临床微生物质谱鉴定技术及其应用初探
质谱技术及其在临床微生物鉴定中的应用
确 率 分 别 为 ９７．４％、７９％和 ７８．６％。Ｓｅｎｇ等 也 报 道 了 对 ＭＡ『 ＤＩ—ＴＯＦ ＭＳ和 Ｖｉｔｅｋ２两 种 微 生 物 鉴 定 系 统 进 行 比 对 的 结 果 ，对 １６６０株 临 床 分 离 的 细 菌 进 行 检 测 ，其 中 的 ９５＿４％被 ＭＡＩ ＤＩ—ＴＯＦ ＭＳ准确 鉴 定 。两 个 实 验 室 的研 究 表 明基 于 ＭＡＬＤＩ—ＴＯＦ ＭＳ鉴 定 微 生 物 的 方 法 具 有 很 高 的准 确性。ｌＪａ Ｓｃｏｌａ等建立 了基于 ＭＡＬＤＩ—ＴＯＦ ＭＳ鉴定血培养 阳性 的致病菌方法。首先通过连续 离心 的方法获得血培养 阳性 培养瓶 中的致病菌 ，然后致病 菌被 甲酸水解后再经离 心处 理 ，所 得 上 清 进行 ＭＡＬＤＩ—ＴＯＦ ＭＳ方 法 鉴 定 。用 此 方 法检测 了 ５６２例血培养 阳性 的致病 菌 ，准确 鉴定率 达到 ７６％。Ｅｉｇｎｅｒ等 应 用 ＭＡＬＤＩ—ＴＯＦ ＭＳ的方 法 检 测 了 １ １ １６株 从 实 验 室 分 离 的细 菌 和 １０８株来 自美 国 菌种 保 藏 中心 的 参 考 菌 株 。结 果显 示 准 确 鉴定 １０１株 参 考 菌株 和 １０６２株 实验 室 分 离的 细菌 ： ２．２ ＥＳＩ ＭＳ Ｘｉａｎｇ等 应 用 ＥＳＩ串 联 质 谱 法 检 测 了 大 肠 杆 菌的裂解液 ，找出了菌种特征峰。Ｖａｉｄｙａｎａｔｈａｎ等报告了不 经过分离直接分析完整细菌的 ＥＳＩ ＭＳ方法 ，鉴定 了 ２种大 肠杆 菌 、２种芽 胞 杆 菌 和 １种 侧 胞 短芽 胞杆 菌 共 ５种 菌株 。 新 发 展 的 解 吸 电喷 雾 （ｄｅｓｏｒｐｔｉｏｎ ｅｌｅｅｔｒｏｓｐｒａｙ ｉｏｎｉｚａｔｉｏｎ，ＤＥ— ｓＩ）质 谱 法 通 过 电喷 雾 产 生 的 带 电 液滴 直 接 打 到 凝 聚 态 的 样 品表面 ，使吸附在表面的被分析物受到带 电离子的撞击 从表面解吸出来并被 电离 ，进入质 量分 析器被分析 。Ｓｏｎｇ 等报道基于 ＤＥＳ１ ＭＳ的方法成功鉴定 了枯草芽孢杆菌 ，分 析 时 间 不 到 两 分钟 。
质谱技术在微生物鉴定和检测中的应用
《质谱技术在微生物鉴定和检测中的应用》摘要：质谱技术（Mass Spectrometry， MS）是一种根据离子产生的质量图谱来确定样品中分子组成的分析技术。
质谱法不仅可以对传统的目标分析物进行定性和定量分析，还可以用于细菌的快速准确鉴定。
基质辅助激光解吸电离飞行时间（Matrix-Assisted Laser Desorption/Ionization-Time of Flight， MALDI-TOF）质谱仪由于能快速准确地鉴定革兰氏阴性菌和阳性菌的种类，因此是生物学中最常用的质谱仪之一。
质谱法鉴定微生物是以鉴定每个物种的特征光谱为基础的，然后与仪器内的大型数据库进行匹配。
本综述阐述了细菌鉴定面临的挑战和机遇，特别是在微生物学领域中使用MALDI-TOF MS来鉴定微生物和分析抗菌药敏感性。
关键词：质谱技术;MALDI-TOF;特征光谱;细菌鉴定;抗菌药敏感试验质谱（MS）法通过分析电离分子的质荷比（m/z）来对分子进行定性定量分析。
质谱仪扫描的特征图谱可以确定样品内不同分子的组成，并且能够直接分析任何可电离的生物分子。
FENN[1]和TANAKA[2]在MS的基础上，分别建立了电喷雾电离（Electrospray Ionization，ESI）技术和基质辅助激光解吸电离（Matrix-Assisted Laser Desorption/Ionization，MALDI）技术。
MALDI最大的优势在于不需要复杂的预分析，就可以直接对样品与化学基质混合后产生的离子进行分析。
离子飞行时间（TOF）是指用探测器精确测量离子到达飞行管末端所花费的时间。
基质辅助激光解吸电离飞行时间（MALDI-TOF）质谱技术是将MALDI技术和TOF技术整合在一起的一种技术。
