完成单位：北京大学、中国石油大学（北京）

完成人：白玉、徐姝婷、韩晔华、马雯、聂洪港、刘明霞、艾万鹏

成果简介：生物标志物作为疾病发生、发展及预后的判断指标，在临床诊断和治疗中具有重要的研究意义和应用价值。其浓度低、性质差异大、动态范围宽等特点，使生物标志物的超灵敏和快速测量面临挑战。本项目针对体液、细胞及组织中生物标志物检测所面临的灵敏度不足、分析通量低等难题，发展常压质谱离子化新装置，提出高灵敏多重放大新策略，开发高通量分析新技术和新方法，开展极少量生物样本中生物标志物的分析检测。搭建了集成多功能常压离子源质谱、常压质谱免疫、基于纸芯片的多标志物联合检测以及单细胞多元质谱流式等分析平台，发展了微升级血清中超灵敏的目标蛋白分析、基于激光可裂解探针的标志物分析和成像以及单细胞蛋白质和代谢物同时检测等新方法，实现了极少量血清、单细胞和组织中多元生物标志物的高灵敏、高通量分析。为重大疾病生物标志物筛查、诊断预警、肿瘤细胞精准分型和肿瘤耐药机制研究等提供重要方法和关键技术支撑。近5年成果在J. Am. Chem. Soc.、Angew. Chem. In. Ed.和Anal. Chem.等SCI期刊发表论文29篇，中文核心期刊论文3篇，撰写专著章节2章，获得4项授权中国发明专利。成果获得国际国内同行的充分肯定和认可，对于推动常压质谱在临床诊断中的应用、提升我国在该领域的研究水平具有重要意义。

创新点及科学价值：针对体液、细胞及组织中的生物标志物检测所面临的灵敏度不足、分析通量低等难题，搭建了集成常压离子源平台、电喷雾加速的芯片喷雾离子源、在线激光散射耦合电喷雾等系列具有自主知识产权的常压离子源平台以及新型进样装置，克服单一离子源电离能力不足的问题，实现极性和弱极性的有机和生物标志物的有效电离及结构解析。提出了基于离子型质谱标签和常压离子化质谱的三重放大策略，发展了基于纸芯片的多标常压质谱免疫分析方法，建立了极少量血清样本、单细胞和组织中蛋白质和代谢物等生物标志物的高灵敏分析新方法，首次实现单细胞中多元蛋白质和代谢物的同时质谱分析。为基于单细胞的肿瘤细胞精准分型和肿瘤耐药研究领域提供了突破性的新技术和新方法。为肿瘤等重大疾病生物标志物筛查、早期诊断预警、精准治疗研究等提供重要的分析方法和关键技术支撑。

社会经济效益：多种离子源平台和生物标志物分析方法等已经获得4项中国发明专利授权。相关内容与北京大学人民医院以及解放军总医院等临床医院和科研单位开展科研合作研究。

应用前景：生物标志物作为疾病发生、发展及预后判断指标，在临床诊断和治疗中具有重要的研究意义和应用价值。我们充分利用常压离子化质谱快速、高通量的特点，从提高方法的通用性和灵敏度等多角度构建复杂生物样本中标志物的分析新技术和方法。近年来临床质谱发展迅速，我们的方法在临床重大疾病的早期预警、诊断和治疗中均具有重要意义和推广价值。