MALDI-TOF质谱仪在临床常见细菌鉴定中的应用

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MALDI TOFTOF在蛋白质组学中的应用介绍

MALDI-TOF/TOF质谱的原理及其在临床蛋白质组学中的应用目录一、MALDI-TOF/TOF质谱的基本原理二、布鲁克公司MALDI-TOF/TOF质谱的仪器特点和性能优势∙宽域离子聚焦PAN™专利技术∙靶上浓缩AnchorChip™专利技术∙全新的离子源自动清洗SourceShower™专利技术∙氮气激光与固体激光优点完美结合的Smartbeam™激光专利技术∙激光光束的直径大小可调∙支持所有同位素标记技术∙Top-down测序技术三、解决方案∙解决方案一：双向电泳-MALDI TOF/TOF技术路线∙解决方案二：LC-MALDI TOF/TOF技术路线∙解决方案三：ClinProt液体芯片- MALDI TOF系统∙解决方案四：MALDI分子成像技术∙解决方案五：MALDI Biotyper微生物快速鉴定与分类四、参考文献一、MALDI-TOF/TOF质谱的基本原理MALDI-TOF/TOF质谱主要由MALDI离子源和飞行时间质量分析器TOF组成。

样品在离子源内受激光的轰击而电离,受加速电场的作用获得一定的动能后,在无电场的真空管内飞行,不同质量的离子在飞行管内的飞行时间不同，通过测量离子的飞行时间即可测得离子的质量。

它不仅可以通过一级质谱模式测得多肽和蛋白质等分子的质量，还可通过二级质谱模式测得多肽的序列。

布鲁克公司是当今世界上唯一专门生产高性能生物质谱的公司，仅MALDI TOF/TOF系列的仪器就至少有六种型号。

其中,Autoflex Speed MALDI TOF/TOF是目前最先进的MALDI-TOF/TOF质谱仪。

它不仅在硬件上具有布鲁克公司的多项专利技术，还提供了很多独特的分析软件,为临床医学研究人员提供了蛋白质组学研究方向的多种解决方案。

除了通过经典的以二维电泳为分离手段的双向电泳-MALDI TOF/TOF技术路线和以液相色谱为分离手段的LC-MALDI TOF/TOF技术路线，进行表达蛋白质组学或差异蛋白质组学研究以外，它还在临床医学研究的具有广泛的应用，如发现与鉴定生物体液（如血清）中生物标志物的ClinProt技术，用于发现和监测组织中生物标志物的MALDI分子成像技术，用于临床微生物快速鉴定与分类的BioTyper技术,都是布鲁克公司独家提供的医学蛋白质组学解决方案。

2014-MALDI_TOF_MS技术在细菌鉴定方面的应用研究_杨细飞

基金项目：国家自然科学基金资助项目（81273126，30972454，81102154）；深圳市重点实验室提升发展项目（CXB201005260068A）；广东省医学科研基金（（B2012322，A2013598））；深圳市科技计划项目［医疗卫生类（201202086）］作者简介：杨细飞（1978－），男，博士，副研究员，主要从事微生物学检验及神经科学研究。

通讯作者：刘建军，E－mail：junii8@126．com ·论著·MALDI－TOF－MS技术在细菌鉴定方面的应用研究杨细飞，刘威，夏菠，任晓虎，黄新凤，刘建军深圳市疾病预防控制中心现代毒理学重点实验室，广东深圳518055摘要：目的探讨基质辅助激光解析电离飞行时间质谱（Matrix－Assisted Laser Desorption/Ionization Time of Flight Mass Spectrometry，MALDI－TOF－MS）技术在细菌快速鉴定方面的实用性。

方法将同一方法分离纯化后的20株试验菌株分别接种到营养肉汤中，37ħ过夜培养后按照同一标准预处理。

采用MALDI－TOF－MS检测和MALDI Biotyper软件分析数据，同时以16S rDNA PCＲ方法对细菌进行鉴定。

结果20株试验菌株中成功鉴定了17株，鉴定率85%，并且与16S rDNA PCＲ鉴定结果基本一致，说明鉴定结果准确性较高。

结论MALDI－TOF－MS方法鉴定细菌快速准确且操作简单，可发展为细菌鉴定的重要辅助工具。

关键词：基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱;16S rDNA PCＲ法;细菌;鉴定中图分类号：O657．63文献标识码：A文章编号：1004－8685（2014）08－1078－04Application of MALDI－TOF－MS technology in bacteria identification YANG Xi－fei，LIU Wei，XIA Bo，ＲEN Xiao－hu，HUANG Xin－feng，LIU Jian－jun Key Laboratory of Modern Toxicology，Shenzhen Centre for Disease Control and Prevention，Shenzhen518055，China Abstract：Objective To discuss the utility of matrix－assisted laser desorption/ionization time of flight mass spectrometry （MALDI－TOF－MS）in rapid identification of bacteria．Methods Twenty test strains，which were separated and purified in the same way，were inoculated to nutrient broth，and cultivated at37ħovernight before pretreatment according to the same standard．The bacterial strains were then detected by MALDI－TOF－MS and analyzed by MALDI Biotyper software．At the same time，16S rDNA PCＲwas also applied as the control method．Ｒesults Seventeen strains were successfully identified from 20test strains with the identification rate of85%．The results of MALDI－TOF－MS were basically the same with those of16S rDNA PCＲassay，indicating the high veracity of MALDI－TOF－MS．Conclusion MALDI－TOF－MS was accurate，fast and easy－operated for bacteria identification，and it could be developed as an important assistant tool for bacteria identifica-tion．Key Words：Matrix－assisted laser desorption/ionization time－of－light mass spectrometry；16S rDNA PCＲassay；Bacteria；Identification细菌在日常生活中无处不在，既存在有利的一面，又影响人类的健康和安全。

MALDI-TOF-MS技术及应用

MALDI技术中基质的作用

把样品分子彼此分开(基质：样品=10，000：1)，削弱样品分子之间的相互作用。基质吸收激光的能量，并将部分能量传递给样品。帮助样品离子化。

基质是如何帮助样品分子电离的？
以正离子模式为例： • 基质吸收激光的紫外波长后增加能量，並将能量部分释放给样品分子 • 帮助样品分子质子化，並帶有电荷（M+H+） • [M+H]+ 在真空状态下，雾化形成气态单一分子。在高压电场的吸引下[M+H]+ 离开离子源飞向飞行管
Matrix - CHCA
常用基质及选择
基质
HCCA
样品
蛋白，多肽，糖，小分子，极性聚合物
DHB
HPA Dithranol IAA
蛋白，多肽，糖，小分子，极性聚合物
核苷酸非极性聚合物非极性聚合物
MALDI-TOF质谱的原理
t = c ·m/z

E=U· z=1/2mv2 和 t=L/V
Pulsed Laser generates MALDI ions
20 KeV MALDI Ion Source
MALDI-TOF质谱的应用
应用MALDI-TOF-MS技术鉴定和分类微生物
实验流程
菌种鉴定 Bacillus globigii
数据分析 Profiling results from different Bacillus strains 质谱分析
基质辅助激光解吸电离(MALDI)
基本原理：将样品分散在基质分子中并形成共结晶后直接进样, 当用激光(337 nm的氮激光或355 nm的固体激光器)照射晶体时, 基质吸收了激光的大部分能量，使基质分子和样品获得能量投射到气相并得到电离，成为带电荷的离子。因此基质在样品离子形成过程中起到了质子化或去质子化的作用，使样品分子带上正电荷或负电荷，成为带电荷的离子。离子源特点: 1、使用脉冲式激光； 2、产生单电荷离子和部分双单电荷离子，质谱图中的谱峰与样品各组分的质量数有一一对应关系； 3、离子化效率高，灵敏度高 (fmol～amol) 常用基质：芥子酸(3,5-二甲氧基-4-羟基肉桂酸)（SA)、龙胆酸(2,5-二羟基苯甲酸)(DHB)、 α-氰基-4-羟基肉桂酸(CHCA)、吡啶甲酸(PA)、3-羟基吡啶甲酸(3HPA)。

