تجهیزات غربالگری نوزادان Fenghua | معرفی سیستم‌های UPLC-MS/MS و TRFIA
راهکارهای تخصصی غربالگری بیماری‌های متابولیک ارثی، اختلالات غددی و بیماری‌های قابل شناسایی در بدو تولد
شرکت Guangzhou Fenghua Biotech یکی از تولیدکنندگان تجهیزات و کیت‌های تشخیص آزمایشگاهی در چین است که راهکارهای تخصصی در حوزه غربالگری نوزادان (Newborn Screening)، غربالگری دوران بارداری و آزمایش‌های بیوشیمیایی ارائه می‌کند.
سبد محصولات این شرکت شامل دستگاه‌های طیف‌سنجی جرمی پشت‌سرهم، آنالایزرهای فلورسانس، تجهیزات آماده‌سازی نمونه و کیت‌های تخصصی آزمایشگاهی است.
در حوزه غربالگری نوزادان، Fenghua دو پلتفرم اصلی را معرفی کرده است:
UPLC-MS/MS: برای بررسی مجموعه‌ای از نشانگرهای متابولیک، شامل آمینواسیدها، کارنیتین‌ها و آسیل‌کارنیتین‌ها.
Time-Resolved Fluorescence Immunoassay (TRFIA): برای سنجش نشانگرهای هورمونی، آنزیمی و بیوشیمیایی مرتبط با غربالگری نوزادان.
این دو فناوری کاربردهای متفاوت اما مکمل دارند و می‌توانند بخشی از زیرساخت یک آزمایشگاه جامع غربالگری نوزادان باشند.
اهمیت غربالگری نوزادان در تشخیص زودهنگام بیماری‌ها
غربالگری نوزادان یکی از برنامه‌های مهم سلامت عمومی است که با هدف شناسایی زودهنگام نوزادان در معرض خطر بیماری‌های مشخص، پیش از بروز علائم بالینی یا عوارض جدی، انجام می‌شود.
برخی بیماری‌های متابولیک ارثی و اختلالات غددی در روزهای نخست زندگی علائم واضحی ندارند. تشخیص دیرهنگام آنها ممکن است به اختلالات رشد، آسیب عصبی، بحران‌های متابولیک یا سایر عوارض جدی منجر شود.
در بسیاری از برنامه‌های غربالگری، نمونه خون از پاشنه پای نوزاد روی کارت مخصوص جمع‌آوری و پس از خشک‌شدن به آزمایشگاه ارسال می‌شود. این نمونه با عنوان Dried Blood Spot (DBS) شناخته می‌شود.
مزیت DBS، امکان جمع‌آوری حجم کمی از خون، حمل‌ونقل آسان‌تر و استفاده از یک نمونه برای مجموعه‌ای از آزمایش‌هاست.
آزمایش غربالگری با آزمایش تشخیصی تفاوت دارد. نتیجه غیرطبیعی غربالگری نشان می‌دهد که نوزاد به بررسی تکمیلی نیاز دارد و به‌تنهایی تشخیص قطعی بیماری محسوب نمی‌شود.
دستگاه FH-6000MD | سیستم UPLC-MS/MS برای غربالگری متابولیک نوزادان
دستگاه FH-6000MD یک سیستم طیف‌سنجی جرمی سه‌گانه چهارقطبی (Triple Quadrupole Mass Spectrometry) است که در کاتالوگ Fenghua به‌عنوان بخشی از راهکار UPLC-MS/MS معرفی شده است.
این سیستم برای اندازه‌گیری ترکیبات مولکولی مشخص در نمونه‌های آزمایشگاهی طراحی شده و کاربردهای معرفی‌شده آن شامل غربالگری متابولیک نوزادان، سنجش ویتامین‌ها و اندازه‌گیری کاتکول‌آمین‌هاست.
فناوری Tandem Mass Spectrometry چیست؟
طیف‌سنجی جرمی پشت‌سرهم یا MS/MS یک فناوری تحلیلی است که برای شناسایی و اندازه‌گیری ترکیبات براساس نسبت جرم به بار یون‌ها و الگوهای شکست یونی استفاده می‌شود.