自从关于MALDI-TOF技术的构想诞生以来，因其快速、高通量、低成本和高效的优点，该技术已经彻底改变了微生物实验室中鉴定微生物的方法。
MALDI-TOF MS的主要优点之一是节省时间，因为细菌鉴定不再需要经过24～48 h，只需不到一小时即可完成。
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临床微生物质谱鉴定技术及 其应用初探
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微生物鉴定技术的研究与应用
微生物鉴定技术的研究与应用微生物是存在于环境中的一种生物，它们具有微小的体积、短得不能被肉眼观察的生命历程，但又是生态系统中不可或缺的组成部分。
微生物鉴定技术是通过一定的实验手段，对微生物进行种属鉴定和分类的一种技术。
它不仅是微生物学研究领域的重要组成部分，同时也被广泛应用于食品、医药、环保等多个领域。
微生物鉴定技术的研究在微生物鉴定技术的研究方面，核酸鉴定技术是当前的研究热点。
人们利用PCR技术对微生物种类进行鉴定和分类，从而得到更准确的种属信息。
PCR技术可以直接从微生物中提取DNA进行扩增，将扩增的产物进行测序，基于测序结果进行物种鉴定和分类。
此外，蛋白质组学也是微生物鉴定技术的主要研究方法之一。
通过质谱分析等手段，人们可以对微生物中的蛋白质进行鉴定与分类，为微生物研究提供了新的思路和方法。
另外，随着人们对微生物的深入研究，人们发现微生物种群结构对生态环境的影响非常显著。
为了研究微生物种群结构，人们沿用传统环境学方法，通过培养分离、形态学观察等手段，对微生物进行研究。
随着分子生物学技术的发展，人们将DNA芯片应用于微生物研究，大大提高了微生物分析的效率和准确率。
同时，人们也逐渐深入研究微生物间的交流和互作关系，发现微生物之间存在协同作用和“竞争”关系，这为微生物的资源利用和生态调控提供了新的解决思路和方法。
微生物鉴定技术的应用微生物鉴定技术的应用非常广泛，其中医药和食品工业是其中最为典型的领域。
在医药领域，微生物鉴定技术被广泛应用于细菌分离、组分分析、药物筛选等方面，有助于开发新型药物。
同时，微生物分类学还可以为感染性疾病的诊断和治疗提供更准确的依据。
此外，微生物鉴定技术在微生物药物研究、疫苗设计以及基因工程等方面也起到了重要作用。
在食品工业方面，微生物鉴定技术被广泛用于食品安全检测和质量控制。
食品中存在大量的微生物，其中一些可引起食品腐败和污染。
因此，食品生产企业需要对食品中的微生物进行检测，确保食品的安全性和质量。
质谱仪在微生物中的应用及标准化操作
质谱仪在微生物中的应用及标准化操作
质谱仪在微生物中的应用及标准化操作如下：
质谱仪在微生物鉴定中具有重要作用。
微生物鉴定是临床诊断的重要环节，传统的生化原理检测方法流程复杂且能鉴别的种类有限。
相比之下，质谱技术凭借高通量、快速性、准确性和特异性等优点，在微生物检验方面的应用越来越多。
在质谱技术应用过程中，微生物样本和基质置于靶板上，两者混合干燥后形成晶体。
当紫外激光脉冲作用于晶体时，基质受到激发从固相转为气相，微生物蛋白和基质分子从靶板表面被喷射出去（解吸），质子从基质转移到蛋白（电离），使带正电荷的气相蛋白在静电场高电压作用下加速进入飞行管。
进入飞行管后，离子就以一定的速度飞向离子检测器，该速度取决于它们的“质核比”。
低“质核比”的小离子先到达，随后是“质核比”稍高的大分子。
用离子检测器可以检测每个离子的飞行时间，“质核比”可以计算出来，进而产生质谱图。
质谱图上显示的“质核比”数值在x轴上，信号强度在y轴上，因此已知m/z的越高丰度的蛋白会在质谱图上产生越高的峰。
通过该微生物全部蛋白质所构成的图形与数据库进行比对，从而完成微生物的鉴定。
此外，基质分子所吸收的能量可以使结晶体出现电离反应，并生成不同质荷比的带电离子。
样品离子可以在加速电场的作用下获得相同功能，经由高压加速处理及聚焦处理以后，研究者可以在样品离子进入时间质谱分析器以后进行质量分析。
