基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱仪微生物鉴定准确度快速评价参考品的研制

基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱(matrix-assisted laser desorption/ionization time-of-flight massspectrometry,MALDI-TOF MS)技术,简称飞行质谱技术,可在短时间内完成对微生物种属水平的鉴定[1]。基本原理是使用已知菌种的蛋白质图谱建立数据库,利用不同菌种核糖体蛋白(2~20 kD)大小的差异,将未知样本的检测图谱与数据库中的微生物参考图谱进行比对,鉴定结果[2-3]。与传统的微生物表型和生理生化检测方法相比,质谱鉴定的分子量范围大、扫描速度快、操作通量高,且对样品纯度要求不高[4]。除了可鉴定常见细菌和真菌,对临床厌氧菌、苛养菌、丝状真菌以及分枝杆菌等疑难微生物和相对复杂样品的鉴定能力也更强,同时对耐药微生物的鉴定准确性相对较好[5]。

基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱在食源性致病菌鉴定中的应用

基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱(matrix assisted laser desorption ionization time of flight mass spectrometry,MALDI-TOF MS)作为近年来发展的新型食源性致病菌鉴定技术,具有灵敏、准确、检测速度快等优点,该技术为食品病原微生物靶标性监测和食品安全事件应急检验提供了一种高效的鉴别技术参考,在保障民众生命健康和经济社会发展上发挥了重要作用。本文检索了近年来国内外MALDI-TOF MS技术在食源性致病菌检测中的相关研究案例,简要综述了MALDI-TOF MS检测原理、工作流程,影响鉴定结果的主要因素,介绍了MALDI-TOF MS技术应用于食源性致病菌检测中的实际案例,在此基础上分别从参考菌株数据库建设、标准化程序规范等方面对MALDI-TOF MS技术在食源性致病菌检测领域的未来研究方向进行展望,以期为后续食品安全检测及快速监管食源性致病菌污染提供技术支持。

半夏炮制过程中毒性凝集素蛋白的基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱分析

基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱(MALDI-TOF MS)受灵敏度和重复性的影响,对完整蛋白的定量分析存在困难。本研究采用纤维素纳米晶体(CNC)辅助MALDI-TOF MS,结合内标法定量分析半夏炮制过程中半夏凝集素(PTL),通过优化CNC辅助样本制备的时长和比例,以麦胚凝集素(TVL)为内标,直接分析不同炮制程度半夏各炮制品及其浸泡上清液中PTL含量。结果表明,CNC辅助MALDI样本制备有效提升了MALDI-TOF MS定量分析的线性和重复性。随着炮制时间的延长,姜半夏、清半夏和法半夏炮制品的PTL含量逐渐下降,浸泡上清液中PTL含量逐渐上升。其中,由于pH值的改变,法半夏炮制品浸泡上清液中PTL含量呈先上升后下降的趋势。此外,将该方法应用于不同饮片生产企业的多批次半夏炮制品饮片中,均未检出PTL。该方法操作简便,可有效分析半夏炮制过程中PTL含量的变化,为研究半夏炮制过程对PTL的影响提供了参考。

基质辅助激光解吸电离-飞行时间质谱法快速测定米饭和乳制品中蜡样芽孢杆菌呕吐毒素Cereulide

建立基质辅助激光解吸电离-飞行时间质谱(matrix-assisted laser desorption ionization time-of-flight mass spectrometry,MALDI-TOF MS)法分析蜡样芽孢杆菌呕吐毒素Cereulide的快速检测方法。分析了Cereulide标准物质的裂解规律,考察基质种类、点靶方式、基质溶剂和用量、激光强度等对Cereulide的质谱信号强度的影响,并进行方法学验证和实际样品检测。结果表明,选择以α-氰基-4-羟基肉桂酸为基质,均匀分散在50%乙腈-水(含0.1%三氟乙酸)中,采用先点基质再点样品的点样方式,反射线性正离子模式下选择激光强度70%进行食品中MALDI-TOF MS筛查时,可检测到Cereulide的[M+Na]^(+)和[M+K]^(+)目标离子峰,此质谱信号稳定、强度高、响应重复性好。方法学验证结果表明,Cereulide的[M+Na]^(+)和[M+K]^(+)目标离子峰在5~100 ng/mL范围内线性好,相关系数(r)>0.99;方法的检出限分别为3.0 ng/g和5.0 ng/g;对米饭和牛乳样品的加标回收率为73.3%~118.2%,相对标准偏差为0.3%~10.9%(n=6)。本方法分析速度快、准确性高、灵敏度好、抗干扰能力强、无需内标即可实现对米饭和乳制品中Cereulide的批量筛查和检测。

