生物标志物定义为客观地定量和评估为对治疗的生理过程，病理过程或药理学反应的指标进行客观地定量和评估。生物标志物可以致力于各种健康和疾病特征，例如暴露于环境因素，遗传易感性，亚临床或临床疾病的标志物的水平或类型，或对治疗的反应指标。生物标志物可以分类为前一种生物标志物，筛查生物标志物，诊断生物标志物，分期生物标志物或预后生物标志物。Biomarkers exist in various forms, such as particular hormones (e.g., TSH in Hashimoto's Disease), metabolites (e.g., phenylalanine in urine of newborns with phenylketonuria), antibodies (e.g., anti-citrullinated protein antibodies for rheumatoid arthritis), proteins or peptides (e.g., PSA as an indicator of increased risk for prostate cancer), cell types (e.g., white blood cell counts in infection or cancer) and enzyme levels (e.g., various hepatic enzymes for liver cancer).
生物标志物也可用于评估特定疗法治疗疾病的有效性。通过测量与药物相关的药物反应率或毒性作用，可以使用特异性生物标志物监测患者对特定药物的反应，检查治疗是否有效，促进了早期的药物反应检测。生物标志物也在发现“可药剂目标”中的新药开发中发挥着重要作用。进展标记物的改变可用于了解疾病是否通过新的治疗来减缓或如何逆转，这使得研究人员将努力和资源集中在最有效的方面。最后，生物标志物可用于评估疾病的进展或疾病的易感性，以给予给定的治疗，并对个性化医学具有巨大的承诺。将量身定制治疗，将使用每个人的最有效的干预。
生物标志物的定量可用于各个领域，例如基础研究和药物开发。量化可以为药物发育中使用的生物标志物的发展和监管验收提供框架。生物标志物量化的巨大挑战是需要降低样本复杂性，同时在同时处理样品处理过程中最小化误差。在质谱分析之前通常使用HPLC色谱分离。改进的衍生化技术，改善了灵敏度以及提高MS的速度，以便以精度分析复杂样品的更高灵敏度。最近的MS分析进展极大地促进了生物标志物的定量，最大限度地减少了多个样品的定量时间和成本。
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