就质谱技术的实施情况而言，离子的质荷比与飞行时间的平方之间具有正比例关系，相关人员在绘制质量图谱以后请确定的特异性图谱的软件分析比较可以为目标微生物菌种及菌株的区分提供帮助。
谈一谈质谱技术在临床微生物检测中的应用
谈一谈质谱技术在临床微生物检测中的应用随着医疗技术水平的不断进步，临床检验中引入了越来越多的高新技术，质谱技术就是其中之一，其主要是一种对蛋白质进行分析的较为强大的工具，其存在高通量、快速准确、自动化、操作简便等优点，所以在临床的微生物检验中应用较为广泛，在鉴定病原体方面具有显著效果。
这一技术从出现到发展对传统检验模式进行了挑战，令检验的实效性和灵敏度得以提升。
因此，为帮助病人们进行了解，下面就来介绍一下质谱技术在临床微生物检测中的主要应用。
一、质谱技术的原理和优点质谱技术的主要工作原理是把基质和样品进行混合，而后将其点在相应的金属靶盘上，构成一个共结晶，而后将激光当做能量的来源对结晶体进行辐射，此时基质分子会对能量进行吸收，令样品开始吸附，而后发生电离反应，形成质荷比不同的带电离子。
而样品离子处于加速的电场下，可以产生相同的动能，而后经过高压的加速和聚焦，进入到飞行时间的质谱分析器中，完成质量分析的操作。
其中，飞行时间的平方和离子质荷比呈现正相关的关系，通过计算机的处理，可以形成质量图谱，经过相关的软件进行分析和比较，可以筛选以及确定特异性的图谱，进而鉴定或者区分菌株以及微生物。
现今的临床微生物实验中，在鉴定细菌方面大都依靠传统生化反应以及形态学技术等，在鉴定细菌方面也需首先进分离纯化，就算利用相关的自动化鉴定仪，也需保证时效性的要求，特别是在检测菌血症这类重症感染的过程中。
而质谱技术一般不要求样品纯度，所以样品检测过程中可以不进分离和纯化，可以进行直接的点样。
该方式的操作较为简便，还可不断扩展数据库，所以可准确且快速地完成检测，还可保证高通量。
二、质谱技术在临床微生物检测中的应用就现今的情况来看，质谱技术现已被广泛应用于临床微生物检测中，主要检测的菌种包括霉菌、酵母菌、分枝杆菌、厌氧菌、需氧菌、革兰氏阴性菌、革兰氏阳性菌等。
1、鉴定及分析细菌质谱技术可对多种细菌进行充分分析，其中，检测的样本既可为进分离培养的一些纯菌落，同样也可为原始的临床样本，其可以被直接用来检测。
浅谈微生物快速检验技术及临床应用
浅谈微生物快速检验技术及临床应用引言：微生物是指一类生物体，包括病原微生物和有益微生物。
对微生物进行快速检验，对于临床诊断和治疗具有重要意义。
本文将介绍不同的微生物快速检验技术，并探讨其在临床应用中的作用。
第一部分：传统微生物检验的局限性传统微生物检验技术通常需要培养微生物菌株，这个过程非常漫长而费时。
尽管传统培养方法仍然是微生物学的基础，但它们存在许多局限性。
首先，培养过程要求时间较长，无法及时提供结果。
其次，某些微生物可能无法在常规培养基上生长，导致假阴性结果。
不同的菌株也可能显示出不同的生长特性，增加了检测的困难。
第二部分：PCR技术在微生物快速检验中的应用聚合酶链反应（PCR）是一种广泛应用于微生物检验的技术。
PCR 技术能够快速扩增微生物DNA片段，从而使其检测变得更为敏感和准确。
此外，PCR技术还可以在非常短的时间内提供结果，这对于迅速确定感染病原体十分重要。
PCR技术的应用范围广泛，可以用于诊断各种感染疾病，如呼吸道感染、尿路感染和性传播疾病等。
第三部分：质谱技术在微生物快速检验中的应用质谱技术是一种基于微生物分子组成的快速检验技术。
通过质谱仪的扫描，可以得到微生物的质谱图谱。
这些图谱可以与数据库中的参考图谱进行比对，以确定微生物的种类和亚种。
质谱技术具有高度的特异性和准确性，能够在短时间内完成检测，并提供可靠的结果。
因此，质谱技术被广泛应用于微生物的鉴定和分类，对于临床感染的快速诊断具有重要意义。
第四部分：快速抗生素敏感性测试技术抗生素敏感性测试是临床微生物学中的重要环节。
传统的抗生素敏感性测试通常需要48小时以上才能得出结果。
然而，期间患者可能因感染加重而需要立即治疗。
