液相色谱- 三重四极杆串联质谱产品的技术审评

2022-11-28 05:21任希力李国勇徐琨赵立国耿友军夏文龙
医疗装备 2022年15期
关键词:液相串联质谱

任希力,李国勇,徐琨,赵立国,耿友军,夏文龙

山东省食品药品审评查验中心 (山东济南 250014)

质谱分析是利用离子的质荷比对物质进行检测的技术。串联质谱是将两台质谱质量分析器按顺序排列,并将碰撞池放置于两台仪器中间。液相色谱-质谱联用技术以液相色谱仪作为分离系统,质谱仪作为检测系统,化合物随着流动相进入到质谱,经质谱的质量分析器将离子碎片按质荷比分开,经检测器得到质谱图。液相色谱-质谱联用技术具有高灵敏度、高特异度、高通量、检测时间短的优点,已在临床和研究实验室及蛋白质组学、代谢组学和药物分析等领域得到越来越多的应用[1-5],成为临床检验中的新技术,比如在维生素类、儿茶酚胺、内源性激素、环孢霉素和他克莫司等的检测及新生儿遗传代谢疾病筛查中已逐渐替代传统分析方法[6]。目前,国内液相色谱-三重四极杆串联质谱产品的注册申报还较少,未形成审评操作规范,本研究从技术审评角度出发,详细介绍该类产品的基本情况及审评工作中主要关注点,以期为企业的产品设计开发及注册申报提供一定指导。

1 液相色谱-三重四极杆串联质谱产品概述

液相色谱-三重四极杆串联质谱产品是利用液相色谱-质谱联用技术,将液相色谱仪与质谱仪通过一定接口耦合到一起的分析仪器[7-9]。该类产品管理类别为Ⅱ类,根据《医疗器械分类目录》分类编码为22-10-03[10]。

1.1 结构组成

液相色谱-三重四极杆串联质谱产品主要由液相色谱仪、三重四极杆串联质谱仪和软件组成,液相色谱仪(通常采用反相色谱分离模式)通常由二元泵、自动进样器、柱温箱、色谱柱、恒温器(如有)、脱气机组成;三重四极杆串联质谱仪通常由进样系统、真空系统及数据系统构成,其中进样系统通常包括直接进样、电离进样等,真空系统包括离子源(通常为电喷雾电离或大气压化学电离)、质量分析器(四级滤质器即四极杆)、检测器;软件包括控制型软件和嵌入式软件。

1.2 工作原理

液相色谱仪作为分离系统,串联质谱仪作为检测系统,使用液体作为流动相,每种分析物在色谱柱的固定相和流动相间的相互作用存在差别,与固定相相互作用最强的组分将被固定相高度保留,与固定相相互作用较弱的组分相比,高度保留的组分通过系统的时间更慢,而在流动相中停留的时间更长,将导致不同组分在通过色谱仪时的移动速度存在差异,利用这种差异来分离混合物[11-13],然后经在特定的四级场中,某一质荷比的离子能作稳定的振荡,通过四极场而被接收,其他质荷比的离子则被滤掉,在保持直流电压和射频电压与振幅比值恒定而连续改变其值时,不同质荷比的离子依次通过四极场,从而实现质量分离,并测定各离子的丰度(即谱峰强度)。

1.3 注册单元和型号规格

液相色谱-三重四极杆串联质谱产品的注册单元原则上以技术原理、结构组成、性能指标和适用范围为划分依据,如超高效液相色谱-三重四极杆串联质谱产品建议与高效液相色谱-三重四极杆串联质谱产品作为不同注册单元(超高效液相色谱与高效液相色谱相比,耐高压性能增加,对色谱柱固定相粒径、色谱柱内径和长度要求降低,缩短了分析时间,增加了色谱峰容量,提高了分离度和灵敏度)[14-15]。