MALDI-TOF MS在临床常见菌快速鉴定中的应用研究

科学养生 2019年第08期125论著[1]周运翠.清肝明目汤结合阿昔洛韦、贝复舒治疗单纯疱疹病毒性角膜炎的疗效分析[J].现代诊断与治疗,2017,28(24):4529-4530.[2]江红星.清肝明目汤治疗病毒性角膜炎45例[J].云南中医中药杂志,2017,38(1):58-60.[3]耿俊梅.探讨清肝明目汤结合西医抗病毒治疗单纯疱疹病毒性角膜炎的疗效[J].中西医结合心血管病电子杂志,2016,4(13):191-192.[4]周荣林.清肝明目汤结合西药治疗单纯疱疹病毒性角膜炎的临床效果[J].中国当代医药,2014,21(18):78-82.[5]曲升平.采用清肝明目汤治疗病毒性角膜炎的临床疗效分析[J].当代医药论丛,2014,12(3):12-13.ＭＡＬＤＩ－ＴＯＦ　ＭＳ在临床常见菌快速鉴定中的应用研究刘恩思1 蒋玲2（1.雅安市食品药品检验所，四川雅安 625000；2.大英县疾病预防控制中心，四川遂宁 629300）[摘要]目的研究基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱（MALDI-TOF MS）在临床常见菌快速鉴定中的应用。

方法选择大英县疾病预防控制中心2017年5月～2018年4月临床分离的菌株275株，选择MALDI-TOF MS 作为研究组与Vitek 2 Compact 系统作为对照组的菌种数据库，观察两种菌种数据库，新增菌种被检出的菌株与频次。

结果 MALDI-TOF MS 检出新增菌种35种；2017年5月～2018年4月的临床分离菌株中新增菌种检出54次，包括革兰阳性菌29次，真菌15次，分枝杆菌10次。

MALDI-TOF MS 对来自临床常见致病菌中奈瑟菌、沙门菌、肺炎链球菌、单增李斯特菌等的鉴定优于传统鉴定方法，鉴定率可达到99%以上。

结论 MALDI-TOF MS 菌种数据库比Vitek 2 Compact 系统大，对临床常见细菌可及时进行诊断，检测准确率较高，更适合临床微生物鉴定。

MALDI TOF质谱仪在临床常见细菌鉴定中的应用

·检验仪器与试剂评价·ＭＡＬＤＩ－ＴＯＦ质谱仪在临床常见细菌鉴定中的应用＊王　冰，任晓庆，褚美玲，杨　柳，盛翔宇，周连庆，薛文成，孟冬娅△（沈阳军区总医院检验科，辽宁沈阳１１００１６）摘　要：目的　探讨两种质谱仪Ｂｉｏｔｙｐｅｒ　ＭＳ和Ｖｉｔｅｋ－ＭＳ系统在临床常规分离细菌鉴定中的应用价值。

方法　收集沈阳军区总医院２０１２年３月至２０１３年１月分离自血液、尿液、脑脊液、分泌物和痰液等标本的临床常见菌细菌１４９株（包括１４个菌属和３０个菌种）。

同时采用两种ＭＡＬＤＩ－ＴＯＦ－ＭＳ系统对上述菌株进行鉴定，结果与Ｖｉｔｅｋ２ｃｏｍｐａｃｔ常规生化鉴定进行比较，对３种方法检测结果不一致菌株用１６ＳｒＲＮＡ测序进行确认。

结果　在１４９株常见细菌中，Ｂｒｕｋｅｒ　Ｂｉｏｔｙｐｅ属和种的正确鉴定率分别为９８％和９６％，Ｖｉｔｅｋ－ＭＳ属和种的正确鉴定率分别为９７％和９５％。

两者均无错误鉴定菌株。

结论　对该组常见细菌，两种质谱仪鉴定结果比较差异无统计学意义（Ｐ＞０．０５），均呈现出优异的鉴定水平，适合用于临床微生物的常规鉴定。

关键词：细菌；　质谱分析；　１６ＳｒＲＮＡＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７３－４１３０．２０１４．１６．０４７文献标识码：Ａ文章编号：１６７３－４１３０（２０１４）１６－２２２８－０３Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｍａｔｒｉｘ－ａｓｓｉｓｔｅｄ　ｌａｓｅｒ　ｄｅｓｏｒｐｔｉｏｎ　ｉｏｎｉｚａｔｉｏｎ－ｔｉｍｅ　ｏｆ　ｆｌｉｇｈｔ　ｍａｓｓ　ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｅｒ　ｉｎｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｃｌｉｎｉｃａｌ　ｃｏｍｍｏｎ　ｂａｃｔｅｒｉａ＊Ｗａｎｇ　Ｂｉｎｇ，Ｒｅｎ　Ｘｉａｏｑｉｎｇ，Ｃｈｕ　Ｍｅｉｌｉｎｇ，Ｙａｎｇ　Ｌｉｕ，Ｓｈｅｎｇ　Ｘｉａｎｇｙｕ，Ｚｈｏｕ　Ｌｉａｎｑｉｎｇ，Ｘｕｅ　Ｗｅｎｃｈｅｎｇ，Ｍｅｎｇ　Ｄｏｎｇｙａ△（Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ　ｏｆ　Ｃｌｉｎｉｃａｌ　Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ，Ｇｅｎｅｒａｌ　Ｈｏｓｐｉｔａｌ　ｏｆ　Ｓｈｅｎｙａｎｇ　Ｍｉｌｉｔａｒｙ　Ｒｅｇｉｏｎ，Ｓｈｅｎｙａｎｇ，Ｌｉａｏｎｉｎｇ１１００１６，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｏｂｊｅｃｔｉｖｅ　Ｔｏ　ｅｖａｌｕａｔｅｄ　ｔｈｅ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｖａｌｕｅ　ｏｆ　ｔｗｏ　ｋｉｎｄｓ　ｏｆ　ｍａｓｓ　ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｅｒ（ＭＳ）ａｎｄ　Ｖｉｔｅｋ　ＭＳ　ｓｙｓｔｅｍ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｉ－ｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｒｏｕｔｉｎｅｌｙ　ｉｓｏｌａｔｅｄ　ｂａｃｔｅｒｉａ　ｉｎ　ｃｌｉｎｉｃ．Ｍｅｔｈｏｄｓ　１４９ｓｔｒａｉｎｓ　ｏｆ　ｃｏｍｍｏｎ　ｂａｃｔｅｒｉａ（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ　１４ｇｅｎｅｒａ　ａｎｄ　３０ｓｐｅｃｉｅｓ）ｉ－ｓｏｌａｔｅｄ　ｆｒｏｍ　ｂｌｏｏｄ，ｕｒｉｎｅ，ｃｅｒｅｂｒａｌ　ｓｐｉｎａｌ　ｆｌｕｉｄ，ｓｅｃｒｅｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｓｐｕｔｕｍ　ｓａｍｐｌｅｓ　ｉｎ　ｏｕｒ　ｈｏｓｐｉｔａｌ　ｆｒｏｍ　Ｍａｒｃｈ　２０１２ｔｏ　Ｊａｎｕａｒｙ　２０１３ｗｅｒｅｃｏｌｌｅｃｔｅｄ　ａｎｄ　ｓｉｍｕｌｔａｎｅｏｕｓｌｙ　ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｄ　ｂｙ　２ｋｉｎｄｓ　ｏｆ　ｍａｔｒｉｘ－ａｓｓｉｓｔｅｄ　ｌａｓｅｒ　ｄｅｓｏｒｐｔｉｏｎ　ｉｏｎｉｚａｔｉｏｎ－ｔｉｍｅ　ｏｆ　ｆｌｉｇｈｔ　ｍａｓｓ　ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｅｒ（ＭＡＬＤ－ＴＯＦ－ＭＳ）．Ｔｈｅ　ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｗｅｒｅ　ｃｏｍｐａｒｅｄ　ｗｉｔｈ　ｔｈｏｓｅ　ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｄ　ｂｙ　ｔｈｅ　ｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌ　ｂｉｏｃｈｅｍｉｃａｌ　ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ（Ｖｉｔｅｋ２ｃｏｍｐａｃｔ）．Ｔｈｅ　ｓｔｒａｉｎｓ　ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｉｎｃｏｎｓｉｓｔｅｎｔ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｄ　ｂｙ　３ｋｉｎｄｓ　ｏｆ　ｍｅｔｈｏｄ　ｗｅｒｅ　ｃｏｎｆｉｒｍｅｄ　ｂｙ　１６ＳｒＤＮＡ　ｇｅｎｅ　ｓｅ－ｑｕｅｎｃｉｎｇ．Ｒｅｓｕｌｔｓ　Ａｍｏｎｇ　１４９ｃｏｍｍｏｎ　ｂａｃｔｅｒｉａ，ｔｈｅ　ｃｏｒｒｅｃｔ　ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ　ｒａｔｅｓ　ｏｆ　ｇｅｎｕｓ　ａｎｄ　ｓｐｅｃｉｅｓ　ｂｙ　ｔｈｅ　Ｂｒｕｋｅｒ　Ｂｉｏｔｙｐｅｒ　ＭＳｗｅｒｅ　９８％ａｎｄ　９６％ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ　ａｎｄ　ｗｈｉｃｈ　ｂｙ　ｔｈｅ　Ｖｉｔｅｋ　ＭＳ　ｓｙｓｔｅｍ　ｗｅｒｅ　９７％ａｎｄ　９５％ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．Ｔｈｅｒｅ　ｗｅｒｅ　ｎｏ　ｍｉｓｉｄｅｎｔｉｆｉｅｄｂａｃｔｅｒｉａｌ　ｓｔｒａｉｎｓ　ｂｙ　ｔｈｅｓｅ　ｔｗｏ　ｋｉｎｄｓ　ｏｆ　ＭＳ．Ｃｏｎｃｌｕｓｉｏｎ　Ｎｏ　ｓｔａｔｉｓｔｉｃａｌ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｗａｓ　ｏｂｓｅｒｖｅｄ　ｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｓｅ　ｔｗｏ　ｋｉｎｄｓ　ｏｆ　ＭＳ　ｓｙｓｔｅｍ（Ｐ＞０．０５）．Ｂｏｔｈ　ｅｘｈｉｂｉｔ　ｅｘｃｅｌｌｅｎｔ　ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ　ｌｅｖｅｌ　ａｎｄ　ａｒｅ　ｓｕｉｔａｂｌｅ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　ｒｏｕｔｉｎｅ　ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ　ｉｄｅｎ－ｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｃｌｉｎｉｃａｌ　ｍｉｃｒｏｏｒｇａｎｉｓｍ．Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｂａｃｔｅｒｉａ；　ｍａｓｓ　ｓｐｅｃｔｒｏｇｒａｐｈｉｃ　ａｎａｌｙｓｉｓ；　１６ＳｒＲＮＡ对临床分离细菌进行快速鉴定是临床医生和检验科的共同愿望，分子生物学鉴定方法快速准确，如荧光杂交和ＰＣＲ［１］，但成本昂贵且费时，不适合于常规大量样本的鉴定。

