代谢|观察｜当质谱技术结合人体代谢物，泛癌筛查还有哪些挑战？( 四 ) 筛查|肿瘤|检测|队列|研究|钟晟

最后一个挑战则是来自质谱仪的基质材料。论文中也指出，激光解吸/电离（LDI）通常需要一个辅助的有机基质将能量传递给分析物，由于基质的本底离子，小分子代谢物检测的准确性受到影响。而纳米材料辅助的方法可以很好地适用于LDI研究低质量范围的代谢组学，这些纳米材料在吸收激光能量的同时，不会产生令检测信号复杂化的团簇离子。

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两种纳米材料的制备。
钟晟也进一步解释道，从传统的MALDI-TOF质谱来讲，用的最多的基质是有机小分子基质，比如说 CHCA（a－氰基－4－羟基肉桂酸），或者是DHB（2 ， 5-二羟基苯甲酸）等。 “小分子基质在做代谢物检测的时候会存在一个问题，因为它本身的分子量就是跟检测的这些代谢物的分子量是相似的，所以如果用这种有机小分子基质来做检测的话，它会存在一个很大的信号干扰。 ”正因如此，传统的MALDI-TOF检测的往往是大分子，例如微生物的膜蛋白检测，或者是用于单核苷酸多态性（SNPs）分型等。
论文中同时指出一点，此前的研究一般都依靠单一的纳米材料基质进行LDI分析，指纹分析信息有限，容易出现误报。
在这项研究中，研究团队在经过大量的筛选后， “最终确定了两大类可行的纳米材料，能够对我们检测的质谱检测的信号进行很好的富集和放大，最终得到高质量的数据结果。 ”钟晟表示。第一种类型的纳米材料是第一种纳米材料是Au/SiO2核/壳纳米粒子，第二种类型的纳米材料则是利用Agassisted化学蚀刻技从n型硅片上获得的高多孔性硅纳米线。
“纳米材料在这项研究中最核心的作用就是去放大激光能量，并且由于纳米材料具有物理化学的稳定性，它比较难产生小分子区间的干扰，所以相比传统的基质材料，在做代谢物或者小分子物质检测上面，它有较强的独特优势。 ”
值得一提的是，目前国内使用的质谱仪系统多数由德国布鲁克、美国SCIEX、日本岛津等进口厂商主导，而钟晟等人创建的泰莱生物的团队还在进行质谱仪的国产化。 “我们转向仪器自研国产化是基于实际科研需求，也符合宏观政策的方向。从整个产业的角度来看，我们认为上游仪器‘卡脖子’的问题也必须解决。 ”郑杰表示。
钟晟则谈及，如果类比称手机或者电脑，质谱仪也会涉及很多零部件的采购， “激光器、探测器、采集卡，包括无数的电源、开关、芯片，包括印制线路板 PCB等，里面的各个零部件难免涉及到跨国采购。但是这不仅仅只是个单纯组装的过程，需要对各个零部件有深刻的了解和对真实业务场景需求的理解，通过不断的调试和测试数据的反馈，才能做出一台真正适合自己的质谱仪。 ”他同时提到， MALDI-TOF也是目前各类型质谱仪中国产化进度最快的一个平台， “目前我们的国产化率基本上可以实现85%以上。 ”
郑杰同时强调一点，无论是纳米基质材料的筛选，还是质谱仪的国产化，这些研究并不仅仅是一项科学实验， “它最终还是反映到数据上，让检测结果真正可实现基层应用。 ”
多种液体活检策略的结合可进一步提高准确性
在这项研究中，研究团队从中国两个医院选取的队列进行了MNALCI泛癌筛查测试。
【代谢|观察｜当质谱技术结合人体代谢物，泛癌筛查还有哪些挑战？】上海队列由1008人组成，包括203名健康对照组和805名被美国癌症联合委员会（AJCC）诊断为I-IV期癌症的患者：其中肝癌（n = 139）、肺癌（n = 76）、胰腺癌（n = 97）、结直肠癌（n = 238）、胃癌（n = 119）和甲状腺癌（n = 136），来自中国上海复旦大学附属中山医院。