1.4 适用范围

液相色谱-三重四极杆串联质谱产品基于色谱与质谱技术,用于对人体血液、尿液等人源样本中的分子物质进行定性或定量检测。

1.5 主要危险源及控制措施

危险(源)指可能导致伤害的潜在根源[16],主要包括电能、热能、机械、真空度、噪声、化学物质、功能、人为因素、随机信息。

控制措施分为产品设计、信息提示及日常操作、维护。产品设计包括电能、噪声、机械的防护,超温保护功能、接口、软件、抽真空等的设计。信息提示,提供可选择的固定相和流动相、提示等柱温箱冷却后方可开盖操作、提供操作规范、提示可更换元器件更换周期、给出详细的使用说明等。日常维护和操作,严格按照说明书提示操作、清洗、消毒、维护仪器,如严格保证电源条件、环境条件(温度、湿度、灰尘),以免温度过高影响产品使用寿命;定期更换真空系统中机械油泵的泵油;使用高纯度的氮气作为雾化气体、干燥气及碰撞气;在质谱准备过程中,严格按照先打开脱溶剂气,再开高压,最后向质谱切换流动相的顺序操作;每次样品运行后严格清洗;定期更换离子源密封圈;定期调谐,校准质量轴,建议按照JJF 1317-2011《液相色谱-质谱联用仪校准规范》定期校准;使用色谱级别或质谱级别的流动相,如需添加缓冲液,可添加挥发性的盐,避免抑制电喷雾电离的表面活性剂等[14,17-19]。

2 液相色谱-三重四极杆串联质谱产品技术审评要点

2.1 适用的相关标准及主要指标

医疗器械应当符合适用的强制性标准。没有强制性标准的医疗器械,鼓励申请人采用推荐性标准[20]。液相色谱-三重四极杆串联质谱产品适用的强制性标准有GB 4793.1-2007《测量、控制和实验室用电气设备的安全要求 第1部分:通用要求》(电气安全性能研究中应适用的强制性标准)、GB 4793.6-2008《测量、控制和实验室用电气设备的安全要求 第6部分:实验室用材料加热设备的特殊要求》(电气安全性能研究中适用的强制性标准)、GB 4793.9-2013《测量、控制和实验室用电气设备的安全要求 第9部分:实验室用分析和其他目的自动和半自动设备的特殊要求》(电气安全性能研究中适用的强制性标准)、YY 0648-2008《测量、控制和实验室用电气设备的安全要求 第2-101部分:体外诊断(IVD)医用设备的专用要求》;可采用的推荐性标准有GB/T 35410-2017《液相色谱-串联四极质谱仪性能的测定方法》、YY/T 1740.1-2021《医用质谱仪 第1部分:液相色谱-质谱联用仪》、GB/T 18268.1-2010《测量、控制和实验室用的电设备 电磁兼容性要求 第1部分:通用要求》(电磁兼容性能研究中可采用的推荐性标准)、GB/T 18268.26-2010《测量、控制和实验室用的电设备 电磁兼容性要求 第26部分:特殊要求 体外诊断(IVD)医疗设备》(电磁兼容性能研究中可采用的推荐性标准),其中GB/T 35410-2017和YY/T 1740.1-2021为该类产品的专用标准。此外,根据该类产品的特点,在性能研究中可适用其他标准。

液相色谱-三重四极杆串联质谱产品有效性指标应至少包括质量范围、质量准确性与质量分辨率、质量稳定性、扫描速度、输液泵流速准确度、自动进样器与色谱柱恒温箱准确度、自动进样器线性、灵敏度、精密度、线性、携带污染率、面积重复性、定性重复性、软件功能、外观。

2.2 软件研究

液相色谱-三重四极杆串联质谱产品包含软件应按照《医疗器械软件注册技术审查指导原则》及YY 0664-2008《医疗器械软件生存周期过程》提供软件的研究资料,基于产品预期用途、使用环境和核心功能等方面风险水平考虑,一般建议该类产品软件安全级别不低于B 级,根据软件安全级别提供软件基本信息、实现过程、核心算法等内容,应详细描述产品控制驱动、处理分析等功能及实现方法和复杂程度,应提供系统测试、用户测试的计划和报告;具备电子数据交换、远程控制或用户访问功能的产品,应按照《医疗器械网络安全注册技术审查指导原则》提交网络安全研究资料,提供保证数据保密性、完整性、可得性所采取措施及验证报告,同时应提供网络安全可追溯性分析报告。