MALDI-TOF-MS在细菌检测中的应用

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MALDI-TOF-MS在临床微生物中的应用
❖ 基于细菌表面蛋白分子量检测的MALDI-TOF-MS技术是一种全新的微生物快速检测和鉴定技术。
❖ 通过测定细菌自身独特的蛋白质组成，应用质谱技术将测得的蛋白质和多肽按分子量大小排列，形成独特的蛋白质组指纹图，通过特征性的模式峰进行菌株的鉴定。
❖ 结论：
➢ MALDI-TOF-MS能准确、可重复地鉴定细菌且在10min 内，不需要其他的耗材。
➢ 结果错误或不能鉴定是由于MALDI-TOF-MS数据库不完善，大部分的差异是因为系统数据库相关的分类学差异。
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MALDI-TOF-MS在细菌检验中的应用范围
2、多血清型细菌的鉴定 ➢ 传统的细菌培养和生化鉴定方法无法对沙门氏菌、大
❖ 缺陷
✓ 虽然某些生化试验只需要数分钟即可完成，但对于绝大多数经过转种、培养的微生物标本，通常要得到一个完整的鉴定报告大约要24-48h，某些苛氧菌或生长慢的细菌则耗时更多。
✓ 操作繁琐、主观性强。
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现有的细菌检测方法及其缺陷
❖ 分子生物学方法
1. 细菌核糖体（16S rRNA）基因序列分析： ✓ rRNA寡核苷酸序列是细胞中最稳定的序列，比DNA
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MALDI-TOF-MS在临床微生物中的应用
3.质谱分析
❖ 取一定量样品上清液点加到靶盘上，晾干后再点等量基质（如CHCA等），放干后进行 MALDI-TOF-MS 分析
❖ 脉冲激光、模式、加速电压、激光强度等参数还未获得一个统一的模式，需要优化。
Ekin=1/2mV2
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MALDI-TOF MS在临床微生物检验中的应用价值研究

MALDI-TOF MS在临床微生物检验中的应用价值研究发表时间：2018-08-10T14:29:56.457Z 来源：《兰大学报（医学版）》2018年2期作者：姜习新[导读] 在临床微生物检验中，应用MALDI-TOF MS检验，其可明显提高微生物检出率，同时还可保证微生物检验的准确率。

岳阳市二人民医院检验科湖南岳阳 414000【摘要】目的：研究MALDI-TOF MS在临床微生物检验中的应用价值。

方法：随机选取2016年12月-2017年12月在本院进行临床微生物检验的150份样本作为研究目标，采用随机数字表法将其分为对照组（75份）与实验组（75份），对照组应用传统检验方法检测，实验组应用MALDI-TOF MS检测，分析两组微生物检出率。

结果：实验组经MALDI-TOF MS检验后，发现微生物样本71份，检出率94.7%（71/75）；对照组经传统检验方法检验后，发现微生物样本61份，检出率81.3%（61/75）；实验组微生物样本检出率明显高于对照组，P<0.05。

结论：在临床微生物检验中，应用MALDI-TOF MS检验，其可明显提高微生物检出率，同时还可保证微生物检验的准确率，临床应用价值较高，值得推广。

【关键词】MALDI-TOF MS；微生物；检验；应用价值临床微生物学是对微生物形态、分类、结构、生命活动规律进行研究的一门科学，包括病毒学、真菌学、细菌学等，属于临床医学最基础的一项，其在感染性疾病的诊断、治疗及预防中发挥着重要的作用[1]。

临床研究表明[2]，微生物与临床中的多发病、常见病有着直接的关系，如结核、牙周病、病毒性肝炎、性病等均由病原微生物引起的，其已成为引发疾病的主要因素，再加上抗生素的滥用，增加细菌的侵略性，对人们正常生活、身体健康有着严重影响。

故针对临床微生物进行针对性有效检验，对疾病进行鉴别诊断，有效提高诊治效果，保证患者生命安全。

随着医疗水平的不断发展与进步，MALDI-TOF MS的出现，将其应用于临床微生物检验中，通过测定微生物细胞内蛋白质的分子量进行微生物的鉴定及相关检测[3]。

MALDI-TOF-MS在病原微生物鉴定中的研究进展

MALDI-TOF-MS在病原微生物鉴定中的研究进展陈信忠;龚艳清;郭书林【摘要】基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱( MALDI-TOF-MS)是鉴定多种致病性细菌的快速、可靠的方法,具有较好的稳定性和可重复性,在快速和准确性方面的总体表现明显好于传统的细菌生化鉴定方法.适合于一些致病菌的快速、高通量的检测和鉴定.综述MALDI-TOF-MS技术在普通病原菌、多血清型病原菌、非发酵性细菌,以及植物病原菌等病原微生物鉴定方面的最新研究进展.【期刊名称】《生物技术通报》【年(卷),期】2012(000)006【总页数】6页(P43-48)【关键词】基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱(MALDI-TOF-MS);微生物;鉴定;进展【作者】陈信忠;龚艳清;郭书林【作者单位】厦门出入境检验检疫局,厦门361026;厦门出入境检验检疫局,厦门361026;厦门出入境检验检疫局,厦门361026【正文语种】中文基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱（Matrixassisted laser desorption ionization-time of flight mass spectrometry，MALDI-TOF-MS）技术是近年来发展起来的一种软电离新型有机质谱，通过引入基质分子，使待测分子不产生碎片，解决了非挥发性和热不稳定性生物大分子解吸离子化的问题［1］。