因此，发展快速抗生素敏感性测试技术至关重要。
近年来，各种快速抗生素敏感性测试方法相继出现，如荧光型PCR、蛋白质芯片和电生理技术等。
这些新技术可以在短时间内测定微生物对抗生素的敏感性，为临床治疗提供及时指导。
结论：微生物快速检验技术在临床中的应用已经取得了显著进展。
质谱技术在微生物检测和鉴定中的应用
２０２０年１１月 第２１期影像学及诊断检验质谱技术在微生物检测和鉴定中的应用左瑞菊沧州市人民医院，河北 沧州 061000【摘要】随着医学技术的蓬勃发展，质谱技术在医学中的应用越加广泛，质谱技术能够通过样品中离子产生的质量图谱对于其分子构成进行分析，广泛用于临床中细菌的快速鉴定中。
在生物学中常用MALDI-TOF质谱仪对于革兰氏阴性菌种与阳性菌种进行鉴定，通过质谱法对于微生物进行鉴定是基于不同物种不同的特征光谱来进行区别的。
本文通过对近年来相关文献的查阅，介绍了临床基于该技术的应用与样品的制备，简述了微生物检测分类，分析了该技术进行微生物检测的局限性，阐述了在细菌鉴定方面所可能遇见的挑战与应用情况，并就其日后的发展进行展望。
【关键词】质谱技术；质量图谱；细菌鉴定；特征光谱[中图分类号]Q93-331; O657.63 [文献标识码]A [文章编号]2096-5249(2020)21-0180-02质谱法是通过对于电离分子质荷比进行分析从而对于分子进行定性定量分析的一种方法，其有事在于能够通过特征图谱对于样品分子组成进行确定的同时，直接分析其可电离生物分子[1]。
在此检测方法的基础上还发展出现了ESI技术与MALDI技术，MALDI技术能够减去复杂的预分析，直接对于检测物的产生离子进行分析，而TOF则是采用探测器将离子到达飞行官末端的花费时间进行测量，两种技术的的整合使用早就了质谱检验技术的基础，随着此种技术的临床广泛应用，微生物实验室中对于微生物的检验鉴定方法发生了翻天覆地的变化，该技术能够优先增加检验的效率，单次检验60min内即可完成，对于临床疾病的判断具有重要意义[2]。
1 质谱检测法的原理和发展质谱技术是一种新型的致病菌检测方法。
其原理是质谱仪离子源通过辐照或者电离效应给予了检测目标物质以较高的能量，目标物吸收能量后被激发，在激发过程中吸收高能的物质会产生强烈的离子化效能[3]。
带电离子发生离子化后被载气带入质谱仪，通过电压的作用加速飞行，因为各个离子间具有不同的质荷比，因此会按照质量数的大小被分离。
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Impact of Rapid Organism Identification via Matrix-Assisted Laser Desorption/Ionization Time-of-Flight Combined With Antimicrobial Stewardship Team Intervention in Adult Patients With Bacteremia and Candidemia 届由质谱快速分析及快速药敏介入临床抗生素管理小组执行成人病患菌血症及霉菌血症 的影响
难鉴定菌的检测准确度和速度将大大提高。
少见菌往往有其独特的药物选择，比如布鲁菌属首
选四环素类、奴卡菌首选复方新诺明等等。
克柔假丝酵母菌对氟康唑天然耐药，热带假丝酵母
菌对唑类药物的耐药性也有上升。
产单核李斯特菌4度可生长，易污染食物和乳制品，对人类可引起原发性脑膜炎、 脑炎、败血症。 对儿科常用药物头孢菌素天然耐药，对氨苄西林敏感。 因此，实验室一旦发现疑似产单核李斯特菌可能，就要快速给予临床相关信息。 梅里埃细菌鉴定药敏分析仪 VITEK 2 COMPACT 质谱鉴定 给出两个鉴定选项（产单核、无害李斯特菌）， 需要补充CAMP试验结果（24小时孵育） 直接给出99.9%的鉴定结果 ——产单核李斯特菌
2-5天 2-5天
第一天
第二天
第三-四天
常规微生物检验遇到的困惑：
★呼吸道、肠道标本的细菌种类繁多，常规的鉴定成本高或者操作麻烦， 容易漏掉或者忽视某些细菌。 ★厌氧菌、弯曲菌、分枝杆菌和真菌：培养的难点，鉴定的死角，技术上
