质谱与检验
质谱在微生物检验方面的应用201512
基质辅助激光解吸电离
三、MALDI Biotyper工作流程
直接涂抹法 (direct transfer ) 单一菌种 (Pure culture)
90-95% 以上的常规样品
涂抹单一菌落于样品盘上
(Single colony on MALDI )Target
可于此制备法得到鉴定结果
加上 1 μl 基质溶液
毛霉属：无匍匐菌丝与假根，囊轴呈鼓槌状
根霉属：有匍匐菌丝与假根，孢囊梗与假根对生，囊轴呈 雨伞状
m/z 4364,33 5095,82 5380,39 6255,39 6315,19 6410,60 7157,74 7273,45 7871,06 8368,76
5380.64
6315.49
6254.64
7870.62
1000
0 4000 4500 5000 5500 6000 6500 7000 7500 8000
谁 把 你 的 长 发 盘 起
谁 安 慰 爱 哭 的 你
谁 娶 了 多 愁 善 感 的 你
烟曲霉
土曲霉的“莫西干发型”
茄病镰刀菌 菌落颜色 大分生孢子 小分生孢子 瓶梗类型 厚壁孢子 大分生孢子 白、浅黄、淡兰 较多，粗壮 假头状着生 简单瓶梗，瓶梗 较长 有
串珠镰刀菌 浅紫、淡粉、白 较少，披针形， 细长 串状，假头状着 生 简单瓶梗 无
Who are you?!
理 数 微 生 物 显 示 很 少 的 形 态 学 特 征 ！
• • • • • • •
Selective media plating/biochemical tests 生化测试 Pulsed field gel electrophoresis (PFGE)脉冲场凝胶电泳 PCR based detection (several) 基于聚合酶技术的检测方法 Microarrays/FISH hybridization/fluorescence microscopy 核酸探针 RiboPrinter DNA杂交 FT-IR 红外光谱 FAME (fatty acid methyl ester) GC-MS细胞脂肪酸甲基酯
质谱在微生物检验方面的应用
质谱图:多数为核糖体蛋白(ribosomal proteins) 信号
Intens. [a.u.]
4364.06
ribosomal Protein m/z
5000
RL36
4364,33
6315.49 6254.64
5380.64
RS32
• MALDI-TOF 微生物特征蛋白指纹图谱分析
20世纪80年代，基质辅助激光解析电离技 术(MALDI)的发明使得质谱能够检测生物大 分子
Fox, A ed. 1990. Analytical microbiology methods: chromatography and mass spectrometry.
皮肤、眼、肺部 感染，角膜炎， 耳炎等, 也是外耳 道炎常见菌之一
可引起肺部、皮肤、眼 等感染
壳细胞
足细胞
烟 曲 霉
谁谁谁谁
为把安娶
你你慰了
做的爱多
的长哭愁
嫁发的善
衣盘你感
起
的
你
烟曲霉
土曲霉的“莫西干发型”
菌落颜色 大分生孢子 小分生孢子 瓶梗类型 厚壁孢子 大分生孢子
茄病镰刀菌 白、浅黄、淡兰 较多，粗壮
A 土曲霉 B 黄曲霉 C 镰刀菌 D 青霉菌
男，21岁，大学生，主因 “胸痛两周，发热4天, 咯血1天。体温最高39.5℃伴 畏寒“ 就诊。住院检查：WBC: 14 ×109 /L , 中性：84%。6个月前诊断溃疡 性结肠炎，糖激素治疗6个月（强的松50mg/d，逐渐减量）万古霉素、头孢 米诺、阿奇霉素、拜复乐治疗无效。支气管肺泡灌洗液培养48小时菌落和镜
最重要的临床环境菌， 确诊需谨慎。常见实验 室污染菌之一。
质谱技术在检验医学领域的应用
质谱技术在检验医学领域的应用在现代医学的发展进程中，检验医学扮演着至关重要的角色。
它为疾病的诊断、治疗和预防提供了关键的依据和指导。
而在众多的检验技术中，质谱技术犹如一颗璀璨的新星，逐渐展现出其独特的优势和广阔的应用前景。