2.3 效期及包装研究

液相色谱-三重四极杆串联质谱产品效期研究可采用实时老化研究或加速老化研究。实时老化研究可为产品效期研究提供最佳数据,但在产品更新较快的市场条件下,新产品需要在尽可能短的时间内投入市场,实时老化研究不能满足这一目的。加速老化试验是一种测试产品性能退化特性的方法,可分为定性加速试验、定量加速试验、定量时间和事件压缩试验三种类型。加速老化研究可参照GB/T 34986-2017《产品加速试验方法》及《有源医疗器械使用期限注册技术审查指导原则》。

液相色谱-三重四极杆串联质谱产品为精密仪器,应提供产品运输稳定性和包装研究资料,以证明在规定的运输包装条件下,能够保证产品的安全性、有效性。

2.4 临床评价研究

液相色谱-三重四极杆串联质谱产品不在《免于临床评价医疗器械目录》中,应提供临床评价资料。根据产品实际情况可采取同品种临床评价路径和/或临床试验评价路径,若通过同品种比对的方式进行临床评价,应按照《医疗器械临床评价技术指导原则》《医疗器械临床评价等同性论证技术指导原则》论证申报产品与同品种产品在适用范围(样本、检测项目)、技术特征(质量范围、准确度、稳定性、线性、灵敏度、软件功能等)、生物学特性方面具有广泛相似性,并收集同品种产品的临床数据,分析评价,最终形成临床评价报告;若采取临床试验路径进行临床评价,应根据适用范围、检验样本等合理设计临床试验方案,并提交临床试验方案、临床试验报告等。

2.5 说明书要求

液相色谱-三重四极杆串联质谱产品说明书应符合《医疗器械说明书和标签管理规定》(原国家食品药品监督管理总局令第6号)要求;应符合产品适用的强制性标准中对于说明书的要求,例如GB 4793.1-2007、GB 4793.6-2008、GB 4793.9-2013、YY 0648-2008中对于说明书内容的要求。此外,液相色谱-三重四极杆串联质谱产品说明书应关注下述内容(如适用):(1)流动相防护,若需操作甲醇溶剂、乙腈溶剂或其他专用化学品,应根据化学品对应的化学品安全技术说明书(material safety data sheet,MSDS)中推荐的措施进行有效防护;(2)允许流动相范围,如流动相的pH值、氯化物浓度等;(3)分离模式提示;(4)软件与液相色谱仪及质谱仪的传输协议;(5)仪器废气、废液处理方式;(6)产品运输储存及使用环境要求(温、湿度);(7)可更换部件更换周期,如注射泵、切换进样阀、真空泵、流动相、固定相等;(8)各组件清洁维护频率及维护方式;(9)仪器开关机相关要求(电源、气源、气压调整至仪器需求值等);(10)短期停机和长期停机的防护操作;(11)溶剂和添加剂使用提示;(12)仪器安装后移动要求;(13)校准周期。

3 总结

液相色谱-三重四极杆串联质谱产品在临床检测、代谢组学、药物分析等方面已得到广泛应用。相比其他检测技术,该技术具有快速、灵敏度高、特异度高的优点。本研究结合医疗器械注册法规及产品特点,从注册审评角度对该类产品进行探讨,以期为注册申请人及审评技术人员提供一定指导。该类产品虽然有国家标准及行业标准,但随着技术的进步,在产品实际设计生产中会出现区别于标准之处。在该类产品实际生产、使用中,应充分考虑产品风险、仪器维护、防护等方面,如设计生产中重点关注真空度密封、质量轴调试、电压校准、喷针位置、离子源的选择,使用中应充分考虑仪器校准、样品制备要求、化学品的防护、软件调试等。

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