不好掌握或者成本高、时间长，难以实施。
★血培养的分级报告制度：存在很多变数，使得初次报告的结果可靠性 得 不到临床的认可。（比如：直接革兰染色涂片，初步能估计细菌大类，
鉴定/药敏最终报告时间提早 29小时; 84hr vs 55.9hr 有效用药时间提早十个小时: 30.1hr vs 20.4 hr 正确使用广效抗生素选择提早43小时 ; 90.3hr vs 47.3 hr 501位临床病患中, 快速报告族群30天内死亡率减少6.6% 脓毒症复发率减少3.9% ; 5.9% vs 2.0%
时间（包括操作）
20min 24~48 h
成本
20元 50元
质谱作为一项细菌鉴定领域的革新技术，与 现有传统的鉴定诊断技术相比，具有操作简单、 快速、通量高、灵敏度高、准确度好、试剂耗品 非常经济等优势。
质谱鉴定技术的临床价值
缩短了常规微生物培养鉴定时间。运用质谱
检测技术则可缩短至少1天的鉴定时间，为临 床救治危急重症患者赢得更多时间。而有研 究证实，在重症监护室（ICU）临床治疗中， 抗生素如果晚一小时准确治疗，病人存活率 下降8%。
微小单胞菌
质谱鉴定技术的临床价值
对少见菌、厌氧菌、部分真菌、奴卡菌等非常
难鉴定菌的检测准确度和速度将大大提高。
少见菌往往有其独特的药物选择，比如布鲁菌属首
选四环素类、奴卡菌首选复方新诺明等等。
克柔假丝酵母菌对氟康唑天然耐药，热带假丝酵母
菌对唑类药物的耐药性也有上升。
质谱鉴定技术的临床价值
检验科微生物室（内线1055）
检验科 微生物室
现代感染性疾病和临床微生物检测现状
耐药 菌株 增多 人员 少、 鉴定 速度 较慢 疑难 菌株 增多
现代感 染性疾 病新特 点
感染 菌种 类增 多
条件致 病菌增 多
临床微生物当前现状ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
病原 需氧菌 生长时间 24h 报告时间 3-4个工作日 5-7个工作日
厌氧菌
酵母菌 丝状真菌
48h
MALDI-TOF MS蛋白质指纹特征
不同菌种的蛋白指纹图谱
Pantoea agglomerans
成团泛菌
Acinetobacter lwoffi
洛菲不动杆菌 洋葱伯克氏菌
4000
m/z
8000
Burkholderia cepacia Raoultella ornithinolytica
鸟氨酸拉乌尔菌
Staphylococcus aureus
金黄色葡萄球菌 大肠埃希菌
Escherichia coli
4000
m/z
8000
梅里埃VITEK MS的数据库包含IVD1046种菌和RUO1500种菌的图谱。
质谱检测流程
挑取部分菌 落点样至靶 板
加基质液
MALDI TOF 检测
生成图谱
搜库鉴定
准确度
MALDI-TOF技术 常规方法 >90% >80%
但是无法确切到种。比如：L型菌无法确定其革兰染色性。）
操作方便的，成本便宜的。 不仅是实验室要求的，更是临床迫切需要的。
临床微生物实验室自动化
MALDITOF
革命性
将实验室人员从一些技
术要求较低的、能由仪 器完成的工作中解脱出 来，提高标本处理效率， 缩短报告时间。
基质辅助激光解吸电离-飞行时间质谱 (MALDI-TOF MS)
择 使血培养的分级报告更准确 临床医师可根据以往的耐药监测结果进行用药选
MALDI-TOF MS对血培养阳性样本的直接检测
优点：快速。
缺点：操作麻烦，且抽滤容易产生气溶胶，污染环境。不易于在临床推广。
鉴定的缺陷：多种菌感染不能鉴定，或者鉴定有误，链球菌等难于区分的菌 是最大的问题。
感谢聆听！
快速鉴定质谱结合药敏报告减少鉴定时间并帮助临床执行最合适抗生素用药
30 天内死亡率减少6.6%;ICU 住院天数减少6.6天; 对症用药时间缩短10 个小时 Clinical Infectious Diseases 2013;57(9):1237–
质谱鉴定技术的临床价值
对少见菌、厌氧菌、部分真菌、奴卡菌等非常