در سیستم Triple Quadrupole، سه بخش اصلی در مسیر یون‌ها قرار دارند:
Q1: انتخاب یون پیش‌ساز موردنظر.
Q2: ایجاد برخورد یونی و تولید یون‌های محصول.
Q3: انتخاب و آشکارسازی یون‌های محصول.
این ساختار امکان اندازه‌گیری انتخابی چندین ترکیب را فراهم می‌کند.
در غربالگری نوزادان، فناوری MS/MS می‌تواند گروهی از متابولیت‌ها را از یک نمونه DBS بررسی کند و براساس غلظت یا نسبت نشانگرها، نوزادان در معرض خطر برخی اختلالات متابولیک را شناسایی کند.
ویژگی‌های فنی FH-6000MD
۱. آنالایزر جرمی Triple Quadrupole
سیستم FH-6000MD از ساختار سه‌گانه چهارقطبی برای انتخاب و آشکارسازی یون‌های هدف استفاده می‌کند.
۲. منبع یونیزاسیون الکترواسپری (ESI)
در کاتالوگ، طراحی منبع یونیزاسیون دوارتوگونال برای بهبود عملکرد یونیزاسیون و کاهش آلودگی معرفی شده است.
۳. فناوری Step Scan
این ویژگی به‌عنوان بخشی از طراحی انتقال یون در دستگاه معرفی شده است.
۴. سلول برخورد با شتاب محوری
این طراحی برای کمک به انتقال مؤثر یون‌های محصول در فرآیند طیف‌سنجی جرمی استفاده می‌شود.
۵. فناوری Pulse Counting
در کاتالوگ، آشکارسازی مبتنی بر شمارش پالس برای کمک به ثبت سیگنال‌های ضعیف و کاهش تأثیر نویز معرفی شده است.
۶. طراحی با هدف پایداری عملکرد
سازنده به طراحی منبع یون، سیستم تغذیه RF و کنترل شرایط محیطی برای پشتیبانی از پایداری دستگاه اشاره می‌کند.
۷. نرم‌افزار Mass Expert
در کاتالوگ، نرم‌افزار Mass Expert برای کنترل فرآیند اندازه‌گیری، تحلیل داده‌ها و تنظیم روش‌های آزمایشگاهی معرفی شده است.
نسخه دقیق نرم‌افزار و امکانات آن باید هنگام انتخاب پیکربندی دستگاه تأیید شود.
کاربرد FH-6000MD در غربالگری بیماری‌های متابولیک ارثی
یکی از مهم‌ترین کاربردهای طیف‌سنجی جرمی پشت‌سرهم، بررسی هم‌زمان گروهی از نشانگرهای مرتبط با اختلالات متابولیک ارثی است.
این بیماری‌ها در سه گروه اصلی قابل بررسی هستند.
اختلالات متابولیسم آمینواسیدها
این گروه شامل بیماری‌هایی است که در آنها مسیرهای طبیعی متابولیسم آمینواسیدها دچار اختلال می‌شوند.
نمونه‌هایی از بیماری‌های قابل غربالگری با پنل‌های مناسب MS/MS عبارت‌اند از:
فنیل‌کتونوری (PKU)
بیماری ادرار شربت افرا (MSUD)
برخی انواع تیروزینمی
برخی اختلالات مرتبط با متیونین و سایر آمینواسیدها
اختلالات اکسیداسیون اسیدهای چرب
در این بیماری‌ها، بدن در استفاده از اسیدهای چرب برای تولید انرژی دچار اختلال است.
اندازه‌گیری الگوهای آسیل‌کارنیتین می‌تواند به شناسایی نوزادان در معرض خطر بیماری‌هایی مانند MCAD Deficiency و VLCAD Deficiency کمک کند.
اسیدوری‌های آلی
این گروه شامل اختلالاتی است که به تجمع غیرطبیعی برخی متابولیت‌های آلی منجر می‌شوند.
برخی بیماری‌های مرتبط عبارت‌اند از:
متیل‌مالونیک اسیدمی (MMA)
پروپیونیک اسیدمی (PA)
ایزووالریک اسیدمی (IVA)
برخی دیگر از اختلالات متابولیسم اسیدهای آلی
تعداد بیماری‌های قابل غربالگری به ترکیب نشانگرهای کیت، الگوریتم تفسیر و برنامه غربالگری بستگی دارد.