2002年，诺贝尔化学奖获得者美国科学家约翰·芬恩、日本科学家田中耕一和瑞士科学家库尔特·维特里希发明了对生物大分子进行识别和结构分析的方法。

芬恩和田中开发出了对生物大分子进行质谱分析的“软解吸附作用电离法”，维特里希则开发出了用来确定溶液中生物大分子三维结构的核磁共振技术［2］。

这些研究成果已成为检测和鉴定多肽、蛋白质的强有力工具，被广泛应用于生物技术和制药企业的药物开发、化学物质和生物病原体的监测等。

MALDITOF-MS具有灵敏度高、准确度高、分辨率高、图谱简明、质量范围广及速度快等特点，在测定生物大分子和合成高聚物应用方面有特殊的优越性。

MALDI-TOF质谱在院内感染致病菌检测中的应用

MALDI-TOF质谱在院内感染致病菌检测中的应用屠博文;史伟峰;韩晓冬;杜强;徐晓怡;郝超【摘要】Objective Pathogens from the nosocomial infection have been analyzed by MALDI‐TOF microbial identification system ,to evaluate mass spectrometry analysis advantage and explore the mass spectrometry method .Methods The pathogens have been analyzed by MALDI‐TOF microbial identification system ,by compared with the VITEK‐2 compact detection in the tes‐ting time ,detection rate and the amounts of identified strains .The homology differences have been analyzed by comparison calcula‐tion of common peaks from the fingerprint spectrums .Results Thirty‐one Escherichia coli strains ,28 Klebsiella pneumonia strains and 9 unusual pathogen strains have been identified by MALDI‐TOF MS for only 1 hours .It has more advantages than VITEK‐2 in the testing time and other aspects .Conclusion Nosocomial infection of pathogen shows a point source propagation mode centering on the department .MALDI‐TOF mass spectrometry is able to rapidly and correctly identify thepathogen .MALDI‐TOF microbial i‐dentification system is expected to be the major detecting technique in the field of the pathogen monitor and resistance monitoring a ‐nalysis .%目的：采用MALDI‐TOF 质谱分析方法鉴定院内感染致病菌。

探索MALDI-TOF MS技术及其在食品微生物检测方面的应用

FOOD INDUSTRY I THEORY探索MALDI-TOF MS技术及其在食品微生物检测方面的应用文I李晓萌周长民沈阳市食品药品检验所摘要：MALDI-TOF MS技术是一种新型工具，可以使用该工具来检测生物大分子，具有较多优势，如准确性较高、通量较高、所需成本较低等。

然而，在食品微生物检测方面，该技术仍存在一定的不足。

基于此，本文对MALDI-TOF MS技术进行了分析，对MALDI-TOF MS技术在食品微生物检测方面的应用进行了探讨，希望能帮助到相关人士。

关键词：MALDI-TOF MS技术；微生物检测；飞行时间质谱引言：最近几年以来，MALDI-TOF MS 技术取得较快发展，其是一种软电离技术方法，MALDI-TOF MS技术的出现，促使传统的质谱技术得以变革，MALDI-TOF MS技术可筛选生物大分子（如多肽以及蛋白质等）的高通量，亦可对寡核晋酸与基因多态性进行分析，该技术具有以下优点：不会打碎分子；可检测的范围较宽，最大范围可达400kDa；可对混合物进行检测；对盐有着较强的容忍性。

因此，MALDI-TOF用于多方面，如蛋白子组学以及临床医学等。

1.MALDI-TOF MS技术原理MALDI-TOF MS技术由MALDOI 技术以及TOF MS（飞行时间质谱）组合而成。

对于MALDOI际而言，其原理主要基于基质与待测物的混合，并且包围基质，通过共结晶薄膜，由于待测物浓度低于基质浓度，脱部分麒能量被基质分子吸收，竝转進气态，促使基质离子的形成，在基质离子与待测物碰撞的过程中，待测物被离子化，在此过程中，高分子并不会断裂，常常只形成分子、离子或者其多聚体。

