气相色谱-质谱在生物医学中的应用

气相色谱-质谱是气相色谱、分离技术和质谱的结合，用于识别分析物。这种检测技术在生物医学中有着广泛的应用，包括疾病诊断、药物质量控制和代谢分析。

　　气相色谱-质谱分析法

　　气相色谱-质谱是一种分析挥发性和半挥发性化合物的技术。气相色谱是一种有效的分离技术，可以分离气态化合物。气相色谱可以根据物质的保留时间来识别它们，但这些可能不准确，因此会产生误导。气相色谱本身不足以自信地鉴定分离的化合物，这就是为什么使用质谱的原因。质谱根据分析物的质量或m/z(质荷比)来识别分析物。一般来说，气相色谱-质谱使用电子碰撞和化学电离技术。总的来说，气相色谱-质谱具有分析速度快、分析物鉴定可靠性高、对难以分析的化合物灵敏度高等优点。


　　气相色谱-质谱用于疾病诊断

　　气相色谱-质谱在诊断疾病方面特别有用，因为它可以识别液体中的化合物，如尿液和血液。原本很难发现的疾病，如先天性疾病，尤其受益于此，因为它可以应用于羊水样本。在这种情况下，气相色谱-质谱提供了对分娩或产后关键时期可能非常相关的疾病的高度准确的诊断。气相色谱-质谱可用于根据体液中化合物的异常水平来检测疾病状态。例如，胆固醇合成不足可导致史密斯-莱姆利-奥皮茨综合征(SLO)，可通过气相色谱-质谱检测，显示血液和组织中7-脱氢胆固醇水平升高。这项技术也用于识别人体呼吸中肺结核的生物标记物。这种生物标志物测试可以区分健康个体和疑似感染者，以及感染者和非感染者。


　　代谢组学中的气相色谱-质谱

　　气相色谱-质谱可用于检测和表征成虫和幼虫之间的代谢失衡。出生时尿检可以早期告知医护人员代谢性疾病。这些疾病包括先天性代谢紊乱(IEM)，每200个婴儿中就有一个患有这种疾病。

　　IEM病是由一种或多种突变蛋白的丢失或获得引起的。气相色谱-质谱代谢物分析可以鉴别许多由酶功能障碍引起的异常。气相色谱-质谱可用于检测130多种不同的代谢紊乱，如甲基丙二酸尿症、丙酰亚胺病和异戊酸尿症。


　　气相色谱-质谱还可用于表征代谢活性，并显示是否获得了异常代谢特征。代谢过程可以用同位素标记，通常是13C，13C-12C的比值通常用同位素比值质谱仪测量。这种类型的质谱仪仅用于测量一些选定的离子，并以比率的形式给出值。在体液分析中使用气相色谱-质谱也有一些缺点。例如，反复将体液注入气相色谱仪可能会产生不挥发的残留物，这些残留物可能会在以后的分析中分解。此外，GC-MS是挥发性代谢物的理想选择，但对于高分子量的非挥发性代谢物则不理想。


　　药物研发和生产

　　气相色谱-质谱在药物开发中非常有用，因为它是药物化学的一个重要方面。它可用于表征在药物开发和活性药物成分(API)搜索过程中应进一步跟进的主要候选化合物。

　　气相色谱-质谱可用于分析临床试验期间的药物行为。气相色谱-质谱可用于研究药物动力学(研究药物在体内如何运动)和药效学(研究药物的作用和工作原理)。例如，气相色谱-质谱已用于测定维生素K胶囊在人体血浆中的药代动力学和药效学。

　　气相色谱-质谱联用技术在药物质量控制中发挥着重要作用。由于其表征化合物的能力，它可用于分离和鉴定药物成分。因此，任何杂质都将被识别，并可以被去除。因此，气相色谱-质谱联用技术在药物生产工艺和方法开发以及药物稳定性试验中发挥着重要作用。