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MALDI-TOF质谱分析技术

发布时间:2015-05-06

    基质辅助激光解析/电离-飞行时间质谱分析(MALDI-TOF MS)是新近出现的可用于微生物鉴定的一种强有力的技术。MALDI-TOF MS主要由样品解析/电离室、飞行时间质谱分析器和粒子探测器三部分组成。其基本原理为:将待测样品与化学基质一起点种在样品盘上,再将样品盘放入样品解析/电离室,样品-基质混合物接收激光脉冲照射后使基质活化,活化的基质分子、水、离子将样品分子包围。一旦吸收,基质便将自身的质子传递给传递给样品分子,使样品分子在气化状态均带正电荷,在电离室电场作用下样品分子加速通过,且速度与质荷比相关。粒子通过电离室后进入飞行时间质谱仪分析器,在这里,带电粒子沿着无电场的路径飞行,最后到达粒子检测器,由粒子检测器测出具体的飞行时间,通过飞行时间计算出每种粒子的质荷比,从而汇出样品复合物的质谱图。
    
        1.MALDI-TOF MS在细菌鉴定中的应用
    
        用做细菌鉴定的标本既可以是分离培养的纯菌落,也可以是原始的临床标本。待测的微生物样本如前所述与化学基质一起点种在样品盘上,最后仪器绘出一张微生物质谱图,这张图对每一种微生物来说都是唯一的,不同的峰值所对应的是可溶性蛋白的高吸收,这些可溶性蛋白包括核糖体蛋白和热休克蛋白。这张质谱图与已有的微生物质谱图库里的进行比对,能够吻合即可作出判断。在常见的人和动物病原菌检测鉴定方面,MALDI-TOF MS技术已经在产单核李斯特菌、沙门氏菌、肺炎链球菌、脆弱拟杆菌、脑膜炎奈瑟球菌及阪崎肠杆菌等病原菌的快速鉴定方面进行应用,取得很好的结果。此外,国外还有许多学者应用MALDI-TOF-MS技术对大肠埃希氏菌及大肠埃希菌O157:H7、无乳链球菌等细菌进行鉴定,都取得良好的鉴定效果。另外,同一种细菌常常还有多种血清型,而不同血清型的细菌,其生理生化特性可能存在明显的差异,尤其在对人类和动物的致病性方面可能完全不同。目前,应用MALDI-TOF-MS技术对这些多血清型细菌进行鉴定和分类得到了初步应用,在沙门氏菌分型中表现出较好的分型。
    
        2.MALDI-TOF MS在真菌鉴定中的应用
       
        Klouche等用MALDI-TOF MS研究了267株临床分离的酵母菌菌株,包括假丝酵母菌属、隐球菌属、酵母菌属、毛孢子菌属、地丝菌属、毕赤氏酵母和芽生裂殖菌属。MALDI鉴定到种的准确率为88%。有2O例没有鉴定出来,原因在于所对应的质谱图在数据库中找不到。Drancourt等人用MALDI-TOF MS鉴定临床分离的148株假丝酵母菌属细菌以及l9株非假丝酵母菌属细菌,同时进行生化鉴定进行对比,最终结果的准确性参照真菌rRNA测序结果。最终结果显示:MALDI-TOF MS鉴定到属的准确率有96%,鉴定到种的准确率有86%;而传统的生化方法鉴定到种的准确度为75.6%,并且传统生化检测无法鉴定白地霉、林生地霉和娄德罗菌。
    
        3.MALDI-TOF MS在检测细菌耐药性方面的研究
    
        有学者试着用MALDI研究了耐甲氧西林的金黄色葡萄球菌和甲氧西林敏感的金黄色葡萄球菌的不同菌株。他们发现耐甲氧西林的金黄色葡萄球菌的质谱图含有更多的峰值。有些峰值对于耐甲氧西林的金黄色葡萄球菌是特异的,而有些是甲氧西林敏感的金黄色葡萄球菌所特有的。这样就使我们应用MALDI—TOF MS法不光可以直接检测金黄色葡萄球菌,而且可以一步测出MRSA。
        然而,目前MALDI-TOF MS仍存在一些问题需要继续改进,比如不同的培养基、培养时间、上样方式等因素影响实验的重复性、数据库尚不完善、从原始标本中直接进行检测涉及到的最低细菌量以及感染性标本的防护、或是在同一标本中分离出多种进化程度相近的物种则会难以辨别等等。但是另一方面,由于该项技术具备快速、灵敏、准确、经济、分辨率高、对原始样本要求低等优点,随着科技的不断进步、相信在不久的将来,MALDI-TOF MS将成为微生物应用中的“主力军”。

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