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。在较短时间内完成微生物的鉴定，对于疾病诊断是至关重要的。
抗菌药敏感试验（Antibiotic Sensitivity Test， AST）是影响疾病诊断的一个重要因素，因此亟需开发一种使用MALDI-TOF MS技术快速而准确的检测药物敏感性的方法。目前正在开发和测试的几种AST检测方法，例如（1）耐药菌株生物标记物的检测;（2）抗生素降解产物的质谱检测;（3）稳定（非放射性）同位素标记的氨基酸检测等。尽管如此，这些方法还需要进一步改进才有机会应用于常规测试中[3-5]。
本综述详细讨论了MALDI-TOF MS技术的背景，包括样品制备和工作流程，物种亚型信息的获取以及抗生...
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