基质辅助激光解析电离飞行时间质谱技术对非结核分枝杆菌的鉴定与分型

应用基质辅助激光解析电离飞行时间质谱技术(MALDI-TOF MS),对非结核分枝杆菌菌株实施鉴定并对其分型。方法 通过收集2018-2023年从临床分离不同感染部分的菌株展开分析,提前需要确认培养物自身的抗酸阳性,然后开始培养可疑样本,采用 MALDI-TOF MS对罗氏培养基上的新鲜菌落进行鉴定。结果 在本次通过应PCR鉴定结果作为金标准,其中经鉴定能力进行显示,本次通过对鉴定结果进行比较中,其中对NTM鉴定符合成功率为90%,鉴定失败率为10%。通过对数据库进行不同分枝杆菌鉴定菌种率的变化比较,DB-164-Mycobacteria Library 5.0平均分值,经比较,和Bruker MBT-DB5989平均分值具有统计学差异(p<0.05)。结论 对NTM鉴定中采用DB-164-Mycobacteria Library 5.0能够进行快速鉴定,同时也是不可或缺的实验方法,同时也需要其他方法进行辅助鉴别。

基质辅助激光解吸电离-飞行时间质谱法测定α/β-二羰基类化合物与标准瓜氨酸化肽段之间的衍生化反应活性

蛋白质瓜氨酸化是一种由生物酶调控的不可逆翻译后修饰,其与免疫相关疾病、癌症、神经系统性疾病和老年痴呆症等重大疾病的发生和发展密切相关。蛋白质的瓜氨酸化修饰丰度低、缺乏亲和标签、m/z变化小且易受同位素及脱酰胺化作用干扰,因此对蛋白质的瓜氨酸化修饰进行质谱分析面临着巨大挑战。通过对瓜氨酸侧链脲基进行化学衍生反应,可以提高瓜氨酸化肽段的m/z差值,引入亲和富集标签,可有效提高瓜氨酸化分析的灵敏度和精准度。本研究以标准瓜氨酸化肽段为研究对象,以基质辅助激光解吸电离-飞行时间质谱(MALDI-TOF MS)为检测手段,对一系列二羰基类化合物与瓜氨酸化肽段之间的化学反应活性进行测定。在对α-二羰基类化合物的考察中发现,苯乙二醛、丙酮醛、1,2-环己二酮和1,10-邻二氮杂菲-5,6-二酮对瓜氨酸化肽段的衍生化效率很高,并且能够生成单一的衍生化产物;2,3-丁二酮、乙二醛与瓜氨酸化肽段之间的反应效率也很高,但会生成一系列副反应产物。在对β-二羰基类化合物的考察中发现,1,3-环己二酮、2,4-戊二酮在与瓜氨酸化肽段进行反应后,均可以产生单一的衍生化产物,但反应效率很低,不适用于瓜氨酸化肽段的化学衍生反应。实验结果表明,α-二羰基结构是实现高效、特异性瓜氨酸化肽段化学衍生反应的基础,α-二羰基类化合物中不同的侧链结构又决定了衍生化产物的结构、衍生化效率及副产物的生成。通过进一步合成含有亲和标签的α-二羰基类化合物,可以实现瓜氨酸化肽段的特异性富集和精准鉴定,有助于瓜氨酸化蛋白质及其位点鉴定的新方法开发。

