随着质谱技术的不断发展，通过对离子源和分离器进行不断改进，进而发展出了各类型的质谱仪，比如电喷雾离子源质朴、四级杆质谱仪等诸多类型，很大程度上使检测分辨率及其范围都得到了提升。质谱技术最先是在化学领域计量和分析中应用的，在医学临床检验中，质谱技术还是一种初步的检测方法。但是因为其高灵敏度、高通量以及样本前处理简单等多方面优势，再加上与气相和高效液相色谱仪的有机结合联用，更极大扩展了临床检验中质谱技术的分析范围。
质谱技术应用于微生物检验的分析质谱仪的基本原理是在离子化元件中让样本成分进行电离，进而让不同质荷比的带有正电荷的离子在加速电场作用下，在质量分析器中通过电场或者磁场进行不同质荷比的离子的分离，最后获得根据带点原子、分子或者分子碎片的质荷比或质量大小进行排列的图谱。
在对致病微生物进行检测的传统方法中有微生物培养、分析生物学等，但这些传统方法的分析周期长，同时缺乏明确的种群分型标准，导致分析结果的滞后以及误判其种类分型。据相关数据估计，仅仅在链球菌分类的临床实验室中，辨别错误就高达13%。但在微生物检验方面应用其质谱技术，就带来了很多便利，主要是因为质谱技术具有诸多利于医学检验的优势。质谱技术可以对多种微生物样本进行应用，例如血液、尿液、胸腹腔积液和经过培养的样本；也可以用于鉴定和分类检测，例如细菌、真菌及其孢子、寄生虫和病毒等几乎所有类型的病原体；可以用于分析蛋白质、脂质、DNA、脂多糖等病原中多种成分。质谱技术具有很快的检测速度，当对一个病原微生物进行质谱鉴定实验时，全部过程往往都不会＞10min，而且过程中还包含样本采集和制备，并且在检验中所需的样本用量也很少，并具有简单的样本前处理。在鉴定金黄色葡萄球菌的表型时，应用基质辅助激光解吸、电离-飞行实践质谱技术，对来自于临床实验室的39个葡萄球菌群以及95个分离群，利用MicrobeLynx软件，对各个种群进行了成功的识别，这就是质谱技术高特异性和准确性，与此同时质谱技术还具有高灵敏性。目前进行细菌检测，飞行质谱技术应用较多。
利用对细菌胞膜成分或者表达的特异蛋白进行检测，鉴别出细菌的种群，这样可以对病原菌加以识别，还能有助于新病原菌的发现。与此同时，在真菌检测研究和病原体的药物敏感性实验检测中也有应用。
质谱技术应用于临床免疫学检验的分析表面增强激光解吸电离飞行时间质谱技术的简称是飞行质谱技术，它通过对相同能量带电粒子加以利用，因为质量不同而产生不同速度，让粒子在相同漂移距离中以不同时间到达接收器，然后根据检测器中不同离子束到达的时间，进行m/z(质荷比)的推算，从而对其定性和定量。同时因为其具有的高通量和高灵敏度的分析优点，成为一项在临床免疫学检验中进行标志物检测的有力工具，具有独特高效的筛选作用。例如对食道癌、肾癌、乳腺癌、卵巢癌以及前列腺癌等进行检测，都发现某些或者特异蛋白有不同程度的减少或增多。尤其是在泌尿系统中，质谱检测技术的应用发展更为迅速，这是因为尿液检测样本不需要伤害患者身体，而且还能对肾脏疾病进行早期诊断，从而让患者避免或者减轻受到传统侵入性方法的痛苦，进而有效提高患者治疗的存活性以及依从性。
同时在检测肾脏肿瘤、肾脏转移功能等方面也有十分巨大的应用前景。
质谱技术应用于临床生物化学检验的分析质谱技术应用于检测体内激素，也是临床生物化学中的一项重要应用，例如检测类固醇激素即甾体激素，与其激素代谢产物，具有及其重要的的临床诊断价值，因为这可以对所有的类固醇相关障碍性疾病进行诊断。定量检测睾酮、DHT、雌酮以及雌二醇、雌三醇等，可以辅助多种激素相关疾病和激素代替治疗疾病的诊断、治疗和研究等，而这些疾病伴有先天性肾上腺增生症、肾上腺功能异常、多囊卵巢病等。临床上一些药物具有较窄的效用范围，很容易发生不良反应，进而导致不良后果。
就免疫抑制剂来说，随着器官移植技术和移植成活率的不断提高，该药剂在患者身上得到更多应用，但是其在患者体内过多或过少都会带给患者巨大的痛苦。而这些药物在人体内浓度很低，难以对其浓度进行检测。质谱技术具有高灵敏性、检测速度快以及高特异性等优势，逐渐成为了检测药物浓度的一项重要工具。而且在免疫抑制药物、药物滥用、中毒药物急救中都得到广泛应用，同时在生物样本药物及其代谢产物检查中，质谱技术被认为是标准化的方法。
在遗传性疾病检测中质谱技术也有所应用，针对其诊断和筛选。其中最为熟知的便是新生儿筛选检测，通过对新生婴儿的氨基酸、脂肪酸等的检测，可以灵敏和准确地检测出20多种遗传代谢疾病，从而对其进行早诊断、早治疗，进而避免患儿的生命和健康受到影响和伤害。此外在检测糖化血红蛋白以及痕量/微量营养元素方面也有广泛应用。
虽然质谱技术有诸多优点，在医学领域中应用广泛且发展迅速，但是却不能避免其出现瓶颈，而且目前的质谱技术自动化程度还有待加强，仪器昂贵，运行维修成本较高，同时一些质谱技术的高灵敏性会给检测带来假阳性，这也是质谱技术的缺陷之处。但是无论如何，随着质谱技术越来越成熟，在临床实验室检验中还是会得到广泛应用，促进医学检测发展。
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