基質輔助激光解析/電離-飛行時間質譜分析(MALDI-TOF MS)是新近出現(xiàn)的可用于微生物鑒定的一種強有力的技術。MALDI-TOF MS主要由樣品解析/電離室、飛行時間質譜分析器和粒子探測器三部分組成。其基本原理為:將待測樣品與化學基質一起點種在樣品盤上,再將樣品盤放入樣品解析/電離室,樣品-基質混合物接收激光脈沖照射后使基質活化,活化的基質分子、水、離子將樣品分子包圍。一旦吸收,基質便將自身的質子傳遞給傳遞給樣品分子,使樣品分子在氣化狀態(tài)均帶正電荷,在電離室電場作用下樣品分子加速通過,且速度與質荷比相關。粒子通過電離室后進入飛行時間質譜儀分析器,在這里,帶電粒子沿著無電場的路徑飛行,最后到達粒子檢測器,由粒子檢測器測出具體的飛行時間,通過飛行時間計算出每種粒子的質荷比,從而匯出樣品復合物的質譜圖。
1.MALDI-TOF MS在細菌鑒定中的應用
用做細菌鑒定的標本既可以是分離培養(yǎng)的純菌落,也可以是原始的臨床標本。待測的微生物樣本如前所述與化學基質一起點種在樣品盤上,最后儀器繪出一張微生物質譜圖,這張圖對每一種微生物來說都是唯一的,不同的峰值所對應的是可溶性蛋白的高吸收,這些可溶性蛋白包括核糖體蛋白和熱休克蛋白。這張質譜圖與已有的微生物質譜圖庫里的進行比對,能夠吻合即可作出判斷。在常見的人和動物病原菌檢測鑒定方面,MALDI-TOF MS技術已經在產單核李斯特菌、沙門氏菌、肺炎鏈球菌、脆弱擬桿菌、腦膜炎奈瑟球菌及阪崎腸桿菌等病原菌的快速鑒定方面進行應用,取得很好的結果。此外,國外還有許多學者應用MALDI-TOF-MS技術對大腸埃希氏菌及大腸埃希菌O157:H7、無乳鏈球菌等細菌進行鑒定,都取得良好的鑒定效果。另外,同一種細菌常常還有多種血清型,而不同血清型的細菌,其生理生化特性可能存在明顯的差異,尤其在對人類和動物的致病性方面可能完全不同。目前,應用MALDI-TOF-MS技術對這些多血清型細菌進行鑒定和分類得到了初步應用,在沙門氏菌分型中表現(xiàn)出較好的分型。
2.MALDI-TOF MS在真菌鑒定中的應用
Klouche等用MALDI-TOF MS研究了267株臨床分離的酵母菌菌株,包括假絲酵母菌屬、隱球菌屬、酵母菌屬、毛孢子菌屬、地絲菌屬、畢赤氏酵母和芽生裂殖菌屬。MALDI鑒定到種的準確率為88%。有2O例沒有鑒定出來,原因在于所對應的質譜圖在數(shù)據庫中找不到。Drancourt等人用MALDI-TOF MS鑒定臨床分離的148株假絲酵母菌屬細菌以及l(fā)9株非假絲酵母菌屬細菌,同時進行生化鑒定進行對比,最終結果的準確性參照真菌rRNA測序結果。最終結果顯示:MALDI-TOF MS鑒定到屬的準確率有96%,鑒定到種的準確率有86%;而傳統(tǒng)的生化方法鑒定到種的準確度為75.6%,并且傳統(tǒng)生化檢測無法鑒定白地霉、林生地霉和婁德羅菌。
3.MALDI-TOF MS在檢測細菌耐藥性方面的研究
有學者試著用MALDI研究了耐甲氧西林的金黃色葡萄球菌和甲氧西林敏感的金黃色葡萄球菌的不同菌株。他們發(fā)現(xiàn)耐甲氧西林的金黃色葡萄球菌的質譜圖含有更多的峰值。有些峰值對于耐甲氧西林的金黃色葡萄球菌是特異的,而有些是甲氧西林敏感的金黃色葡萄球菌所特有的。這樣就使我們應用MALDI—TOF MS法不光可以直接檢測金黃色葡萄球菌,而且可以一步測出MRSA。
然而,目前MALDI-TOF MS仍存在一些問題需要繼續(xù)改進,比如不同的培養(yǎng)基、培養(yǎng)時間、上樣方式等因素影響實驗的重復性、數(shù)據庫尚不完善、從原始標本中直接進行檢測涉及到的最低細菌量以及感染性標本的防護、或是在同一標本中分離出多種進化程度相近的物種則會難以辨別等等。但是另一方面,由于該項技術具備快速、靈敏、準確、經濟、分辨率高、對原始樣本要求低等優(yōu)點,隨著科技的不斷進步、相信在不久的將來,MALDI-TOF MS將成為微生物應用中的“主力軍”。