质谱(MS)是一种用来鉴定样品中化学成分的分析技术，主要通过电离化合物生成带电分子或分子碎片,并测量其质荷比和丰度来完成鉴定。

分析样品进入质谱仪后，在离子源的作用下被转换为气态的阳离子（带正电）或阴离子（带负电），随后气态离子在质量分析器里磁场与电场的共同作用下，会产生不同的运动轨迹打在检测器上，进而由检测器将其转换为不同的电信号，再由计算机将信号转换为质谱图，质谱图为离子信号与质荷比的函数曲线图。在质谱图中，分子离子和碎片的质量数可用于确定化合物的元素组成或同位素特征。元素可通过其质量数进行唯一鉴别。

随着新技术的突破，各种体外诊断新理论、新技术的出现，临床质谱检验近年来发展迅猛。其凭借高特异性、高灵敏度、多指标联检，成为了体外诊断领域最富生命力的新技术之一，逐渐展露出成为精准医疗领域下一个黄金赛道的潜力，源起基金团队对于该行业及上下游也保持着高度的关注。

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质谱行业发展历程

从20世纪80年代开始，质谱逐渐发展成为工业产品，最早应用于化学分析，生命科学科研和制药业。由于免疫法检测存在较高假阳性率，质谱技术开始从研究性实验室走入临床实验室，如气相色谱质谱(gas chromatography mass spectrometry GC-MS)技术起初应用于军事药物监测。1988年，美国联邦药品检验局发布强制性指南，要求治疗药物监测必须使用质谱法进行确认，奠定了质谱技术在治疗药物监测中的重要地位。

但GC-MS主要适用于挥发性和热稳定性化合物，样品制备程序复杂，检测通量低，因此限制了其在临床中应用。

20世纪90年代，电喷雾电离接口技术(electrospray ionization interface technology,ESI)发展使得液相系统和质谱系统的结合成为了可能，两者的结合也进一步促进了液相色谱-串联质谱(liquid chromatography-tandem mass spectrometry, LC-MS/MS)技术在医学检验、临床研究及疾病诊断的应用发展。

液相色谱质谱技术联用能够使非挥发性和热不稳定生物分子电离并在极低浓度下得到检测，简化了样品制备流程，提高了检测通量，极大缩短了报告周期，因而在临床实验室常规检测工作中得到了迅猛发展。

21世纪初期，质谱技术开始尝试应用于感染性疾病检测。基质辅助激光解吸电离技术(matrix-assisted laser desorption/ionization,MALDI)的发展，解决了非挥发性和热不稳定性生物大分子解吸离子化的问题，便捷地将生物样本引入质谱系统，并结合飞行时间质量分析器(time-of-flight,TOF)技术，实现了微生物快速鉴定分析，鉴定时间可缩短1.45d。2013年，美国FDA首次认可使用MALDI-TOF对微生物进行鉴定。

我国质谱技术在医学检验中的应用最早始于治疗药物监测。随后，质谱技术在遗传代谢病检测、营养素检测和微生物鉴定工作中作出了突出贡献，同时在蛋白组学等研究领域也具有良好前景。质谱检测具备高灵敏度、高特异度、高通量、单次分析的快速性、检测信息的丰富性等特点，并且对复杂生物基质分析耐受性高，有望成为医学检验领域继基因测序技术之后的下一个革命性技术。

目前，质谱技术的科研应用虽然仍占据主要地位，但是临床应用增速迅猛，并逐渐由科研领域向临床领域过度。根据行业调研，美国临床质谱检测占总医学检测市场的15%左右，主要由第三方独立实验室(ICL)推动其持续快速发展。而在国内，临床质谱检测在所有医学检测市场中的占比不足1%。谁能够率先布局市场，就将在未来竞争中占据极大的优势。

 

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临床质谱行业概况

临床质谱是通过分析生物标志物分子量、分子量组合及其丰度来鉴别标志物种类和浓度，进而判断所患疾病种类和疾病进程。作为一种平台型分子诊断技术，质谱可以检测包括核酸、蛋白质、代谢产物、金属离子、药物分子在内的多种物质，且凭借其在灵敏度、特异性以及检测通量等方面优势，未来可在多个检测领域实现对传统诊断方法的替代，具有极大临床应用价值和市场空间。

我国整个临床质谱产业发展仍处于起步阶段。仪器端，高端质谱仪几乎由海外巨头垄断，国内外差距明显；服务端，质谱检测已在新生儿筛查、维生素D检测等领域实现商业化，但渗透率仍远低于欧美等发达国家。

作为精准诊断平台技术，未来临床质谱将在微生物鉴定、药物浓度监测以及基于多组学检测的癌症早筛等领域发挥巨大潜力，仪器+数据库+服务一体化布局企业将脱颖而出。

临床质谱在我国市场稳步前进，但未来一段时间内不会快速取代主流临床检验设备和项目，而是帮助需求端解决现有检测平台难以实现的特色项目，之后医院的普及程度和运用范围将会越来越高。