کیت غربالگری متابولیک Fenghua
Succinylacetone, Non-derivatized Multiple Amino Acids and Carnitine Assay Kit
این کیت برای بررسی مجموعه‌ای از آمینواسیدها، کارنیتین‌ها و سوکسینیل‌استون در چارچوب روش طیف‌سنجی جرمی معرفی شده است.
روش Non-derivatized چه مزیتی دارد؟
در بعضی روش‌های آماده‌سازی نمونه برای MS/MS، ترکیبات هدف پیش از اندازه‌گیری وارد مرحله مشتق‌سازی شیمیایی می‌شوند.
در روش Non-derivatized، این مرحله حذف می‌شود.
حذف مشتق‌سازی می‌تواند گردش کار آماده‌سازی نمونه را ساده‌تر کرده و تعداد مراحل آزمایشگاهی را کاهش دهد.
بااین‌حال، زمان واقعی آزمایش، حساسیت، دقت و سایر شاخص‌های عملکردی باید براساس داده‌های اعتبارسنجی همان کیت تعیین شوند.
سایر کاربردهای FH-6000MD
سنجش ویتامین‌ها
در کاتالوگ Fenghua، کیت‌های سنجش ویتامین‌های محلول در آب و محلول در چربی نیز معرفی شده‌اند.
این کاربردها با استفاده از روش‌ها و کیت‌های اختصاصی قابل انجام هستند .
سنجش کاتکول‌آمین‌ها
کاتکول‌آمین‌ها گروهی از ترکیبات زیستی هستند که در عملکرد سیستم عصبی و غدد درون‌ریز نقش دارند.
Fenghua راهکارهایی برای اندازه‌گیری ترکیباتی مانند دوپامین، نوراپی‌نفرین، اپی‌نفرین و برخی متابولیت‌های مرتبط معرفی کرده است.
کاربرد این آزمایش‌ها به نوع کیت و نمونه بالینی بستگی دارد.
فناوری TRFIA در غربالگری نوزادان
Time-Resolved Fluorescence Immunoassay یا TRFIA یک فناوری ایمونواسی مبتنی بر آشکارسازی فلورسانس با تفکیک زمانی است.
در این روش، از نشانگرهای فلورسنت با ویژگی‌های زمانی خاص، از جمله ترکیبات لانتانیدی، برای آشکارسازی مواد هدف استفاده می‌شود.
با اندازه‌گیری سیگنال پس از یک تأخیر زمانی مشخص، می‌توان بخشی از فلورسانس زمینه کوتاه‌عمر را کاهش داد.
این ویژگی به بهبود نسبت سیگنال به نویز کمک می‌کند و در طراحی آزمون‌های ایمونولوژیک حساس اهمیت دارد.
Fenghua از این فناوری در پلتفرم غربالگری نوزادان و برخی آزمایش‌های غربالگری دوران بارداری استفاده می‌کند.
خانواده دستگاه‌های AutoTRFIA
شرکت Fenghua چند مدل دستگاه AutoTRFIA را در کاتالوگ معرفی کرده است.
AutoTRFIA-1S
این مدل با ۶ موقعیت انکوباسیون معرفی شده است.
کاربرد آن انجام آزمایش‌های مبتنی بر فناوری TRFIA با کیت‌های سازگار است.
AutoTRFIA-2
این مدل با ۱۲ موقعیت انکوباسیون معرفی شده است و برای مراکزی که به ظرفیت عملیاتی بیشتری نیاز دارند، قابل بررسی است.
AutoTRFIA-4
این مدل با ۲۴ موقعیت انکوباسیون معرفی شده است.
افزایش تعداد موقعیت‌های انکوباسیون می‌تواند امکان مدیریت تعداد بیشتری از واکنش‌های آزمایشی را فراهم کند؛ بااین‌حال توان عملیاتی واقعی به روش آزمایش، زمان انکوباسیون و سایر مراحل بستگی دارد.
در کاتالوگ، نمونه‌های قابل استفاده برای این خانواده شامل DBS و سرم معرفی شده‌اند.