基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱自建库鉴定临床常见致病丝状真菌的研究

目的:评估基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱(MALDI-TOF MS)技术鉴定临床常见致病丝状真菌的准确性。方法:采用AUTOF MS1000质谱系统,在原有商业参考库的基础上,增补构建自建数据库,采用125株临床分离菌株对自建库进行验证。结果:自建库新增菌株包括:皮肤癣菌3个属15种菌种,共76株;曲霉属30个菌种,共75株。以已有商业数据库加自建数据库为比对标准,125株临床分离菌株属水平鉴定率100%,种水平鉴定率达80.8%;以分子鉴定结果为金标准,正确鉴定率94.1%。其中,69株皮肤癣菌的种水平鉴定率为79.7%,正确鉴定率92.7%;56株曲霉菌种水平鉴定率为82.1%,正确鉴定率95.6%;错误鉴定6株,集中在须癣毛癣菌复合体(T.mentagrophytes series)菌种趾间毛癣菌/须癣毛癣菌/昆可努发癣菌(T.interdigitale/T.mentagrophytes/T.quinckeanum)交叉识别及Sect.Nigri中黑曲霉(A.niger)与塔宾曲霉(A.tubingensis)交叉识别。结论:通过补充完善自建库可提高MALDI-TOF MS鉴定丝状真菌的准确率;同时,参考数据库及时扩展和更新,以确保MALDI-TOF MS准确鉴定真菌菌种的能力。

运用基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱技术分析分枝杆菌液体培养管污染菌菌群特征

目的了解分枝杆菌液体培养时产生的污染菌菌群特征,分析产生污染的原因,寻找降低污染的方法。方法收集广西壮族自治区胸科医院2023年5月10日至8月25日送检的痰液和肺泡灌洗液(bronchoalveolar lavage fluid,BALF)标本进行分枝杆菌液体培养,运用基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱(matrix-assisted laser desorption/ionization time-of-flight mass spectrometry,MALDI-TOF MS)技术对分枝杆菌液体培养后产生的污染菌进行鉴定,将鉴定出的菌种进行统计归类,分析污染菌的菌群特征。结果6090份呼吸道标本中分枝杆菌阳性标本864份,培养阳性率14.19%(864/6090),污染标本71份,污染率为1.17%(71/6090)。71份污染标本中共分离出74株污染菌,主要菌属为芽孢杆菌和曲霉菌,分别占31.08%(23/74)和24.32%(18/74)。其中灌洗液标本1429份,培养出分枝杆菌阳性标本279份,培养阳性率19.52%(279/1429),污染13株,污染率0.91%(13/1429);痰标本4661份培养出分枝杆菌585株,培养阳性率12.55%(585/4661),污染标本58份,污染率1.24%(58/4661);两种标本培养的阳性率比较,差异有统计学意义(χ^(2)=43.68,P<0.05),污染率比较,差异无统计学意义(χ^(2)=1.06,P>0.05)。结论分枝杆菌液体培养时产生的污染菌菌群复杂,以芽孢杆菌、曲霉菌为主,因此,必须规范标本的采集和运送,采用有效的前处理方法,以达到降低液体培养污染率的目的。

基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱法测定干制米粉中霉菌和酵母菌

目的建立基于基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱法快速测定干制米粉中霉菌、酵母菌的分析方法。方法采用GB 4789.15—2016《食品安全国家标准食品微生物学检验霉菌和酵母计数》对实验室2021年至2022年所抽检干制米粉进行霉菌、酵母菌检测并分析,得到10株野生菌株,基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱(MALDI-TOF MS)鉴定。结果经统计,实验室2021年至2022年所抽检干制米粉存在真菌污染,其中霉菌、酵母菌总检出率约为45.45%。通过MALDI-TOF MS鉴定,10株野生菌株里,霉菌占80%,酵母菌占20%。结论MALDI-TOF MS作为一种快速、灵敏、准确、高通量的微生物鉴定技术,实现了对干制米粉中霉菌酵母菌的特异性快速鉴定,能够为干制米粉中霉菌酵母菌的检测提供科学依据。

基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱(MALDI-TOF-MS)在食品药品中微生物检测的应用进展

MALDI-TOFMS是一种微生物鉴定和分型的技术,它相较于传统方法展现出了显著的优势。通过分析国内外的研究现状,指出MALDI-TOFMS在临床病原微生物、食源性微生物及环境微生物的鉴定中具有较大优势。该技术不仅加快了微生物鉴定的进程,还提高了鉴定的效率和准确性,有助于更迅速地确定微生物感染的病因。此外,还探讨了MALDI-TOFMS在新领域的应用进展和所面临的挑战,展望了其在微生物学领域的广泛应用前景,为我国相关技术的发展提供了重要参考。