对于TOFMS原理而言，是基于飞行距离以及加速电压，待测物质的m/z（m表示待测物质的质子数，z表示待测物质的电荷数）与飞行时间的平方成正比例关系。

在电场的作用下，生物大分子以较快的速度通过飞行管道，依据达到的离子数目与检测时间，得到峰强度值的图谱，以此被分析器检测。

MALDI-TOF_MS技术在真菌鉴定和药敏试验中的影响因素研究

ә通信作者,E -m a i l :g u o y o n g32@126.c o m ㊂㊃综述㊃D O I :10.3969/j.i s s n .1672-9455.2023.14.027MA L D I -T O F M S 技术在真菌鉴定和药敏试验中的影响因素研究李家政,缪杨阳综述,郭勇ә审校南京中医药大学附属苏州市中医医院检验科,江苏苏州215000摘要:基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱(MA L D I -T O F M S )是一种具有经济㊁快速㊁准确㊁高通量等特点的新技术,广泛应用于临床微生物的常规鉴定㊂近年来,随着MA L D I -T O F M S 技术的不断发展,其在临床感染性真菌的快速鉴定㊁药敏试验㊁分型等实验室诊断中在一定程度上弥补了传统形态学鉴定的不足,展现出巨大的应用潜力㊂由于真菌种类繁多㊁结构复杂㊁耐药谱多样及表型可变,在MA L D I -T O F M S 技术分析真菌的过程中,影响因素相对来说比较复杂,该文就不同培养条件㊁蛋白质提取方法和蛋白图谱数据库等条件对MA L D I -T O F M S 技术鉴定真菌的影响作一综述㊂关键词:基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱技术; 真菌鉴定; 真菌药敏试验; 真菌分型中图法分类号:R 978.5文献标志码:A文章编号:1672-9455(2023)14-2104-04I n f l u e n c i n g f a c t o r s o f M A L D I -T O F M S t e c h n o l o g y i n f u n ga l i d e n t i f i c a t i o n a n d d r u g s u s c e p t ib i l i t yt e s t r e s e a r c h L I J i a z h e n g ,M I A O Y a n g y a n g ,G U O Y o n gәD e p a r t m e n t o f C l i n i c a l L a b o r a t o r y ,S u z h o u T r a d i t i o n a l C h i n e s e M e d i c i n e H o s p i t a l A f fi l i a t e d t o N a n j i n g U n i v e r s i t y o f C h i n e s e M e d i c i n e ,S u z h o u ,J i a n g s u 215000,C h i n a A b s t r a c t :M a t r i x -a s s i s t e d l a s e r d e s o r p t i o n i o n i z a t i o n t i m e -o f -f l i g h t m a s s s p e c t r o m e t r y (MA L D I -T O F M S )i s a n e w t e c h n i q u e w i t h e c o n o m i c a l ,r a p i d ,a c c u r a t e a n d h i g h -t h r o u g h p u t c h a r a c t e r i s t i c s ,w h i c h i s w i d e l y us e d i n t h e r o u t i n e i d e n t i f i c a t i o n o f c l i n i c a l m i c r o o r g a n i s m s .I n r e c e n t y e a r s ,w i t h t h e c o n t i n u o u s d e v e l o pm e n t o f MA L D I -T O F M S t e c h n o l o g y ,i t h a s m a d e u p f o r t h e s h o r t c o m i n g s o f t r a d i t i o n a l m o r p h o l o gi c a l i d e n t i f i c a t i o n t o a c e r t a i n e x t e n t i n t h e l a b o r a t o r y d i a g n o s i s o f c l i n i c a l i n f e c t i o u s f u n g i ,s u c h a s r a p i d i d e n t i f i c a t i o n ,d r u g se n -s i t i v i t y t e s t a n d t y p i n g ,a n d h a s s h o w n g r e a t a p p l i c a t i o n p o t e n t i a l .D u e t o t h e w i d e v a r i e t y ,c o m pl e x s t r u c t u r e ,d i v e r s e d r u g r e s i s t a n c e s p e c t r u m a n d v a r i a b l e p h e n o t y p e o f f u n g i ,t h e i n f l u e n c i n g f a c t o r s a r e r e l a t i v e l y c o m pl e x i n t h e p r o c e s s o f f u n g i a n a l y s i s b y MA L D I -T O F M S .T h i s a r t i c l e r e v i e w s t h e i n f l u e n c i n g f a c t o r s o f f u n gi i d e n -t i f i c a t i o n b y MA L D I -T O F M S u n d e r d i f f e r e n t c u l t u r e c o n d i t i o n s ,p r o t e i n e x t r a c t i o n m e t h o d s a n d p r o t e i n m a pd a t a b a se s .K e y wo r d s :m a t r i x -a s s i s t e d l a s e r d e s o r p t i o n i o n i z a t i o n t i m e -o f -f l i g h t m a s s s p e c t r o m e t r y ; i d e n t i f i c a t i o n o f f u n g i ; f u n g a l s u s c e p t i b i l i t y t e s t i n g ; c l a s s i f i c a t i o n o f f u n gi 近年来,由于恶性肿瘤的高发病率及化疗药物㊁广谱抗菌药物和免疫抑制剂等在临床的广泛应用,侵袭性真菌感染的发生率和病死率呈明显上升趋势[1]㊂真菌感染的临床表现复杂,顽固难治愈,易误诊误治,早期抗真菌治疗对患者生存至关重要㊂抗真菌治疗不充分㊁延迟开始治疗时间均会增加患者的病死率[2]㊂传统的真菌鉴定方式,尤其是丝状真菌的鉴定,主要依赖形态学方法㊂由于检验人员专业水平和经验参差不齐,其准确性和时效性较差,鉴定困难和鉴定错误的情况时有发生,进而导致治疗失败㊁病情延误㊂虽然分子测序技术是真菌鉴定的金标准 ,但其操作复杂㊁价格昂贵且对实验条件和人员要求较高,难以在临床实验室常规开展㊂基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱(MA L D I -T O F M S)是一种跨学科的检测新技术,具有适应范围广㊁快速㊁准确㊁高通量㊁经济㊁操作方便等优势[3]㊂近几十年来,科研人员对MA L D I -T O F M S 技术在临床真菌的快速鉴定㊁药敏试验等方面不断探索和实践,在一定程度上弥补了传统形态学和分子测序技术上的不足㊂影响质谱鉴定真菌的因素比较复杂,尤其是丝状真菌,在培养条件㊁蛋白质提取方法㊁蛋白图谱数据库均不同的条件下,鉴定结果具有较大差异,仍需进行改进和完善[4]㊂本㊃4012㊃检验医学与临床2023年7月第20卷第14期 L a b M e d C l i n ,J u l y 2023,V o l .20,N o .14Copyright ©博看网. All Rights Reserved.文基于近几年来MA L D I-T O F M S技术在临床真菌鉴定和诊断中的应用进展,总结出不同检测条件对鉴定结果的影响,旨在为临床实验室实施MA L D I-T O F M S技术鉴定真菌提供相应信息㊂1培养条件对MA L D I-T O F M S技术鉴定真菌的影响丝状真菌受生长条件和真菌菌丝体区域的影响,呈现出可变的表型㊂菌龄㊁培养基种类㊁培养条件等均可能会导致蛋白质谱差异,干扰样品的正确鉴定㊂有研究显示,来源相同的尖孢镰刀菌株,在两种不同琼脂培养基平板温度为25ħ的环境下生长1周,蛋白质谱具有明显差异,随着时间的推移,即使在含有相同培养基的琼脂平板上,也会对蛋白质谱产生影响,特别是蛋白质峰的相对高度[5]㊂丝状真菌的孢子和菌丝体具有不同的生物相和蛋白质图谱,在采集固体培养基上的丝状真菌样品时,二者往往被同时采集,进而影响鉴定结果㊂布鲁克系统建议用液体培养基培养丝状真菌,因为液体培养基中丝状真菌分离物主要是菌丝体,可以提高蛋白质谱质量㊂但由于液体培养基存在雾化孢子污染风险和无法可视化宏观和微观表型特征的缺点,临床实验室仍然以直接从固体培养基中收集真菌样品为主,以简化样品制备过程并节省时间㊂对于酵母菌,使用不同的培养基同样会对MA L-D I-T O F M S技术的鉴定对数评分值有明显影响[6]㊂一般而言,采用MA L D I-T O F M S技术分析的菌落,应选择已经经过所用检测系统制造商验证的培养基,以提高鉴定结果与数据库的匹配度,保证鉴定质量㊂总之,用户应了解制造商推荐的培养基优㊁缺点及其孵育条件,以提高MA L D I-T O F M S技术鉴定真菌的性能㊂2标本制备对MA L D I-T O F M S技术鉴定真菌的影响对MA L D I-T O F M S技术来说,标本制备及合适的蛋白质提取方法是影响鉴定灵敏度㊁分辨率和再现性的关键步骤㊂标本制备不当会导致较低的峰分辨率,影响鉴定结果㊂基于MA L D I-T O F M S技术的丝状真菌鉴定在过去几年受到限制,主要原因是缺乏高效的样品制备方法来保证高质量的蛋白质谱㊂与细菌不同,真菌可以通过简单的预处理方法快速准确地获得鉴定结果,而真菌的传统预处理方法,特别是丝状真菌则更为复杂,涉及乙醇㊁甲酸㊁乙腈等试剂和离心等提取过程,不同丝状真菌蛋白质提取方法对质谱鉴定结果的影响差异较大㊂HO N S I G等[7]根据MA L D I-T O F M S技术制造商提供的3种不同标本制备方法,比较各自在鉴定丝状真菌物种水平的识别率,结果显示,液体培养有效识别率最高(76.1%),优于细胞裂解法(62.0%)和完整细胞法(48.9%)㊂除制造商推荐的样本制备方法外,在临床工作中,广大科研人员也不断探索和开发出了许多新的样本制备方法㊂P E N G等[8]描述了一种更方便㊁省时㊁省试剂㊁灵敏的预处理方法:甲酸夹层法㊂使用安图生物质谱仪的A u t o f M S系统时,甲酸夹层法能够实现93.9%的物种级鉴定;当临床库㊁科研库㊁内部数据库结合使用时,使用梅里埃公司的V I T E K M S系统能实现97.3%的物种级鉴定㊂N I N G等[9]创建了两种快速提取丝状真菌蛋白质的方法:氧化锆-二氧化硅磁珠法(Z S B)和聚焦超声法(F U S),并使用V I T E K M S系统评估了两种方法的识别精度㊂按制造商推荐的常规蛋白质提取方法, V I T E K M S系统物种级正确鉴定率为76.42%,Z S B 和F U S物种级正确鉴定率分别为79.67%和76.42%㊂按制造商推荐的常规蛋白质提取程序,每个丝状真菌预处理时间至少需要30m i n,而Z S B和F U S分别将每份标本的操作时间减少至7m i n或5m i n,每个额外的菌株只需多出几秒,从而节省了大量时间㊂通常,实验技术人员采用的预处理方法和策略基于他们的经验或实验室标准操作规程,但这种模式可能会导致反复鉴定,给日常工作带来负担,造成时间㊁人员㊁耗材等成本的浪费㊂因此,实验人员需开拓思维,根据情况选择适当的分析前预处理方法,提高MA L D I-T O F M S技术的鉴定效率和准确率㊂3数据库对MA L D I-T O F M S技术鉴定真菌的影响微生物数据库是MA L D I-T O F M S技术鉴定的关键组成部分,菌株识别的准确率主要依靠菌株数据库的功能,尤其是新物种的鉴定对其依赖性更强㊂目前,在临床实验室主要的数据库有布鲁克公司的B i o-t y p e r系统㊁梅里埃公司的V I T E K M S系统和安图生物公司的A u t o f M S系统等㊂现有的数据库均不够完善,临床真菌的鉴定准确率在不同系统之间存在一定差异㊂有研究对各数据库中存在的菌株进行了评价,对于丝状真菌,B i o t y p e r系统进行种㊁属或复合物的鉴定准确率为76.7%,高于V I T E K M S系统的50.0%;对于酵母菌,B i o t y p e r系统的鉴定准确率为82.9%,低于V I T E K M S系统的93.3%㊂对于数据库中不存在的真菌,V I T E K M S系统比B i o t y p e r系统给出了更多的错误识别[10]㊂还有相似的研究也显示,B i o t y p e r系统对酵母菌株物种水平的鉴定率稍逊于V I T E K M S系统[11]㊂最近有研究评估了3种不同的MA L D I-T O F M S系统在鉴定临床丝状真菌方面㊃5012㊃检验医学与临床2023年7月第20卷第14期 L a b M e d C l i n,J u l y2023,V o l.20,N o.14Copyright©博看网. All Rights Reserved.