质谱技术，简单来说，就是一种通过测量物质的质量和电荷比来确定其分子结构和组成的分析技术。
它具有高灵敏度、高特异性、高准确性等特点，能够对生物样本中的微量物质进行精准检测。
在临床生化检验方面，质谱技术为我们带来了更精准的检测结果。
传统的生化检测方法，如比色法、酶法等，在某些情况下可能会受到干扰，导致检测结果出现偏差。
而质谱技术能够直接对目标物质进行检测，避免了其他物质的干扰，从而大大提高了检测的准确性。
例如，对于一些小分子代谢物，如氨基酸、脂肪酸等，质谱技术可以实现对其快速、准确的定量分析。
这对于诊断某些遗传代谢性疾病，如苯丙酮尿症、枫糖尿症等，具有重要的意义。
通过检测患者血液或尿液中这些代谢物的含量变化，医生可以及时做出诊断，并制定相应的治疗方案。
在临床免疫学检验中，质谱技术也发挥着重要作用。
免疫分析方法常用于检测蛋白质、激素等生物大分子，但传统方法可能存在交叉反应等问题，影响检测结果的特异性。
质谱技术可以对蛋白质进行精确的分子量测定和肽段序列分析，从而更准确地鉴定和定量蛋白质。
例如，在肿瘤标志物的检测中，质谱技术能够检测到低浓度的肿瘤标志物，并且可以区分不同形式的标志物，为肿瘤的早期诊断和治疗监测提供更有价值的信息。
在微生物检验领域，质谱技术的应用更是为临床带来了革命性的改变。
传统的微生物鉴定方法通常需要较长的时间，而且准确性有限。
而基于质谱技术的微生物质谱分析系统，可以在短时间内对细菌、真菌等微生物进行快速鉴定。
其原理是通过对微生物的蛋白质指纹图谱进行分析，与数据库中的已知图谱进行比对，从而确定微生物的种类。
这不仅大大缩短了检测时间，提高了检测效率，而且能够准确鉴定一些难以通过传统方法鉴定的微生物，为临床抗感染治疗提供及时的指导。
质谱技术在临床微生物检验中的应用.PPT
基本原理是将样品分散在基质分子中并形成晶体。
当用激光照射晶体时，基质从激光中吸收能量，
样品解吸附，基质-样品之间发生电荷转移使得
样品分子电离，电离的样品在电场作用下飞过真
空的飞行管，根据到达检测器的飞行时间不同而
被检测，即通过离子的质量电荷之比（M/Z）与
离子的飞行时间成正比来分析离子，从而测得并
绘出样品分子的质谱图。
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微生物诊断技术不断发展给临床带来 了什么？
1、非培养/难培养微生物的检测能力大大 提高
2、缩短了常规微生物培养鉴定诊断药敏 时间(即TAT时间)
3、从微生物检验角度提供精准的诊断
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六、安图微生物质谱Autof ms1000 的优势
实验室要求：操作方便的，成本便宜的，性价比高的，临 床迫切需要的。
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临床微生物实验室自动化
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TAT时间。
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检测器
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MALDI-TOF MS蛋白质指纹特征
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质谱检测流程
挑取部分菌
落点样至靶
板
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加基质液
MALDI TOF 检测
生成图谱 搜库鉴定
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显示绿色并且分数 最高的为该样品的 鉴定结果。
