本文适用于质量分析器为三重四极杆的液相色谱串联质谱系统。产品管理类别：Ⅱ类，分类编码：22-10-03。
一、液相色谱串联质谱系统的结构组成与工作原理
1.结构组成
产品一般由液相色谱模块、质谱模块和软件组成，其中液相色谱模块一般由输液泵（如二元泵/四元泵）、柱温箱和自动进样器组成，质谱模块一般由离子源（如ESI/APCI）、真空系统（涡轮泵、前级泵）、三重四级杆质量分析器、检测器组成。产品一般与色谱柱联用。
2.工作原理
在液相色谱串联质谱检测系统中，输液泵提供流经液相色谱体系（固定相）的高压溶剂流（流动相），自动进样器将一定量的样品注入该流动相中。载有样品的流动相流经液相色谱柱（放置在柱温箱中以控制温度），样品中的不同化学组分被色谱柱分别吸附保留。样品组分以不同顺序从色谱柱上洗脱下来，依次通过样品传输管路进入质谱仪进行分析。样品中不同组分的洗脱速度取决于当前流速和比例流动相下，样品组分与固定相之间的作用力强弱。样品分子通过（加热）电喷雾电离源（ESI）/大气压化学电离源（APCI）等电离形成离子。电场作用使样品离子加速进入质量分析器。施加在质量分析器上的受控rf电压（射频电压）和dc电压（直流电压）可形成能使特定质荷比的离子保持有界振荡通过质量分析器的电场；其他质荷比的离子则因无法顺利通过四极杆而被滤除。通过改变rf和dc电压即可实现不同质荷比离子的分离和扫描。离子分离后进入质谱的检测器，撞击高能打拿极释放出电子并在电子倍增器中放大电子数量（或为撞击多通道电子倍增管涂层并放大电子数量），最后转化为电信号。软件对电信号进行数据处理分析、存储和显示。
关于主要结构组成（包括关键组件和软件等）及主要功能举例如下：
（1）输液泵：输液泵是液相色谱模块的关键部件，以稳定的流速和压力输送流动相。输液泵的稳定性影响分析结果的重复性和准确性。
（2）柱温箱：色谱柱与流动相的温度影响着组分的分离平衡。柱温箱的控温功能可使色谱保留时间相对稳定，达到较好的分离效果。
（3）自动进样器：定量吸取样品，在输液泵的配合下将样品传输至色谱柱的装置。与手动进样相比，重复性好，可提高进样稳定性。
（4）离子源：将待测样品转化为可以被质谱仪分析的气态离子。常用的离子源包括电喷雾源（ESI）和大气压化学电离源（APCI）。 ESI 源：溶解在流动相中的中性样品在强电场作用下带电，液体伴随着氮气流等作用发生雾化。随着液滴体积的逐渐减小，液滴的表面作用力产生变化，当达到一定极限值，样品电离为可带正或负电荷的离子。ESI技术的离子化效率高，正负离子模式均可分析。 APCI源：流动相被雾化后汽化，溶剂分子被电离后与样品气态分子碰撞，经过复杂反应后生成离子。在大气压条件下完成整个电离过程。APCI源适用于中等极性到弱极性的化合物分析。
（5）真空系统：为了减少离子与背景气体的碰撞淬灭，需要维持真空环境，减少背景气体分子数量以维持足够的离子平均自由程。
（6）质量分析器：质谱仪的核心部件。三重四极杆是目前应用最为广泛的质量分析器，由两个串联的四极杆以及位于两个四极杆中间的碰撞室构成。离子化的样品在第一个四极杆质量分析器中进行质量分析。按质荷比被选定的离子在碰撞室中与惰性气体碰撞发生裂解，产生一系列新离子。新的二级离子产物被第三个四极杆质量分析器检测。
（7）离子检测器：接收并检测分离后的离子，放大输出信号。
二、液相色谱串联质谱系统主要风险
应参考YY/T 0316《医疗器械 风险管理对医疗器械的应用》和YY/T 1406.1《医疗器械软件第1部分：YY/T 0316应用于医疗器械软件的指南的有关要求》（该标准作为YY/T 0316的补充）规定的过程和方法，在产品生命周期内对产品可能出现的危险进行判定。
液相色谱串联质谱系统可能存在的危险大致可包括五个方面，即：能量危险、生物学和化学危险、操作危险、信息危险、软件危险。
液相色谱串联质谱系统常见的危险示例见下表：
表1 液相色谱串联质谱系统常见的危险示例
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危险分类
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危险原因分类
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危险示例
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能量危险
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电气危险
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外壳漏电流对操作者造成电击伤的危险
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未经培训拆卸设备导致的漏电流的危险
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清洁和消毒过程中，对部件（包括应用部件和配件）造成损坏
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电场或磁场危险
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可能共同使用的设备（移动电话、离心机、生化分析仪等）对申报产品的电磁干扰
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静电放电对申报产品产生的干扰