的表现,V I T E K M S系统最具有优势,96.0%菌株鉴定到物种水平,98.4%到属水平;B i o t y p e r系统42.1%菌株鉴定到物种水平,42.9%到属水平;A u t o f M S系统58.7%菌株鉴定到物种水平,60.3%到属水平[12]㊂在鉴定不同物种复合物内的酵母分离物方面, A u t o f M S系统比V I T E K M S系统具有更高的鉴定准确性,在系统密切相关的物种复合物中鉴定不太常见的物种方面,V I T E K M S系统的鉴定能力仍有待提高[13]㊂性能识别方面,A u t o f M S系统与B i o t y p e r系统相当,但A u t o f M S系统在数据库中提供了更多的真菌物种级结果,测试时间大约是B i o t y p e r系统的一半[14],在临床微生物实验室中,能够提供更高的通量㊂在数据库的构建过程中,其覆盖范围㊁类型等至关重要㊂目前有很多机构致力于构建内部参考数据库,以提高MA L D I-T O F M S技术对罕见的㊁新兴的或地方性真菌的识别率㊂MA L D I-T O F M S技术自建库的构建需用数据库中没有的真菌分离株或物种不断扩展和更新,并用其他数据库或者方法相互验证㊂目前由于各实验室相对独立,不同自建库不能够共享,因此,开发可在线获取的参考频谱数据库十分必要㊂在线获取的参考频谱数据库的开发,能促进不同实验室间进行相互验证和补充,达到资源优化和共享,提高MA L D I-T O F M S技术的诊断效率和拓宽应用范围㊂4MA L D I-T O F M S技术在检测抗真菌药敏试验(A F S T)方面的应用现阶段,根据美国临床和实验室标准协会(C L S I)和欧洲抗菌药物敏感试验委员会的指南,A F S T的参考方法为肉汤稀释法,但这种方法需要较长的时间,会延误患者及时抗真菌治疗的时间㊂基于MA L D I-T O F M S技术,对A F S T进行了两种相对较新的尝试:第一种是基于暴露在不同浓度抗真菌药物时真菌图谱的变化,根据得到的复合相关指数(C C I)作出推断[15]㊂第二种是基于MA L D I B i o t y-p e r系统快速测定抗菌药物敏感性试验(M B T A S-T R A),针对不同浓度的抗真菌剂确定感染因子的生长状况,并与提供相对生长比(R G)的无药物对照组比较,通过定义临界值且根据相应抗真菌浓度的R G,将病原体的生长量分类为易感或耐药[16]㊂基于MA L D I-T O F M S技术的A F S T,目前没有广泛应用于临床真菌性疾病的诊断,各实验室仍处于探索研究阶段,一些研究通过C C I获得了很高的诊断值,但这些结果具有一定差异[17-18]㊂V A T A N S H-E N A S S A N等[16]通过采用M B T A S T R A和C L S I指南推荐的肉汤稀释法,比较分析了对卡泊芬净耐药的白色念珠菌和光滑念珠菌的检测数据,验证了M B T A S T R A方法,结果显示,与肉汤稀释法比较,白色念珠菌M B T A S T R A检测的灵敏度和特异度均为100.0%;光滑念珠菌M B T A S T R A检测的灵敏度㊁特异度和有效性分别为94.0%㊁80.0%和95.0%[16]㊂K N O L L等[19]通过M e t a分析,系统评价了基于MA L D I-T O F M S技术检测酵母菌和丝状真菌对唑类和棘白菌素类抗真菌药物的耐药性,与肉汤稀释法比较,基于MA L D I-T O F M S技术的耐药性检测具有91.1%的灵敏度和95.1%的特异度㊂M B T A S T R A 方法的总体灵敏度达到96.0%,优于C C I的85.3%,两种方法的特异度相似,分别为93.2%和94.2%[19]㊂A F S T模式在物种之间可能有较大差异,因此,快速㊁可靠地鉴定真菌耐药性对患者管理及改善预后至关重要[20]㊂A F S T常用方法的周转时间为24~ 48h,M B T A S T R A周转时间在8h以内[19]㊂因此,基于MA L D I-T O F M S技术的A F S T,有望成为临床实验室快速准确检测真菌耐药性的一种方法㊂5展望尽管MA L D I-T O F M S技术在临床真菌诊断领域存在一定局限,但在过去几年中,MA L D I-T O F M S 技术具有的易用性㊁低耗时㊁低成本及高通量等特点改变了临床实践,为临床实验室诊断真菌感染做出了贡献㊂由于新病原体的出现及不断变化的微生物分类学的推动,未来的研究需进一步改进和扩展真菌参考数据库,优化培养和提取蛋白质的标准化操作程序,加强MA L D I-T O F M S技术在真菌药敏试验㊁真菌菌株分型等方面的应用,实时探索临床真菌物种的演变多样性㊂总之,MA L D I-T O F M S技术的发展为真菌病的临床和治疗管理提供了新方向,为个性化医疗提供了巨大潜力㊂参考文献[1]G O N Z A L E Z-V I C E N T M,R AMO S-AMA D O R J T.F u n-g a l i n f e c t i o n i n i mm u n o c o m p r o m i s e d c h i l d r e n[J].R e vI b e r o a m M i c o l,2021,38(2):75-83.[2]S A V A G E R D,F OW L E R R A,R I S HU A H,e t a l.T h ee f f e c t o f i n a d e q u a t e i n i t i a l e m p i r i c a n t i m i c r o b i a l t r e a t m e n to n m o r t a l i t y i n c r i t i c a l l y i l l p a t i e n t s w i t h b l o o d s t r e a m i n-f e c t i o n s:a m u l t i-c e n t r e r e t r o s p e c t i v e c o h o r t s t u d y[J].P L o S O n e,2016,11(5):e0154944.[3]HO U T Y,C H I A N G-N I C,T E N G S H.C u r r e n t s t a t u s o fMA L D I-T O F m a s s s p e c t r o m e t r y i n c l i n i c a l m i c r o b i o l o g y[J].J F o o d D r u g A n a l,2019,27(2):404-414. 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All Rights Reserved.t o u s f u n g a l g r o w t h a n d s a m p l e p r e p a r a t i o n a i m e d a t m o r e c o n s i s t e n t MA L D I-T O F M S s p e c t r a d e s p i t e v a r i a t i o n s i ng r o w t h r a t e s a n d/o r i n c u b a t i o n t i m e s[J].B i o l M e t h o d sP r o t o c,2019,4(1):b p z003.[6]WA N G H,L I Y,F A N X,e t a l.E v a l u a t i o n o f b r u k e r b i o-t y p e r a n d v i t e k M S f o r t h e i d e n t i f i c a t i o n o f c a n d i d a t r o p i-c a l i s o n d i f f e r e n t s o l i d c u l t u r e m e d i a[J].J M i c r o b i o l I m-m u n o l I n f e c t,2019,52(4):604-611.[7]H O N S I G C,S E L I T S C H B,H O L L E N S T E I N M,e t a l.I d e n-t i f i c a t i o n o f f i l a m e n t o u s f u n g i b y M A L D I-T O F m a s s s p e c-t r o m e t r y:e v a l u a t i o n o f t h r e e d i f f e r e n t s a m p l e p r e p a r a t i o n m e t h o d s a n d v a l i d a t i o n o f a n i n-h o u s e s p e c i e s c u t o f f[J].JF u n g i,2022,8(4):383.[8]P E N G D,Z HU X,L I U Y,e t a l.E v a l u a t i o n o f f o r m i c a c i d s a n d w i c h(F A-s a n d w i c h):a p r e t r e a t m e n t m e t h o d f o r f i l a-m e n t o u s f u n g i,f o r t h e i d e n t i f i c a t i o n o f c l i n i c a l l y r e l e v a n t f i l a m e n t o u s f u n g i b y t w o MA L D I-T O F M S s y s t e m s[J].M e d M y c o l,2022,60(4):m y a c018.[9]N I N G Y T,Y A N G W H,Z HA N G W,e t a l.D e v e l o p i n g t w o r a p i d p r o t e i n e x t r a c t i o n m e t h o d s u s i n g f o c u s e d-u l t r a-s o n i c a t i o n a n d z i r c o n i a-s i l i c a b e a d s f o r f i l a m e n t o u s f u n g i i d e n t i f i c a t i o n b y MA L D I-T O F M S[J].F r o n t C e l l I n f e c tM i c r o b i o l,2021,11:687240.[10]L E V E S Q U E S,D U F R E S N E P J,S O U A L H I N E H,e t a l.A s i d e b y s i d e c o m p a r i s o n o f b r u k e r b i o t y p e r a n d V I T E KM S:u t i l i t y o f MA L D I-T O F M S t e c h n o l o g y f o r m i c r o o r-g a n i s m i d e n t i f i c a t i o n i n a p u b l i c h e a l t h r e f e r e n c e l a b o r a t o-r y[J].P L o S O n e,2015,10(12):e0144878.[11]P O R T E L,G A R C I A P,B R A U N S,e t a l.H e a d-t o-h e a dc o m p a r i s o n o f M i c r o f l e x L T a nd V i te k M S s y s t e m sf o rr o u t i n e i d e n t i f i c a t i o n o f m i c r o o r g a n i s m s b y MA L D I-T O Fm a s s s p e c t r o m e t r y i n c h i l e[J].P L o S O n e,2017,12(5): e0177929.[12]S U N Y,G U O J,C H E N R,e t a l.M u l t i c e n t e r e v a l u a t i o n o f t h r e e d i f f e r e n t MA L D I-T O F M S s y s t e m s f o r i d e n t i f i c a-t i o n o f c l i n i c a l l y r e l e v a n t f i l a m e n t o u s f u n g i[J].M e d M y-c o l,2021,59(1):81-86.[13]Y I Q,X I A O M,F A N X,e t a l.E v a l u a t i o n o f A u t o f M S 1000a nd V i te k M S MA L D I-T O F M S s y s t e m i n i d e n t if i-c a t i o n o f c l o s e l y-r e l a t ed ye a s t s c a u s i n g i n v a s i v ef u ng a ld i se a s e s[J].F r o n t C e l l I nf e c t M i c r o b i o l,2021,11: 628828.[14]P A R K J H,J A N G Y,Y O O N I,e t a l.C o m p a r i s o n o f A u-t o f m s1000a n d b r u k e r b i o t y p e r MA L D I-T O F M S p l a t-f o r m s f o r r o u t i n e i d e n t i f i c a t i o n o f c l i n i c a l m i c r o o r g a n i s m s[J].B i o m e d R e s I n t,2021,2021:6667623.[15]P A U L S,S I N G H P,A S S,e t a l.R a p i d d e t e c t i o n o f f l u-c o n a z o l e r e s i s t a n c e i n c a nd i d a t r o p i c a l i s b y MA L D I-T O FM S[J].M e d M y c o l,2018,56(2):234-241. 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MALDI-TOF MS 在食品微生物中的应用：数分钟内确认和鉴定微生物