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鉴定结果
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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。
气相色谱质谱联用在食品检验中的应用
气相色谱质谱联用在食品检验中的应用摘要：随着我国社会经济的快速发展，人们物质生活水平的持续提升，食品种类日益增多，食品安全成为人们重点关注的内容。
食品安全贯通生产、流通、销售的全过程，需要各部门分工协作，共同努力才能实现。
其中，产品抽检是重要环节。
现阶段，相关部门严格遵照要求，选取食品样品进行检验工作，明确主要物质成分、营养元素、食品添加剂情况以及食用安全性等，继而分析食品的市场前景，明确食品是否满足进入市场的质量要求与安全要求。
但在这一过程中，必须积极采用更先进、优良的技术，才能保证食品检验结果的准确性与可信度。
既往在食品检验过程中多应用单一的检验技术，如气相色谱法、质谱法，但检测结果缺乏可信度，不利于食品市场的健康发展以及人们的身心健康。
现今食品检验主张联合应用检测技术。
例如，气相色谱法与质谱法的有效联合使用可提升检测技术的性能与价值，有效弥补单一检测技术的缺陷，提升检测效率，更快、更好地完成食品检验工作。
关键词：气相色谱质谱联用；食品检验；应用1气相色谱质谱联用原理概述气相色谱质谱联用是气相色谱和质谱的结合。
气相色谱法的最大功能就是将混合液中的各种成分进行分离，在混合液的分离和分析中起着举足轻重的作用。
质谱法能对混合液中的成分进行准确、定量的检验。
对于某一成分，通过电离分析可以得到其对应的质谱图谱。
通过对混合气中不同成分的质谱数据进行分析，可以对混合气中的特殊分子进行鉴定，从而实现对混合气中特殊成分的精确鉴别。
气相色谱-质谱联用能够将气相色谱的分离能力与质谱的定性和定量能力结合起来，从而可以实现对比较复杂的混合物的更加准确、细致的定性和定量分析，因此能够让被检样品的处理过程更加简单、快速，进一步简化了整个样品的分析过程，还能够节约时间，提升了分析样品的能力。
2气相色谱质谱联用检测技术的应用2.1检测粮油食品香气成分粮油食品是我国居民生活中不可缺少的食物。
中国居民的膳食模式是以谷类食物为主食，肉类、奶蛋、蔬果为副食的结构。
检验科生化学常见检测与分析方法
检验科生化学常见检测与分析方法生化学是一门研究生物体内化学变化及相互关系的科学。
在检验科中，生化学是一项重要的技术领域，用于检测和分析样本中的化学成分和反应。
本文将介绍一些生化学常见的检测与分析方法。
一、色谱法色谱法是一种常见的分离和检测技术，广泛应用于生化学领域。
其中，气相色谱法（GC）和液相色谱法（LC）是两种常见的色谱方法。
1. 气相色谱法气相色谱法是将气体或者挥发性液体样品通过色谱柱进行分离和检测的方法。
该方法适用于分离和检测样品中的挥发性有机化合物和气体。
它的原理是通过样品在高温下蒸发，然后被带动进入色谱柱中。
在色谱柱中，不同物质由于相互作用力的差异而分离，最终通过检测器检测。
气相色谱法常用于环境监测、食品安全等领域。
2. 液相色谱法液相色谱法是将溶解在溶剂中的样品通过色谱柱进行分离和检测的方法。
该方法适用于分离和检测样品中的非挥发性有机化合物和离子。
它的原理是将样品溶解在流动相中，通过色谱柱的分离作用，不同物质在色谱柱中的停留时间不同，从而实现分离和检测。
液相色谱法常用于药物分析、食品成分分析等领域。
二、光谱法光谱法是一种通过物质对光的吸收、散射或者发射来进行分析的方法。
常见的光谱方法包括紫外可见光谱法（UV-Vis）、红外光谱法（IR）和质谱法（MS）。
1. 紫外可见光谱法紫外可见光谱法是一种用于测定物质在紫外和可见光波段吸收特性的方法。
该方法适用于分析样品中的有机物、无机物和生物分子等。
紫外可见光谱法的原理是通过物质对紫外或者可见光的吸收来得到样品的吸收光谱，进而推断出样品中的成分和浓度。