基质辅助激光解析电离飞行时间质谱仪在快速鉴定临床酵母菌中的应用

目的目前酵母菌的实验室检测方法往往鉴定周期长、操作繁琐、阳性率低,不能满足临床快速诊断和及时治疗的需要。文中探讨基质辅助激光解析电离飞行时间质谱(matrix-assisted laser desorption ionization-time of flight mass spectrometry,MALDI-TOF-MS)用于快速鉴定临床分离酵母菌的可行性。方法收集南京军区南京总医院2013年7-10月自临床标本分离的非重复酵母菌120株。分别使用MALDI-TOF-MS和Vitek 2-Compact全自动微生物分析系统或API酵母菌鉴定条进行鉴定,结果不一致的菌株采用ITS基因测序验证。结果 120株酵母菌中117株(97.5%)MALDI-TOF-MS正确鉴定到种水平,2株(1.7%)未给出鉴定结果,1株(0.8%)鉴定结果不一致的菌株经ITS基因测序确认,MALDI-TOF-MS和Vitek 2-Compact/API均鉴定错误。结论 MALDI-TOF-MS可以作为一个快速、准确和价廉的工具应用于临床酵母菌的鉴定。

基质辅助激光解析电离飞行时间质谱仪应用于鲍曼不动杆菌检测的研究进展

基质辅助激光解析电离飞行时间质谱仪（matrix-assisted laser desorption ionization-time-of-flight mass spectrometry,MALDI-TOF MS）是一种新型的软电离生物质谱,其原理是用激光照射待测物与基质形成的共结晶薄膜,基质从激光中吸收能量传递给生物分子使其电离,让离子在电场作用下加速飞过飞行管道,

基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱检测支气管肺泡灌洗液对非结核分枝杆菌肺病的诊断价值

目的 探讨基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱(MALDI-TOF MS)检测支气管肺泡灌洗液(BALF)对非结核分枝杆菌(NTM)肺病的诊断价值。方法 收集2020年1月—2021年12月安徽省胸科医院收治的112例疑似NTM肺病患者。对患者BALF行MALDI-TOF MS检测、PCR荧光探针检测、BACTEC MGIT 960分枝杆菌全自动快速液体培养(BD960法)检测,并对三种检测技术诊断效能进行比较。结果 依据NTM的诊断标准,112例患者最终诊断为NTM肺病78例,MALDI-TOF MS、PCR荧光探针法、BD960法检测NTM的灵敏度分别为:85.9%(67/78)、56.4%(44/78)、28.2%(22/78),MALDI-TOF MS分别与PCR荧光探针、BD960比较,χ^(2)分别为:16.52、52.98,P均<0.05,差异有统计学意义。三种检测技术阳性预计值分别为:98.5%、93.6%、100%,阴性预计值为:75.0%、47.7%、37.8%。MALDI-TOF MS检测诊断NTM肺病时间明显短于液体培养法,差异有统计学意义(Z=8.168,P<0.001)。结论 MALDI-TOF MS检测技术对NTM肺病的诊断具有较高的临床应用价值。

基质辅助激光解析电离飞行时间质谱仪在家蚕蛋白质组中的应用

随着家蚕基因组全序列框架图的完成,家蚕蛋白质组学研究也就成了当前家蚕研究的主要方向之一。而双向电泳技术和质谱技术的发展为大规模研究家蚕蛋白质组提供了强有力的平台。近年来,基质辅助激光解析电离飞行时间质谱在蛋白质组学研究中的应用日益广泛,为此着重对其在家蚕蛋白质组学研究中的应用进行探讨。

基质辅助激光解析电离飞行时间质谱法测定大蒜寡糖和多糖分子质量分布

研究大蒜多糖的分子质量分布,探索获得适宜于结构研究的不同分子质量分布的大蒜多糖样品的方法。利用不同体积量的丙酮和乙醇为沉淀剂,得到一系列不同分子质量的大蒜多糖样品,并利用基质辅助激光解析电离飞行时间质谱(MALDI-TOF-MS)法测定各样品的分子质量分布。结果表明,不同体积量的丙酮与乙醇分解沉淀所获得的样品中都含有低聚糖和多糖,糖的分子质量分布在362～2811u之间;丙酮对大蒜多糖的沉淀能力比乙醇好,3倍体积丙酮的多糖提取液所获得样品中低聚糖的含量高于4倍体积的乙醇。因此,通过调整丙酮或乙醇的的比例可得到不同分子质量分布的大蒜寡糖、多糖。