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申报产品正常工作中产生的电磁场对可能共同使用的其他设备的影响等引发的危险
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热能危险
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仪器工作过程中，会产生热能，如果电路老化、使用时间过长、防护不当，使热能聚集，或在使用中接触到加热器，可能对操作者造成热能伤害
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机械危险
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坠落导致机械部件松动，导致检测结果错误、误差过大或显示异常
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运行过程中机械部件振动过大，导致仪器误差过大或显示异常
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部件运动过程中触碰导致机械部件复位故障，测量位置不准，结果异常
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声能
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运行过程中若噪音过大，可能对操作者造成伤害
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生物学和化学危险
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毒性物质和化学物质
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漏液而导致接触有害试剂、检测完成后剩余样本、试剂和废弃物处理不当引起的环境污染、交叉感染
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使用的清洁剂、消毒剂残留引发的危险；有毒有害元件的处理不当引发的危险
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操作危险
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安装不当
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由于仪器安装不当或未对仪器的安装使用环境（包括温湿度、气体条件等）进行充分评估导致的危险，造成气体泄漏、溶剂泄漏等实验室环境污染；或产生噪声污染。
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操作不当
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由不熟练/未经训练的人员使用，未对使用者进行培训或者使用者未按说明书中的要求进行操作，造成的检测失败、检测结果不准确。
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使用与设备不相匹配的试剂、样本基质，造成的检测失败、检测结果不准确。
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未在制造商规定的使用环境条件下使用产品，造成检测结果不准确，产品寿命降低。
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若的部件在使用前或使用中需要进行连接或重新连接，连接故障可能带来风险。
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维修不当
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产品的检测装置超过寿命、长时间未经校准或校准方法错误，导致检测结果不准确
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未按产品说明书的规定对申报产品进行保养清洁、未按产品说明书的规定及时更换元器件，造成的产品检测结果不准确
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信息危险
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标识、标志不足
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标记缺少或不正确，标记的位置不正确，不能被正确的识别
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不能永久贴牢和清晰可辨，不能耐受温度、摩擦及正常使用时可能遇到的溶剂和试剂的影响
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说明书内容不足
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不符合法规及标准规定的产品说明书
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未充分告知限制信息