分析与检测Jul 2019 CHINA FOOD SAFETY 37一系列的微生物都可能对食物造成污染，如细菌、酵母菌、霉菌和寄生虫等。

常见的食源性致病菌包括沙门氏菌属、克罗诺杆菌属、弯曲杆菌属，以及单核细胞增生李斯特菌等。

如未能及时检测食品中的微生物含量，食源性致病菌将会通过受污染的食物进行传播扩散，进而爆发严重的疾病。

通过监测大肠杆菌、李斯特菌、酵母菌和霉菌等质量指标，可对食品工艺卫生情况和质量进行评价。

如今，用于识别食品中微生物的技术种类繁多，包括传统的基于培养的方法、使用聚合酶链反应（PCR）试验的分子检测方法，以及日益复杂的分析技术，如质谱法（MS）。

然而，研究人员和测试制造商仍试图寻找更为先进的方法，希望以更高的准确性和灵敏度进行更快速的测试。

质谱的发展历经多年发展，食品工业已经习惯于使用经AOAC 或ISO 16140认可的快速检测方法——这些定性或定量方法被食品安全管理机构所接受，且区域法规也对其予以认可，并鼓励将它们应用于各种各样的食品。

新技术的发展，如基质辅助激光解吸/电离（MALDI）飞行时间（TOF）质谱或测序技术凭借其更快速、更可靠的结果被大范围应用，促使食品微生物检测技术进入新的纪元。

检测时间的长短往往是考量食品微生物实验室合格与否的关键因素之一，因此，MALDI-TOF MS 快速准确地确认与鉴定微生物的能力在常规测试中具有极高价值。

对比研究表明，在准确鉴定细菌和真菌方面，MALDI-TOF MS（100%）与传统鉴定板（94%~97%）存在差异——MALDI-TOFMS 在速度及试剂成本方面拥有较大优势。

Q 实验室（美国俄亥俄州辛辛那提市）自1966年就服务于食品、化妆品、制药、保健美容和膳食补充剂行业，可以提供全面的微生物学、化学实验室及研发服务。

作为一家将先进的技术与个人服务和关注相结合的独立实验室，Q 实验室致力于提供满足所有测试和质量保证需求的服务。

近期，Q 实验室的微生物食品实验室采用M A L D I -TO F M S 进行日常食品微生物测试及研发（R &D）工作。

MALDI-TOF MS直接鉴定血培养阳性病原的临床应用

文章编号：1673-8640（2021）04-0424-06 中图分类号：R446.1 文献标志码：A DOI：10.3969/j.issn.1673-8640.2021.04.016 MALDI-TOF MS直接鉴定血培养阳性病原的临床应用侯伟伟，江　涟，李　冬（同济大学附属同济医院检验科，上海 200065）摘要：目的　了解基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱（MALDI-TOF MS）直接快速检测血培养报阳样本的可行性。

方法　收集同济大学附属同济医院报阳血培养样本682例，从血培养瓶直接抽取血液至分离胶采血管离心富集细菌后，采用MALDI-TOF MS进行直接鉴定（快速质谱法）。

同时对报阳血培养标本进行涂片镜检及转种培养后，分别采用Vitek 2 Compact自动化鉴定药敏仪及MALDI-TOF MS对培养菌落进行鉴定，比较两者鉴定结果的一致性，结果不一致的菌株采用16S rDNA基因测序进行验证。