دستگاه TALENT-STAR Multifunctional Fluorescence Analyzer
دستگاه TALENT-STAR یکی دیگر از آنالایزرهای فلورسانس معرفی‌شده توسط Fenghua است.
این دستگاه برای استفاده در آزمایش‌های فلورسانس و نمونه‌های سازگار از جمله خون خشک‌شده و سرم معرفی شده است.
وزن آن حدود ۸۸ کیلوگرم است.
انتخاب این دستگاه باید با بررسی روش‌های آزمایش قابل اجرا، نوع کیت‌های سازگار، ظرفیت کاری و مشخصات نرم‌افزاری انجام شود.
دستگاه EasyDBS 220؛ آماده‌سازی نمونه خون خشک‌شده
EasyDBS 220 Semi-automatic Puncher یک دستگاه پانچ نیمه‌اتوماتیک برای آماده‌سازی نمونه‌های DBS است.
در فرآیند غربالگری نوزادان، بخشی از لکه خون خشک‌شده از کارت نمونه جدا می‌شود و برای آزمایش در ظروف یا پلیت‌های مناسب قرار می‌گیرد.
استفاده از دستگاه پانچ می‌تواند به استانداردسازی این مرحله از آماده‌سازی نمونه کمک کند.
EasyDBS 220 دستگاه اندازه‌گیری نشانگرهای زیستی نیست و عملکرد آن باید از آنالایزرهای TRFIA و MS/MS تفکیک شود.
کیت‌های غربالگری نوزادان در پلتفرم TRFIA
Fenghua مجموعه‌ای از کیت‌های غربالگری نوزادان را معرفی کرده است.
۱. Phenylalanine (PKU)
اندازه‌گیری فنیل‌آلانین برای شناسایی نوزادان در معرض خطر فنیل‌کتونوری و برخی اختلالات مرتبط با متابولیسم فنیل‌آلانین استفاده می‌شود.
۲. G6PD
بررسی فعالیت آنزیم گلوکز-۶-فسفات دهیدروژناز برای غربالگری کمبود G6PD کاربرد دارد.
این اختلال می‌تواند خطر همولیز را در شرایط خاص افزایش دهد.
۳. TSH
اندازه‌گیری هورمون محرک تیروئید یکی از روش‌های مهم غربالگری کم‌کاری مادرزادی تیروئید است.
۴. 17-OHP
اندازه‌گیری ۱۷-هیدروکسی‌پروژسترون برای غربالگری برخی اشکال هیپرپلازی مادرزادی آدرنال، به‌ویژه کمبود ۲۱-هیدروکسیلاز، استفاده می‌شود.
۵. Total Galactose
بررسی گالاکتوز تام می‌تواند در غربالگری برخی اختلالات متابولیسم گالاکتوز نقش داشته باشد.
۶. GALT
سنجش فعالیت آنزیم Galactose-1-Phosphate Uridylyltransferase برای بررسی مرتبط با گالاکتوزمی کلاسیک استفاده می‌شود.
۷. Biotinidase
بررسی فعالیت آنزیم بیوتینیداز برای غربالگری کمبود بیوتینیداز کاربرد دارد.
۸. IRT
اندازه‌گیری Immunoreactive Trypsinogen یکی از نشانگرهای مورد استفاده در برخی برنامه‌های غربالگری فیبروز کیستیک است.
۹. T4
اندازه‌گیری تیروکسین می‌تواند بخشی از الگوریتم غربالگری اختلالات تیروئید نوزادان باشد.
نوع نمونه، زمان مناسب نمونه‌گیری، مقادیر برش و روش تأیید نتیجه باید مطابق دستورالعمل معتبر هر برنامه غربالگری و مشخصات کیت تعیین شود.
غربالگری دوران بارداری با پلتفرم Fenghua
علاوه بر غربالگری نوزادان، در کاتالوگ Fenghua تعدادی از نشانگرهای غربالگری دوران بارداری نیز معرفی شده‌اند.
این نشانگرها شامل موارد زیر هستند:
PAPP-A
Free β-hCG
hAFP
uE3
Inhibin-A
hAFP / Free β-hCG Dual Kit
این آزمایش‌ها برای کاربردهای غربالگری دوران بارداری طراحی شده‌اند و باید از آزمایش‌های غربالگری نوزادان تفکیک شوند.