国内多家企业与国际质谱五大厂商采取OEM合作方式推出了相应设备，将质谱仪器门槛进一步降低；而且国内厂家也注意到临床应用中自动化的需求，大量开展自动化样品前处理仪器开发与销售，使质谱日趋自动化，减少对专业人员的依赖；质谱试剂盒近几年获批数量逐步攀升，降低了临床操作难度，更为标准化。

质谱检测领域国内市场在新生儿筛查、维生素检测、微生物检测等领域的商业化，一定程度体现了质谱检测与其他检测的差异性，质谱检测满足了原有检验手段所不能提供的功能，但在更大的小分子定量分析领域，这种差异还未被我国现有检验场景所体现，其中既有供应端不够自动化、标准化、低门槛，市场准入不明晰，也有需求端对更精准检验的替代需求。质谱高灵敏度、高通量的特点，现有检测项目还不足以完全体现其优势，未来质谱平台(或与其他技术平台结合使用)上定会诞生功能强大的新兴检测项目。

在中国临床质谱商业化是由第三方服务开始的，但国内临床检验市场主要还是以公立医院检验科为主，长远看势必是要走IVD路线，所以应积极和医院共建质谱平台，发展质谱市场。2021年3月18日，国家药监局网站发布修订后的《医疗器械监督管理条例》第53条，一定程度上鼓励发展临床实验室自建项目LDT，至少院内已有质谱平台的在院内开展各种LDT是符合收费要求的，未来政策是否全面放开LDT对质谱发展有极大影响。

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质谱产业链

质谱产业链包括上游核心零部件、中游仪器和试剂以及下游基于质谱的检测服务。

上游核心零部件和仪器技术壁垒较高，仍依赖进口，但国内已有多家企业在微生物质谱仪(MADLI-TOF)完成布局，有望反超进口品牌。

试剂领域，国外质谱仪巨头都是科学仪器厂家，很少开发原厂配套检测试剂，因此临床质谱领域尚未出现类似罗氏、雅培的“仪器+试剂”巨头，国内临床质谱公司在试剂开发方面有较多机会。新生儿遗传代谢性疾病、维生素D检测等领域具有较大市场空间，是进口品牌和国内渠道资源较强的ICL关注的市场。国内企业在新生儿筛查和维生素D检测试剂盒领域已有一定市场参与度，但因为缺少行业标准，水平参差不齐。

下游检测服务主要应用场景包括第三方独立检验实验室、区域临检中心、三级医院、样本量较大的二级医院和体检机构。受限于检测试剂种类，目前提供的检测项目有限，以成熟的新生儿筛查和维生素检测为主。来自患者疾病诊断的质谱检测需求目前规模较小，还需要进一步市场教育。

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临床质谱应用生态 —— 七大技术平台
 

临床质谱由多个技术平台组成，包括液相色谱串联质谱技术平台、微生物质谱技术平台、气相色谱串联质谱技术平台、核酸质谱平台、电感耦合等离子体质谱平台、蛋白定量质谱平台、质谱成像平台等。

各个技术平台中，液相色谱串联质谱、微生物质谱、气相色谱串联质谱是临床应用最早、相对成熟的技术平台，其临床价值已经广受认可，电感耦合等离子体质谱、核酸质谱技术平台在临床应用中有明显优越性，正在迅速成熟，蛋白定量质谱和质谱成像平台在临床则还处于萌芽期，停留于科研层面。
 

临床质谱各技术平台应用成熟度，动脉数据库，源起基金整理（注：面积表示市场规模大小）。从细分来看：

·  液相色谱串联质谱仪是临床检测中最常用的质谱仪类型；

·  微生物质谱技术平台临床应用已经成熟，且国产化程度极高。微生物质谱高度依赖质谱菌种鉴定数据库；

·  核酸质谱是中通量基因检测利器，弥补了荧光定量PCR通量不足和NGS检测时间过长的缺陷。也是继NGS之后，推动中国精准医疗快速发展的重要力量；

·  气相色谱串联质谱在临床应用范围较窄，和液相色谱串联质谱在新生儿遗传代谢病筛查市场形成互补；

·  电感耦合等离子体质谱技术在临床用于人体微量元素检测，且还有更多的临床应用潜力可以挖掘；

·  蛋白定量质谱、质谱成像等新兴技术平台还处于萌芽中。

图 | 临床质谱各技术平台总结，源起基金整理

结语：精准医疗的前提是精准诊断，精准诊断的实现形式就是基因测序和质谱。质谱与基因测序一样，由科研逐渐走向临床，作为一种新兴技术，临床质谱与基因测序有许多共同点，现在的临床质谱检测类似于早期的基因测序，这也就意味着临床质谱不仅可以复制基因测序的发展链路，还可以规避诸多发展瓶颈，迅捷进入高速发展期。

后续文章会继续从政策、专家共识、质谱仪、行业投融资情况、市场规模、商业化路径等方面解读临床质谱行业。

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