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全自動(dòng)AI微型質(zhì)譜系統(tǒng)：精神科用藥監(jiān)測(cè)迎來(lái)精準(zhǔn)便攜新方案
2025年06月18日 13:59:59
來(lái)源：化工儀器網(wǎng) 作者：宋池 點(diǎn)擊量：393
中山大學(xué)團(tuán)隊(duì)在《Advanced Science》發(fā)表研究成果，開(kāi)發(fā)出全自動(dòng)集成式微型血液處理與質(zhì)譜分析系統(tǒng)（imBPMS）,，為臨床提供高效,、精準(zhǔn)、便攜的床旁治療藥物監(jiān)測(cè)新方案,。
近日,，中山大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)院團(tuán)隊(duì)聯(lián)合中山大學(xué)附屬第七醫(yī)院藥學(xué)部團(tuán)隊(duì)研發(fā)的全自動(dòng)集成式微型血液處理與質(zhì)譜分析系統(tǒng)(imBPMS)，在國(guó)際頂級(jí)期刊《Advanced Science》發(fā)表研究成果,。該系統(tǒng)首次實(shí)現(xiàn)精神類(lèi)藥物血藥濃度監(jiān)測(cè)的全流程自動(dòng)化,、智能化與微型化，為精準(zhǔn)用藥提供了高效可靠的技術(shù)支撐,。
在推進(jìn)精準(zhǔn)醫(yī)療的過(guò)程中,，對(duì)生物流體中的小分子生物標(biāo)志物進(jìn)行高效檢測(cè)至關(guān)重要，但傳統(tǒng)的檢測(cè)方法往往面臨著復(fù)雜性,、便攜性以及通量等多方面的挑戰(zhàn),。而精神類(lèi)藥物的血藥濃度監(jiān)測(cè)對(duì)于指導(dǎo)臨床用藥、提高治療效果具有關(guān)鍵作用,，現(xiàn)有的監(jiān)測(cè)手段卻存在一定的局限性,。因此，該研究團(tuán)隊(duì)致力于開(kāi)發(fā)一種能夠滿(mǎn)足臨床需求的新型監(jiān)測(cè)系統(tǒng),，以克服現(xiàn)有方法的不足,。
imBPMS系統(tǒng)將自動(dòng)化磁固相萃取、自吸式直接離子化噴霧,、單離子阱并行串級(jí)質(zhì)譜分析與深度學(xué)習(xí)U-Net峰面積識(shí)別算法深度集成,，構(gòu)建了從血清進(jìn)樣到定量結(jié)果的全流程自動(dòng)化閉環(huán)操作。該系統(tǒng)基于團(tuán)隊(duì)前期聯(lián)合清華大學(xué)深圳國(guó)際研究生院及至秦儀器研發(fā)的小型便攜式質(zhì)譜儀,，采用模塊化設(shè)計(jì)的磁固相萃取前處理裝置可在25分鐘內(nèi)高效提取血清樣本中的目標(biāo)藥物,，提取效率達(dá)60%-120%，同時(shí)顯著減少有機(jī)試劑使用,。創(chuàng)新的亞真空自吸式電噴霧離子源實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化采樣與高效離子化,，結(jié)合單離子阱質(zhì)譜技術(shù)，使系統(tǒng)在30分鐘內(nèi)即可完成8個(gè)濃度梯度標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)的自動(dòng)構(gòu)建,。
研究最大亮點(diǎn)在于引入深度學(xué)習(xí)U-Net算法與雙目標(biāo)離子并行串聯(lián)質(zhì)譜技術(shù),。通過(guò)對(duì)4種精神類(lèi)藥物及其內(nèi)標(biāo)共273份樣本、189,600個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)進(jìn)行測(cè)試,，該算法實(shí)現(xiàn)98.32%的譜峰識(shí)別準(zhǔn)確率,，預(yù)測(cè)峰面積與人工測(cè)量偏差僅為0.196%。系統(tǒng)建立的臨床有效濃度標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)線(xiàn)性?xún)?yōu)異(R²>0.99),，重復(fù)性實(shí)驗(yàn)中4種藥物平均準(zhǔn)確度偏差僅3.5%,，精密度相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差均低于10%,。在35份臨床患者血清樣本對(duì)比實(shí)驗(yàn)中，該系統(tǒng)檢測(cè)結(jié)果與傳統(tǒng)LC-MS/MS方法高度一致,，關(guān)鍵藥物文拉法辛和去甲文拉法辛的檢測(cè)差異分別低至0.34 ng/mL和0.36 ng/mL,。
這項(xiàng)研究成功建立"自動(dòng)化樣本處理-微型化質(zhì)譜硬件-AI驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)分析"的高通量臨床檢測(cè)新方法。imBPMS系統(tǒng)不僅為精神科個(gè)性化用藥提供強(qiáng)大工具,，更在臨床前藥物篩查及重大疾病標(biāo)志物快檢領(lǐng)域展現(xiàn)出廣闊前景,。
素材來(lái)源：分析人
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