تفسیر نتایج آنها نیازمند درنظرگرفتن سن بارداری، اطلاعات بالینی مادر و الگوریتم‌های معتبر ارزیابی خطر است.
نرم‌افزار و مدیریت اطلاعات
Fenghua، نرم‌افزار EasyMIS V1.0 به‌عنوان بخشی از گردش کار پلتفرم TRFIA معرفی شده است.
زنجیره آزمایشگاهی نمایش‌داده‌شده در کاتالوگ شامل مراحل زیر است:
۱. جمع‌آوری نمونه خون خشک‌شده
۲. پانچ نمونه با دستگاه EasyDBS
۳. اجرای آزمایش در سیستم AutoTRFIA
۴. پردازش و مدیریت داده‌ها
۵. ثبت و گزارش نتایج در سیستم مدیریت اطلاعات
در پلتفرم FH-6000MD نیز نرم‌افزار Mass Expert برای کنترل و تحلیل داده‌ها معرفی شده است.
قابلیت‌های ارتباط با LIS و سامانه‌های بیمارستانی باید براساس نسخه نرم‌افزاری و پیکربندی خریداری‌شده تأیید شوند.
تفاوت UPLC-MS/MS و TRFIA
دو فناوری مورد استفاده در محصولات Fenghua از نظر اصول اندازه‌گیری و نوع نشانگرهای قابل بررسی متفاوت هستند.
UPLC-MS/MS برای تحلیل انتخابی ترکیبات مولکولی مانند آمینواسیدها، آسیل‌کارنیتین‌ها و سایر متابولیت‌های مشخص استفاده می‌شود.
در مقابل، TRFIA بر واکنش‌های ایمونولوژیک یا روش‌های سنجش فلورسانس سازگار متکی است و برای اندازه‌گیری نشانگرهای هورمونی، آنزیمی و بیوشیمیایی مشخص کاربرد دارد.
در یک مرکز جامع غربالگری نوزادان، این دو پلتفرم می‌توانند در کنار یکدیگر استفاده شوند؛ اما یکی جایگزین کامل دیگری نیست.
کنترل کیفیت و الزامات اجرای برنامه غربالگری
موفقیت یک برنامه غربالگری نوزادان تنها به انتخاب دستگاه وابسته نیست.
کیفیت نمونه DBS، زمان نمونه‌گیری، شرایط نگهداری و انتقال نمونه، استفاده از کنترل‌های کیفی مناسب و تعیین مقادیر برش معتبر، همگی بر عملکرد برنامه تأثیر دارند.
در غربالگری مبتنی بر MS/MS، الگوهای متابولیتی ممکن است تحت تأثیر شرایط بالینی، تغذیه، سن نوزاد و عوامل دیگر قرار گیرند.
در غربالگری مبتنی بر TRFIA نیز انتخاب روش مناسب، کنترل کیفیت و تفسیر نتایج براساس الگوریتم معتبر ضروری است.
نتایج غیرطبیعی باید با ارزیابی بالینی و آزمایش‌های تأییدی مناسب پیگیری شوند.
انتخاب تجهیزات مناسب برای مرکز غربالگری نوزادان
انتخاب تجهیزات باید براساس اهداف برنامه غربالگری و نیاز واقعی آزمایشگاه انجام شود.
برای مراکزی که قصد بررسی گسترده اختلالات متابولیک ارثی را دارند، سیستم FH-6000MD و کیت‌های سازگار MS/MS قابل بررسی هستند.
برای انجام آزمایش‌هایی مانند TSH، 17-OHP، G6PD، IRT و سایر نشانگرهای معرفی‌شده، خانواده دستگاه‌های AutoTRFIA و تجهیزات سازگار می‌توانند مطرح باشند.
در انتخاب نهایی باید مواردی مانند تعداد نمونه روزانه، تعداد آزمایش‌های هر نمونه، ظرفیت آماده‌سازی، نیاز به نیروی متخصص، زیرساخت فنی، خدمات پشتیبانی و الزامات قانونی بررسی شوند.