结果　682例血培养阳性样本中，有664例检出单数菌，其中539例（81.2%）快速质谱法可准确鉴定（种/属），122例（18.4%）未鉴定出（种/属），仅3例（0.5%）鉴定错误，分别为泛菌属、肺炎克雷伯菌和头状葡萄球菌。

664株菌株中，革兰阴性菌367株，革兰阳性菌286株，念珠菌11株，以转种培养后质谱鉴定结果为标准，革兰阴性菌、革兰阳性菌、念珠菌快速质谱法的鉴定准确率（种/属）分别为85.8%/6.0%、65.0%/3.1%、63.6%/0；革兰阴性杆菌的鉴定准确率显著高于革兰阳性球菌和真菌，差异有统计学意义（χ2=57.967，P<0.01；χ2=7.21，P<0.05）。

革兰阴性菌中，肠杆菌科、非发酵菌及其他革兰阴性菌鉴定准确率（种/属）分别为89.0%/5.0%、65.0%/10.0%、66.7%/22.2%。

革兰阳性菌中，葡萄球菌属、肠球菌属、链球菌属和其他革兰阳性菌鉴定准确率（属/种）分别为70.9%/1.1%、71.4%/2.4%、40.5%/10.8%、50%/7.1%。

MALDI_TOFTOF在蛋白质组学中的应用介绍

MALDI-TOF/TOF质谱的原理及其在临床蛋白质组学中的应用目录一、MALDI-TOF/TOF质谱的大体原理二、布鲁克公司MALDI-TOF/TOF质谱的仪器特点和性能优势宽域离子聚焦PAN™专利技术靶上浓缩AnchorChip™专利技术全新的离子源自动清洗SourceShower™专利技术氮气激光与固体激光优势完美结合的Smartbeam™激光专利技术激光光束的直径大小可调支持所有同位素标记技术Top-down测序技术三、解决方案解决方案一：双向电泳-MALDI TOF/TOF技术线路解决方案二：LC-MALDI TOF/TOF技术线路解决方案三：ClinProt液体芯片- MALDI TOF系统解决方案四：MALDI分子成像技术解决方案五：MALDI Biotyper微生物快速鉴定与分类四、参考文献一、MALDI-TOF/TOF质谱的大体原理MALDI-TOF/TOF质谱要紧由MALDI离子源和飞行时刻质量分析器TOF组成。

样品在离子源内受激光的轰击而电离,受加速电场的作用取得必然的动能后,在无电场的真空管内飞行,不同质量的离子在飞行管内的飞行时刻不同，通过测量离子的飞行时刻即可测得离子的质量。

它不仅能够通过一级质谱模式测得多肽和蛋白质等分子的质量，还可通过二级质谱模式测得多肽的序列。

布鲁克公司是当今世界上唯一专门生产高性能生物质谱的公司，仅MALDI TOF/TOF系列的仪器就至少有六种型号。

其中, Autoflex Speed MALDI TOF/TOF是目前最先进的MALDI-TOF/TOF质谱仪。

它不仅在硬件上具有布鲁克公司的多项专利技术，还提供了很多独特的分析软件,为临床医学研究人员提供了蛋白质组学研究方向的多种解决方案。

除通过经典的以二维电泳为分离手腕的双向电泳-MALDI TOF/TOF技术线路和以液相色谱为分离手腕的LC-MALDI TOF/TOF技术线路，进行表达蛋白质组学或不同蛋白质组学研究之外，它还在临床医学研究的具有普遍的应用，如发觉与鉴定生物体液（如血清）中生物标志物的ClinProt技术，用于发觉和监测组织中生物标志物的MALDI分子成像技术，用于临床微生物快速鉴定与分类的BioTyper技术,都是布鲁克公司独家提供的医学蛋白质组学解决方案。

maldi-tof-m 鉴定菌株的流程

maldi-tof-m 鉴定菌株的流程1. 引言1.1 概述鉴定微生物菌株一直是微生物学研究中的重要任务之一。

随着技术的不断进步，传统的鉴定方法已经不能完全满足准确、快速和高通量的需求。

MALDI-TOF-M （Matrix-Assisted Laser Desorption/Ionization Time of Flight Mass Spectrometry）作为一种新兴的菌株鉴定技术，具有高精度、高效率和非破坏性等优点, 在微生物学领域取得了广泛应用。

本文将详细介绍MALDI-TOF-M鉴定菌株的流程，包括样品抽取、样品载体制备、样品加载到MALDI-TOF仪器等环节，以及其背后所使用的算法解析过程。

同时还将分析该流程在疾病诊断、食品安全监测和环境微生物调查等领域的实际应用案例。

1.2 文章结构本文分为五个主要部分进行详细阐述。

第一部分为引言，对MALDI-TOF-M鉴定菌株流程进行概述，并介绍文章的结构和目的。

第二部分将详细介绍MALDI-TOF-M鉴定菌株的流程，包括样品抽取、样品载体制备和样品加载到MALDI-TOF仪器等步骤。

第三部分将对MALDI-TOF-M鉴定菌株的算法解析进行阐述，包括数据预处理与峰识别、谱图比对和数据库搜索以及结果解读与鉴定确认等步骤。

第四部分将通过具体应用案例分析，探讨该流程在疾病诊断、食品安全监测和环境微生物调查中的实际应用情况。

最后一部分为结论，对整篇文章进行总结，并展望MALDI-TOF-M鉴定菌株技术未来发展方向。

1.3 目的本文旨在介绍MALDI-TOF-M鉴定菌株的流程，并深入解析其背后所使用的算法。

通过实际应用案例分析，我们将探讨该流程在疾病诊断、食品安全监测和环境微生物调查等领域中的实际应用效果。

通过本文的阐述，读者可以了解到MALDI-TOF-M技术在微生物学领域中的重要性和广泛应用价值，并为相关领域的研究者提供参考和指导。

2. MALDI-TOF-M鉴定菌株流程2.1 抽取样品MALDI-TOF-M鉴定菌株的第一步是从目标样品中提取微生物。

基质辅助激光解析电离-飞行时间质谱MALDI-TOF临床应用

现代仪器(洲．m oderninstrs．org．cn)基质辅助激光解析电离一飞行时间质谱(M A L D I—T O F)临床应用汪正范刘娜张婷(中国分析测试协会北京100045)医学诊断技术发展所追求的目标是能够有一种仪器，使临床医生通过一滴血液或唾液能够快速准确诊断出一个人可能患有的所有疾病。

尽管近年来基质辅助激光解析电离～飞行时间质谱(M A LD I—TO F)在主要性能方面有所改进，但在临床应用方面仍然有很多问题亟待改进。

虽然，目前在M A LD I—TO F的全部市场份额中l临床应用还只占很小比例，但是，该技术在临床应用领域已经比以前更受关注。

在临床诊断中，M A LD I—TO F与其他技术相比的潜在优势：极少的样品需求量，分析时间极短而目前其他生化技术每次样品分析需要以小时计算。

此外，M A L D I-T O F分析容易实现高度自动化，可以减少大量的人员培训，与此同时也可以大大减少潜在的实验室错误发生。

由于M A L D I—T O F 最大特点是它的专一性，这就意味着其结果是明确的、唯一的，因此不需要其他附加检验，使治疗费用更低，护理费用也可降低，同时也可以存活率提高。

近年来M A L D I—T O F仪器的性能和其他质谱仪一样在不断提高。

尽管与L C／M S相比，仪器动态范围仍是争论焦点，但高端M A L D I-T O F仪器的质量数准确度可以达到PP M级，灵敏度可以达到10。

5m ol，分辨率可以达到20000(半峰宽)。

最新的M A LD I．T O F仪器，凭借其较优的性能可以更有效地将人体内可能存在的一百多万种多肽进行分类。

目前最新的M A LD I-TO F系统对临床诊断非常有用，并且已经在许多国家和地区的临床诊断和生物标记物研究中得到广泛应用。

2005年，韩国引进布鲁克的aut of l e x II M A LD I—TO F系统作为一级体外诊断医学设备(见I B O10／15／05)。