对于实现长期疗效监测和药物中毒的及时诊治具有重要意义。
研究方法
研究采用清谱科技的Cell便携式质谱分析系统，结合纳升电喷雾电离试剂盒与微管纸喷雾电离试剂盒。实验中三种精神类药物及其同位素内标物的优化质谱参数见表1，临床样本的对照分析使用高效液相色谱-质谱联用仪完成。
表 1.卡马西平(CBZ)、喹硫平(QTP)、奥氮平(OLZ)及其内标物的微型质谱参数
检测流程
以卡马西平的检测为例，精确移取100 μL含特定浓度卡马西平的血浆或全血样本，置于1.5 mL离心管中，加入100 μL含500 ng/mL氘代卡马西平内标的乙腈溶液，涡旋振荡30 s以充分沉淀蛋白，后于12,000 rpm条件下离心30 s。移取100 μL上清液，点样于微管纸喷雾试剂盒，直接进行微型质谱分析。喹硫平与奥氮平的检测流程与此步骤一致，分别采用其对应的氘代内标进行定量校正。
图 1. 使用微管纸喷雾-微型质谱技术对血浆和全血中卡马西平、喹硫平和奥氮平进行即时检测流程图
研究结果
分析方法建立与性能验证
研究基于微管纸喷雾-微型质谱技术，开发了一种可快速定量人血浆和全血中三种精神类药物的方法。
特异性：空白血浆和全血样本在目标物定量通道无干扰，方法具有良好的特异性。微管纸喷雾技术有效克服了复杂生物基质引起的离子抑制效应，显著提升了方法在实际样本分析中的稳定性。
线性范围与检出限：在临床相关浓度范围内，三种药物在血浆与全血中均呈现良好的线性关系。其中，卡马西平、喹硫平与奥氮平的定量范围依次为0.1–20 μg/mL、10–1000 ng/mL与10–200 ng/mL。采用加权线性回归进行拟合，所有校准曲线的相关系数均不低于0.99。该方法灵敏度良好，卡马西平、喹硫平与奥氮平的检测限依次为0.05 μg/mL、5 ng/mL与5 ng/mL。
图2. 人血浆中(A)喹硫平、(B)奥氮平与(C)卡马西平的校准曲线
图 3. 人全血中(A)喹硫平、(B)奥氮平与(C)卡马西平的校准曲线
准确度与精密度：通过在人血浆和全血样本中进行低、中、高三个浓度水平的验证实验，评估了方法的准确度。如表2所示，卡马西平、喹硫平与奥氮平在血浆中的加标回收率范围分别为89.59–122.24%、86.19–99.86%和100.96–115.21%，相对标准偏差（RSD）分别介于1.58–8.62%、2.95–9.24%和4.62–21.06%之间。三种药物在全血中的回收率与精密度结果同样符合要求（见补充表2）。
表 2. 不同浓度水平下分析物在血浆样本中的加标回收率
日间定量稳定性：通过在连续3天内对血浆和全血中的卡马西平、喹硫平与奥氮平分别建立校准曲线，评估了方法的日间定量性能。结果显示，各天拟合曲线的斜率与截距差异较小，每日所有药物的R²值均大于0.99，各浓度水平的RSD均低于30%。卡马西平、喹硫平与奥氮平在血浆和全血中的定量限（LOQ）在日间评估中保持稳定，分别为0.1 µg/ml、10 ng/ml和10 ng/ml。
图 4. 微型质谱法测定血浆中(A)喹硫平、(B)奥氮平与(C)卡马西平的日间定量性能比较
临床样本检测
为评估所建立方法的临床适用性，本研究收集了30例患者残留血液样本，采用传统LC-MS/MS方法与新建微型质谱方法进行平行分析。两种方法测定结果的相对差异范围为1.76%-17.79%，其中85%的样本相对差异小于15%。
表 3. LC-MS/MS与微型质谱对临床样本定量分析结果的比对
研究结论
该研究首次开发了一种基于微型质谱技术与常压电离方法的POCT检测方案，实现了人血浆和全血中三种精神类药物的快速定量分析。该方法仅需50 μL微量样本，检测时间短于2 min，在临床相关浓度范围内表现出良好的线性关系。研究证实，该微型质谱系统能够实现加标样本中药物的准确测定，其快速分析能力与简化的前处理流程使其适用于临床现场检测，可为医生诊疗决策提供实时结果。
该研究的成果为以下领域提供了技术支撑：
（1）推动微型质谱POCT技术在临床精神类药物浓度监测中的实际应用；
（2）扩展质谱分析方法至其他长效治疗药物的用药依从性监测；
（3）支持精神类药物滥用或意外过量所致中毒的临床诊断与辅助治疗。