MALDI-TOF MS(Matrix-Assisted Laser Desorption Ionization Time of Flight Mass Spectrometry)即基質輔助激光解析電離飛行時間質譜,作為一種新型的軟電離生物質譜技術,被越來越多的應用于生命科學等領域的多個學科,不僅具有靈敏度高、準確度高且易于自動化等優勢。
目前,MALDI-TOF MS在食源性監測及科研等中的應用日益增多,也被臨床實驗室逐漸所采納,同時,MALDI-TOF MS檢測的快速、對急性病例或特殊病原菌的準確檢測及其在耐藥方面的應用使其擁有更好的發展前景。目前,應用傳統的化學方法對常見細菌進行鑒定,仍然是現在大多數實驗室所采取的鑒定方法,如革蘭氏染色、氧化酶等生化反應,或者是采用梅里埃公司的API和Vitek鑒定系統。但是對于一些難鑒定菌及培養要求苛刻的病原體,常規鑒定方法并不能滿足實驗室及臨床的應用。然而,MALDI-TOF MS技術不僅能夠快速鑒定,而且也為微需氧菌、厭氧菌、真菌、結核分枝桿菌及病毒等難鑒定、難培養病原體的鑒定彌補了生化鑒定方面的不足。
MALDI-TOF MS的基本原理
1 MALDI-TOF MS的組成
儀器主要由兩部分組成:基質輔助激光解吸電離離子源(MALDI)、飛行時間質量分析器(TOF)。
2 MALDI-TOF MS的工作原理
基于不同的微生物具有不同的蛋白質譜圖,而MALDI-TOF MS可電離相對分子質量為100~1000000的生物分子,電離后不同的離子又具有不同的質荷比,質譜也能找出種間和株間特異保守峰作為生物標記從而將其區分開,所以MALDI的具體原理是用激光照射樣品與基質形成的共結晶薄膜,基質從激光中吸收能量傳遞給生物分子,而電離過程中將質子轉移到生物分子或從生物分子得到質子,從而使生物分子電離,適用于混合物及生物大分子的測定。而TOF的原理是離子在電場作用下加速飛過飛行管道,根據到達檢測器的飛行時間不同而被檢測,即測定離子的質荷比(M/Z)與離子的飛行時間成正比檢測離子。根據檢測的結果與數據庫中的參考圖譜進行比對,從而得到結果。
質譜目前仍存在的缺陷
MALDI-TOF MS技術利用自己獨特的優勢,在多個領域都起到了至關重要的作用,然而,由于技術的不夠完善及臨床要求的不斷提高,MALDI-TOF MS的缺陷也一一顯現出來。
1 成本高
作為一項新技術,MALDI-TOF MS雖在多個領域都顯示出它的優勢,然而最初的儀器成本高是我們不得不接受的事實,這就使一些臨床機構望而卻步。
2 對樣本的前處理要求高
由于MALDI-TOF MS技術的原理是基于不同的蛋白質譜圖,所以需要純培養或單個菌落,這就為難培養病原體提出了新的挑戰,也增加了標本的前處理難度。而且MALDI-TOF MS也不能將蛋白表達相近的細菌區分,為臨床對不同菌種的鑒定提出了挑戰。
3 數據庫尚需完善
臨床的需求不斷增加,現有的數據庫并不能滿足臨床的需求,對一些不常見病原體,MALDI-TOF MS缺乏相應的數據庫,因此我們需要去豐富現有數據庫,增加一些罕見菌的質譜圖來滿足臨床的需要。
4 目前主要集中于定性
基于MALDI-TOF MS技術的原理,我們只能對病原體做到定性,很難做到定量。雖然在抗生素耐藥方面我們已經取得了一定的成效,但是對抗生素耐藥性的檢測能力有限。而且作為一項新技術對于報告結果的驗證和解釋缺乏統一的實用性的操作手冊,因此仍我們要求在以后的科研和工作中不斷去鉆研去完善。
(文章來源:檢驗視界網)