紫外可见光谱法在药物分析、环境监测等领域得到广泛应用。
2. 红外光谱法红外光谱法是一种用于测定物质在红外光波段吸收特性的方法。
该方法适用于分析样品中的有机物和无机物等。
红外光谱法的原理是通过物质对红外光的吸收来得到样品的红外光谱，进而推断出样品中的分子结构和化学键的类型。
红外光谱法在药物研发、聚合物材料分析等领域具有重要应用价值。
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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通俗地说，质谱就是一
个特殊的天平，用来称 量离子重量
质量谱的用途： 定性：化学物的结构 定量：混合物的组成 领域：质谱技术广泛的应用于化学，化工， 环境，能源，医药，运动医学，刑事科学技 术，生命科学，材料科学等各个领域。
早在19世纪末，E.Goldstein在低压放电实验中观察到正电荷粒子，随后 W.Wein发现正电荷粒子束在磁场中发生偏转，这些观察结果为质谱的诞 生提供了准备。 第一台质谱仪是英国科学家FrancisWilliamAston于1919年制成的。 到20世纪20年代，质谱逐渐成为一种分析手段，被化学家采用； 从40年代开始，质谱广泛用于有机物质分析； 1966年，M.S.B，Munson和F.H. Field报到了化学电离源（Chemical Ionization，CI），质谱第一次可以检测热不稳定的生物分子； 到了80年代左右，由于具有迅速、灵敏、准确的优点，并能进行蛋白质 序列分析和翻译后修饰分析，生物质谱已经无可争议地成为蛋白质组学 中分析与鉴定肽和蛋白质的最重要的手段。质谱法在一次分析中可提供 丰富的结构信息，将分离技术与质谱法相结合是分离科学方法中的一项 突破性进展。如用质谱法作为气相色谱（GC）的检测器已成为一项标准 化GC 技术被广泛使用。由于GC-MS 不能分离不稳定和不挥发性物质， 所以发展了液相色谱（LC）与质谱法的联用技术。LC-MS可以同时检测 糖肽的位置并且提供结构信息。 1987年首次报道了毛细管电泳（CE）与质谱的联用技术。CE-MS 在一 次分析中可以同时得到迁移时间、分子量和碎片信息，因此它是LC-MS 的补充。
优点
特异性升高
VS免疫分析：干扰物，缺乏特异性，如一些 药物、类固醇、甲状腺素、蛋白质等 多组分分析：同种方法同时检测多种分析物 没有别的检测方法可替代
依据待分析物的不同，质谱仪又分为：
1. 2. 3. 1. 2. 3.
无机质谱 火花源双聚焦质谱仪 电感耦合等离子体质谱仪（ICP-MS) 二次离子质谱仪（SIMS） 有机质谱 气相色谱质谱（GC-MS） 液相色谱质谱（LC-MS） 同位素稀释质谱（IDMS）
无机质谱
在检验医学领域主要应用于 临床样本（血液、尿液、毛 发、组织等）的元素分析， 如 Pb,Se,Hg,Cd,Mg,Fe,Ca,Zn, Cu,Mn等； 以及科研样品元素分析
质谱与检验
乐山市中医医院 李彦锋
质谱的定义
质谱分析是一种测量离子质荷比（质量-电荷比） 的分析方法，其基本原理 是使试样中各组分在离 子源中发生电离，生成不同荷质比的带电荷的离 子，经加速电场的作用，形成离子束，进入质量 分析器。在质量分析器中，再利用电场和磁场使 发生相反的速度色散，将它们分别聚焦而得到质 谱图，从而确定其质量。 质量是物质的固有特性之一不同的物质有不同的 质量谱（质谱），利用这一特性，可以进行定性 分析；谱峰强度又与它代表化合物含量有关，利 用这一点，可以进行定量分析。
ICP-MS技术优势
与原子吸收技术相比Fra bibliotek线性范围宽
有机质谱
主要应用
蛋白组学
代谢组学 个性化医学
疾病诊断
药物临床试验和新药研发
质谱临床应用缺点
设备成本高
方法开发：没有可用的通用方法，绝大多数
质谱方法是实验室自主开发的。 高复杂性：专业技术（样品制备+操作） 没有标准化 IT：没有供应商提供的对接 不能批量测试