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未对不正确的操作、与其他设备共同使用时易产生的危险（源）进行警告
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未正确标示包装储运条件、消毒方法、维护信息、对所有标识警告符号的阐述
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未对合理可预见的误用进行警告等引发的危险（源）
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未明确产品使用期限，长期使用可能使仪器的易耗品磨损，导致对测量结果造成不良影响
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未明确报警信息，导致无法正确排除仪器故障
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显示信息错误
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产品的温度或压力等参数读数/显示不准确，导致检测结果不准确
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软件危险
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软件设计/操作危险
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软件设计用户界面项目选择或切换时不方便、界面设计存在缺陷、菜单提示不清晰导致检测结果出错
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网络安全危险
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未经授权的人员查看和更改患者数据
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数据交换时医疗器械相关数据未设计授权访问、修改、删除，无法保证数据的保密性、完整性和可得性
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三、液相色谱串联质谱系统性能研究实验要求
性能指标、检验方法可参考YY/T 1740.1《医用质谱仪 第1部分：液相色谱-质谱联用仪》、GB/T 33864《质谱仪通用规范》、GB/T 35410《液相色谱-串联四极质谱仪性能的测定方法》。性能指标包括功能性指标、安全性指标，其内容应与产品性能研究的内容一致，并明确研究依据。
性能指标至少应包括质量范围、质量准确性、质量稳定性、质量分辨率、扫描速度、输液泵流速准确度、灵敏度、精密度、线性、携带污染率、自动进样器温度准确度、柱温箱温度准确度、自动进样器线性、软件临床功能、电气安全、电磁兼容、环境试验、网络安全等内容。
软件组件的性能指标包括功能、使用限制、接口、访问控制、运行环境（若适用）、性能效率（若适用）等要求。产品的软件功能一般包括数据采集和数据分析（包括定性分析、定量分析）。软件组件的性能指标要求具体参照《医疗器械软件注册审查指导原则（2022年修订版）》执行。
如产品有额外模块实现额外功能，应增加相应的性能指标要求和检验方法。例如，若产品为全自动仪器，应考虑对加样装置的功能性指标要求：加样准确度和重复性等。产品通常具有加热功能，应符合GB 4793.6《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》。
1.功能性指标研究
1.1液相色谱模块性能研究：（1）温控系统研究：为保存样本，减少挥发，自动进样器应具备低温保存样品的功能。为达到较好的分离效果，柱温箱应具备控温功能。应当确定自动进样器和柱温箱的温度准确度要求，并进行验证。（2）自动进样器的线性、进样准确性、输液泵流速准确度：应当对自动进样器的线性、进样准确性和输液泵流速准确度进行验证，并进行验证。（3）携带污染率研究：按照高浓度样本、高浓度样本、高浓度样本、零浓度样本、零浓度样本、零浓度样本的顺序为一组，在仪器上进行测定验证，计算携带污染率，并进行验证。考虑到不同物质在管道的吸附性差异，建议对低吸附性物质和高吸附性物质分别验证。
1.2质谱模块性能研究：（1）关键部件性能研究：应开展质谱模块对于安全和性能关键部件的性能研究，例如：三重四极杆的最大扫描速度/分辨率/质量稳定性/质量准确性研究、离子源的流速/灵敏度/加热温度研究、电子倍增管的动态范围和灵敏度研究、真空系统（涡轮泵、前级泵）的真空度研究等。（2）质谱模块研究：将质量分析器安装至真空腔内，并安装离子源和检测器，对质量范围、质量准确性、质量稳定性、质量分辨率、灵敏度、精密度、峰强度等指标进行验证。对于适合用负离子模式分析的化合物（例如雌二醇、雌三醇、雌酮等），应当开展负离子模式下的灵敏度验证。若产品具有多个离子源（例如ESI源、APCI源），应当对不同的离子源模式分别进行验证。
1.3整机性能研究：应针对产品设计要求，研究产品的各项性能指标以验证各项性能指标能否达到设计预期。
2.产品临床项目分析性能的研究
建议开发人综合考虑产品的适用范围、临床分析可执行的扫描模式（MRM等）、离子源模式（ESI/APCI等）、分析类型（定性/定量）、样本类型（血液/尿液等）和被分析物（内源小分子/外源小分子等）类型，按照对产品评价最不利原则（例如含量较低、存在基质效应、存在同分异构干扰等），选取代表性的临床项目，采用临床样本进行研究，测试参考物质含量，验证临床准确度、重复性、质量稳定性、灵敏度、线性范围等指标，对主要性能进行系统性评估，并验证。
