質譜技術 (mass spectrometry) 是分離和檢測帶電粒子質荷比的分析技術。隨著離子源及質量分析器技術的變革、質譜儀器設計的快速改進等，質譜技術已成為化學分析領域和生命科學領域非常有效的分析工具，尤其在醫學檢驗中的應用越來越為廣泛和深入。
由于質譜技術的高特異性、高靈敏度、單次分析的快速性與檢測信息的豐富性，以及對復雜生物基質分析的高耐受性等特點，臨床研究和診斷工作也逐漸倚重于此類重要的新型檢測技術。如：質譜技術所能提供的豐富的檢測信息，有助于臨床更加完整地了解疾病和病理狀態，從而為患者提供更為全面和準確的診療服務。
在美國等發達國家，質譜技術已廣泛應用于醫學檢驗，基于該技術開發出的臨床檢測項目已有數百項，但我國目前仍處于起步階段，檢測項目有70余項；應用覆蓋面非常廣泛，涵蓋了罕見和高難度分析，包括微生物鑒定、生化檢驗（激素檢測、藥物濃度監測、遺傳性疾病檢測、營養素檢測等) 和分子生物診斷 (蛋白組學、核苷酸多態性、代謝組學) [1-5]；應用范圍也在逐步擴展，從生化檢驗、微生物鑒定，到代謝組學、脂質組學、蛋白組學，再到參考測量程序的建立和校準品賦值，乃至術中應用及床旁檢測。
本文將全面闡述質譜技術在醫學實驗室中的發展歷程，以及在醫學檢驗領域的主要應用情況和特點，同時剖析了質譜技術目前在臨床應用中主要痛點和未來可能的發展方向，希望能較為全面地綜述質譜技術臨床應用的現狀與未來。
從質譜技術最初進入醫學檢驗領域，至今發展至多領域、寬范圍的應用，大約經歷了四十年的時間，最早始于20世紀80年代。由于免疫法檢測存在假陽性，質譜技術開始從研究性實驗室走入臨床實驗室，如氣相色譜質譜 (gas chromatography mass spectrometry, GC-MS) 技術起初應用于軍事藥物監測。推動這種轉變出現的是發生在1981年的美國尼米茲號航空母艦事故。尼米茲號是美國海軍中最大的一艘核動力航空母艦，1981年5月25日深夜，尼米茲號在準備回收模擬作戰歸來的機群時發生意外，引發大火，該事故最終造成多人死傷。隨后采用免疫法檢測飛行員尿液樣本時發現，大部分尿檢結果中大麻代謝物呈陽性，表明軍隊中可能存在藥物濫用情況。
因免疫法檢測結果本身存在較高的假陽性率，所以需要使用更為特異的GC-MS方法進行確認。而GC-MS在應用后的10年里使大麻檢測陽性率從18%降低至8%，這也促使了質譜技術進入毒理實驗室并應用于濫用藥物檢測和治療藥物監測，臨床質譜檢測開始萌芽。1988年，美國聯邦藥品檢驗局發布強制性指南，要求治療藥物監測必須使用質譜法進行確認，奠定了質譜技術在治療藥物監測中的重要地位[2]。
隨著GC-MS在醫學檢驗領域應用的逐步增多，免疫法用于類固醇激素檢測的缺點也日益凸顯，尤其是在測定婦女和兒童體內低濃度睪酮時。但因GC-MS主要適用于揮發性和熱穩定性化合物，樣品制備程序復雜，檢測通量低，因此限制了其在臨床中的應用。20世紀80年代，快原子轟擊、電噴霧和輔助激光解析等“軟電離”技術的發展，使蛋白質、酶、核酸等生物大分子的檢測成為可能，大大拓展了質譜技術在醫學檢驗領域的應用范圍[1]。
20世紀90年代，串聯質譜技術開始應用于新生兒篩查。而電噴霧電離接口技術 (electrospray ionization interface technology, ESI) 發展使得兩種強有力的分析工具—液相系統和質譜系統的結合成為了可能，兩者的結合也進一步促進了液相色譜-串聯質譜 (liquid chromatography-tandem mass spectrometry, LC-MS/MS) 技術在醫學檢驗、臨床研究及疾病診斷的應用發展。液相色譜質譜技術的聯用能夠使非揮發性和熱不穩定生物分子電離并在極低的濃度下得到檢測，簡化了樣品制備流程，提高了檢測通量，極大縮短了報告周期，因而在臨床實驗室的常規檢測工作中得到了迅猛的發展。
21世紀初期，質譜技術開始嘗試應用于感染性疾病的檢測，如血源性感染疾病的分子診斷。基質輔助激光解吸電離技術 (matrix-assisted laser desorption/ionization, MALDI) 的發展則完美地實現了生物大分子的軟離子化，通過引入基質分子，使待測分子不產生碎片，解決了非揮發性和熱不穩定性生物大分子解吸離子化的問題，便捷地將生物樣本引入質譜系統，并結合飛行時間質量分析器 (time-of-flight, TOF) 技術，實現了微生物的快速鑒定分析，鑒定時間可縮短1.45d。相對于傳統的微生物檢測方法，MALDI-TOF可節省人力和時間，該應用也促進了質譜技術在大分子檢測領域的廣泛使用，將質譜的應用推上了一個新的臺階。
2013年，美國食品藥品監督管理局 (Food and Drug Administration, FDA) 首次認可使用MALDI-TOF對微生物進行鑒定。另外，近幾年還出現了將質譜技術用于實時指導癌癥外科手術的前沿應用[2,5]。
在我國，質譜技術在醫學檢驗中的應用最早也始于治療藥物監測。隨后，質譜技術在遺傳代謝病檢測、營養素檢測和微生物鑒定工作中作出的突出貢獻，引起行業內的廣泛關注。同時其在蛋白組學等研究領域也具有良好的前景，有望成為醫學檢驗領域繼基因測序技術之后的下一個革命性技術。