前情提要 :
之前被官方幾乎連續兩個月禁言
這讓我想到一則網路上類似的笑話 :
男：「今天吃什麼？」
女：「你不能問點有深度的問題嗎？」
男（突然嚴肅）：「好，那請問：如果今晚的菜單是一個函數 f(x)，我現在肚子餓的程度是 δ，請證明在 ε–δ 定義下，這頓飯會收斂到飽。」
女（瞪大眼）：
「你是要吃飯，還是要期末考把我當掉？」
好像官方一直在暗示我的發言沒有深度
所以今天要來發表有深度的文章
正文開始:
分子偵探：質譜儀如何在你的血液中揪出隱藏的敵人？
🔬 體內的「分子磅秤」：質譜儀的奇幻世界
你是否曾經好奇，醫生是如何精確測量你體內極微量的藥物、激素或疾病標誌物？答案藏在一個聽起來很複雜，但運作原理卻非常巧妙的技術中——質譜法（Mass Spectrometry, MS）。
質譜法被譽為一種強大的定性與定量分析技術，它就像體內的「分子偵探」，專門用來識別和量化各種與臨床相關的分析物，包括小分子、蛋白質，甚至胜肽。但請注意，質譜儀的獨特之處在於：它並非直接測量分子質量，而是測量離子的質荷比（mass-to-charge ratio, m/z）。
🚀 質譜儀的運作三部曲：讓分子帶電飛起來！
質譜儀的核心流程可被簡化為三個步驟：
第一步：創造離子 (Ionization)
要測量分子，首先必須讓它帶電變成離子。這個「離子化」的過程，就像是給分子裝上一個追蹤器。
1. 軟性離子化 (Soft Ionization)： 如果離子化過程中只產生很少或幾乎不產生碎裂，我們稱之為軟性離子化。
電噴灑離子化（ESI）： 這是臨床質譜法中最常使用的技術。它在大氣壓力下將樣品溶液噴出形成帶電液滴，非常適合極性或在溶液中已呈離子態的化合物（如蛋白質和胜肽）。ESI 還有一個特別的功能：它能產生多重帶電離子，這大大擴展了儀器可測量的質量範圍。
基質輔助雷射脫附離子化（MALDI）： 這種技術利用脈衝雷射激發樣品，將分子脫附並離子化。MALDI-TOF 在臨床微生物學中應用廣泛，用於細菌物種鑑定。
2. 硬性離子化 (Hard Ionization)： 如果離子化會產生大量碎裂，例如在氣相中用電子轟擊分子。
電子離子化（EI）： 常用於氣相層析儀-質譜儀（GC-MS）。EI 產生的碎裂圖譜具有高度重現性，常被當作化合物的「指紋」，用來與資料庫比對進行化合物識別。
電感耦合電漿（ICP）： 這是極致的硬性離子化，會導致分子完全原子化，主要用於元素分析，在臨床上特別適用於痕量元素分析。
第二步：質量分析 (Mass Analysis)
離子進入質量分析器後，會根據它們的 m/z 值被分離。
四極桿 (Quadrupole)： 這是目前最廣泛使用的分析器類型，通常被稱為質量過濾器（mass filters），它利用射頻（RF）和直流（DC）電壓的組合來篩選特定 m/z 範圍的離子通過。
飛行時間 (TOF)： 透過測量離子在真空中飛行特定距離到達探測器所需的時間，來計算 m/z。TOF-MS 的優點包括高採集速度、近乎無限的 m/z 範圍和高質量準確度。
串聯質譜儀 (Tandem MS 或 MS/MS)： 這是臨床定量分析的主流技術。它將兩個質量分析器串聯起來，中間夾著一個碰撞槽（collision cell）。第一個分析器選擇「前驅離子」（Precursor ion），然後在碰撞槽中將其碎裂，第二個分析器再選擇特定的「產物離子」（Product ion）進行測量。
🎯 臨床應用：高特異性偵查的利器
當質譜儀與氣相層析（GC）或液相層析（LC）結合時，分析能力將大幅提升，這類結合技術（例如 LC-MS/MS）被臨床實驗室用來識別和量化生物分子。
1. 高精確定量：MRM 模式
LC-MS/MS 方法中最常用於定量分析的是多重反應監測（Multiple Reaction Monitoring, MRM）模式。
MRM 的特異性極高，因為它同時利用了三種物理特性來確認分析物：
層析滯留時間（LC retention time）。
前驅離子的 m/z。
產物離子的 m/z。
由於僅針對特定離子對（transition）進行採集，MRM 能實現低定量限，並在新生兒代謝疾病篩查等應用中發揮高效能。
2. 分子指紋庫：鑑定未知物
在毒物學藥物篩查或代謝體學研究中，質譜儀能產生化合物的碎裂圖譜，這個圖譜就像分子的「指紋」。電腦資料庫（如 NIST Mass Spectral Database）可以透過比對這些指紋來幫助識別未知分析物。
3. 醫學成像與即時診斷
新興的環境離子化（Ambient ionization, AI）技術，讓質譜法可以直接從樣本中（或只需極少預處理）形成離子。其中一項技術，快速蒸發離子化質譜法（REIMS 或 iKnife），已被用於癌症手術期間的即時組織識別，例如乳腺、腦部和前列腺癌組織。
🛡️ 內標準品的守護：對抗「離子抑制」的挑戰
雖然質譜儀特異性強，但它並非完美無缺，仍然會受到干擾。其中一個關鍵的品質問題是離子抑制（Ion Suppression）。
離子抑制是一種基質效應，當樣品基質中高度可離子化的物質（如磷脂、鹽類或表面活性劑）與目標分析物同時洗脫時，它們會競爭離子源的表面或氣相反應。這種競爭會導致目標分析物的電離效率降低，信號被「壓制」。ESI 離子化技術對此尤其敏感。
為了確保定量的準確性，最好的方法是使用穩定同位素標記的內標準品（Isotopically Labeled Internal Standards）。這些內部標準品與目標分析物的化學性質和色譜行為幾乎相同，因此它們會經歷相同程度的離子抑制。透過比較目標分析物與其同位素標記內標準品之間的信號比值，可以補償基質效應帶來的誤差，從而實現更準確的定量分析。