应明确所选择的代表性项目的依据，代表性项目应当覆盖产品的样本类型和被分析物类型。例如，若产品适用的样本类型为血液（全血、血浆、血清）、尿液、唾液、组织匀浆液；适用的被分析物为内源小分子（激素、维生素、氨基酸）、内源大分子（多肽、蛋白）、外源小分子（免疫抑制剂、精神类药物）、外源大分子（抗体类药物），则应充分考虑样本类型与被分析物的多种组合情形，对每一种组合情形选取代表性项目进行验证。
对于某些分析性能项目，如难以直接获得相应浓度水平的临床样本，可采用临床样本进行人工添加的方法制备高浓度水平样本、适当采用稀释或者经处理去除分析物获得低浓度样本，但应当明确无法获得的依据以及获得特殊浓度样本的方法。一般而言，不应超过总样本量的20%。应当明确人工添加样本与真实样本之间的异同，二者应具有可互换性。
3.安全性指标研究
包括电气安全指标和电磁兼容指标两大类。电气安全指标应当包括GB 4793.1《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》、GB 4793.6《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》、GB 4793.9《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》、YY 0648《测量、控制和试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》及其他适用的国家标准和行业标准中的所有指标，电磁兼容指标应当包括GB/T 18268.1《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》和GB/T 18268.26《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》及其他适用的国家标准和行业标准中的所有指标。开发人应对上述项目进行研究，按照法规要求撰写相应的检测报告。
4.环境条件对产品性能指标无显著影响的研究
主要包括气候环境条件、机械环境条件、运输条件等，可参考GB/T 14710《医用电器环境要求及试验方法》及其他适用的国家标准和行业标准中的相关指标。开发人应对上述项目进行研究，按照法规要求撰写相应的检测报告。
正常工作环境以产品标称为准，但需经相应环境试验验证。明确标识供电类型、电压。
5.产品有效期研究
应明确产品中包含的易耗、易损、需定期更换或者具有固定使用寿命的主要元器件（例如离子源、三重四极杆质量分析器、检测器等）的情况，逐一明确对影响寿命的因素。对于产品中有限次重复使用的部分，应开展使用次数或期限研究。应当明确产品使用期限，明确确定产品使用期限的具体理由并开展相关验证。
在有效期内以及实际或模拟运输储存条件下，明确保持包装完整性的依据并开展相关验证。
6.软件研究
该产品一般均含有软件，开发人应依据《医疗器械软件注册审查指导原则》、《医疗器械网络安全注册审查指导原则》等要求，开展相应研究。
6.1软件研究应当符合《医疗器械软件注册审查指导原则》、YY/T 0664《医疗器械软件 软件生存周期过程》等的要求。开发人应当根据产品预期的临床检测项目可能对患者造成的风险，确定产品随机软件的安全性级别。
6.2应明确软件版本命名规则，明确软件版本的全部字段及字段含义，确定软件的完整版本和发布版本。其中，软件的完整版本应与软件研究中的相应内容保持一致，发布版本应与产品说明书、软件研究的内容保持一致。软件版本命名规则需与质量管理体系保持一致，软件模块（含医用中间件）若有单独的版本、应明确版本命名规则。
6.3有关软件研究的详细内容，建议按照《医疗器械软件注册审查指导原则》的要求开展。软件设计依据YY/T 0664等文件。软件设计主要分为以下几个阶段：软件开发与计划、软件风险管理、需求说明书、概要设计、详细设计、软件测试等，验证软件开发及测试应当符合设计要求。开发人应当根据《医疗器械软件注册审查指导原则》的要求开展相应的软件研究。重点关注软件需求是否与软件功能一致，软件验证与确认的过程与结果；针对所有的软件功能是否均开展了相应的研究；是否存在剩余缺陷，关注软件缺陷可能产生的风险（如：检测不准确、设备故障、设备不稳定）及其控制措施，确定剩余风险在可接受范围内。
6.4软件功能：软件功能从技术特征角度大体上可分为处理功能、控制功能、安全功能，其中处理功能是指加工医疗器械数据（即医疗器械产生的用于医疗用途的客观数据）或基于模型计算的功能，控制功能是指控制/驱动医疗器械硬件运行的功能，安全功能是指保证医疗器械安全性的功能。
软件处理功能一般为数据采集和数据分析（包括定量分析、定性分析）。(1)数据采集：对仪器进行自动调谐或检验调谐，确保仪器状态运行正常后，通过设置和运行液相色谱系统参数、质谱系统参数，编辑采集方法以及工作列表，控制自动进样，完成样品采集过程。(2)数据分析：a.定量分析：根据不同浓度化合物标准品分别进样得到的色谱峰自动积分面积并制作标准曲线，从而计算未知浓度化合物的浓度。b.定性分析：例如，通过质量数、离子对比率、保留时间来确认化合物的信息。
6.4如产品包括具备电子数据交换、远程访问与控制、用户访问三种功能当中一种及以上功能，应当在软件研究中单独开展自研软件网络安全研究。若使用现成软件组件，根据其使用方式开展相应研究。有关网络安全描述文档的具体要求，建议参照《医疗器械网络安全注册审查指导原则》。