应用基质辅助激光解析电离飞行时间质谱检测产碳青霉烯酶肠杆菌科细菌对厄他培南的水解能力

目的应用基质辅助激光解析电离飞行时间质谱(MALDI-TOF MS)检测产KPC-2、NDM-1、VIM-2、IMP-1与IMP-4型碳青霉烯酶肠杆菌科细菌水解厄他培南的能力。方法收集2009年6月-2013年12月上海交通大学医学院附属新华医院各种临床标本中分离的耐碳青霉烯类肠杆菌科细菌(CRE),用改良Hodge试验进行产碳青霉烯酶的表型筛选,用PCR扩增方法检测其碳青霉烯酶基因,并经测序确认。应用MALDI-TOF MS进行厄他培南水解预试验以确定最适厄他培南浓度及孵育时间,随后采用预试验中的最适条件,应用MALDI-TOF MS检测CRE水解厄他培南的能力。结果 108株CRE中,有102株改良Hodge试验阳性,其中90株产KPC-2、4株产NDM-1、3株产VIM-2、2株产IMP-1、2株产IMP-4、1株同时产KPC-2和IMP-4型碳青霉烯酶,且在2 h内均能水解厄他培南;另外6株CRE改良Hodge试验阴性,未检测出上述碳青霉烯酶基因,且不水解厄他培南。结论临床微生物实验室应用MALDI-TOF MS能够快速准确检测CRE水解厄他培南的能力,筛查产碳青霉烯酶肠杆菌科细菌,为临床早期合理使用碳青霉烯类抗生素提供依据。

采用基质辅助激光解析电离飞行时间质谱快速检测产KPC大肠埃希菌ST131和ST405分型的研究

目的采用基质辅助激光解析电离飞行时间质谱(MALDI-TOF MS)快速检测产KPC大肠埃希菌ST131、ST405,并对该方法的可行性进行评价。方法收集浙江省人民医院临床分离46株大肠埃希菌,扩增blaKPC耐药基因,采用多位点序列分型方法(MLST)进行分型。MALDI-TOF MS对大肠埃希菌进行鉴定并对不同克隆的峰图进行主成分分析和算法统计,获得分型区分的特征峰。结果 46株KPC型大肠埃希菌均携带KPC-2耐药基因,MLST方法检测到2种ST型,分别为ST131和ST405。主成分分析图显示ST131和ST405可分为2簇,其中2株ST131和3株ST405分类错误。ClinProTools软件4种算法结果基本相似,方法特异度和灵敏度分别为93.27%和97.92%。用于区分ST131和ST405的特征峰主要为8 331.84、4 166.44、4 860.21和2 783.66 Da。这4个峰区分具有统计学意义,有较高准确性。结论采用MALDI-TOF MS可快速区分产KPC大肠埃希菌ST131和ST405,具有操作简单、耗时短、区分灵敏度和特异度高以及成本低等优点,能用于大肠埃希菌克隆分型研究。

应用基质辅助激光解析电离飞行时间质谱和N端测序鉴定重组人粒/巨噬细胞集落刺激因子(rhGM-CSF)的结构

目的 :应用基质辅助激光解析电离飞行时间质谱 (MALDI -TOF -MS)和N端测序方法鉴定重组人粒 /巨噬细胞集落刺激因子 (rhGM -CSF)的结构。方法 :1 用Edman降解法进行N端测序。 2 应用MALDI-TOF -MS测定分子量并鉴定纯度。 3 通过还原、烷基化确定rhGM -CSF分子中二硫键数目。 4 通过蛋白内切酶Glu -C酶切的肽质量指纹谱确证氨基酸序列并确证其中两对二硫键的配对。结果 :1 测定的rhGM -CSFN端 15个氨基酸序列与从cDNA推导的序列一致。 2 测定的rhGM -CSF分子量与理论计算值一致。 3 证明rhGM -CSF没有自由巯基 ,含有两对二硫键 ,与理论值一致。 4 证明rhGM -CSF的氨基酸序列是正确的 ,并确证其中的两对二硫键配对正确。结论 :确证重组人粒 /巨噬细胞集落刺激因子 (rhGM -CSF)的结构是正确的 ,没有修饰、变异和氨基酸的丢失。应用的方法灵敏、准确。

基质辅助激光解析电离飞行时间质谱快速检测ST11型产KPC-2肺炎克雷伯菌

目的采用基质辅助激光解析电离飞行时间质谱(MALDI-TOF MS)筛选并验证ST11型产KPC-2肺炎克雷伯菌的特异峰,建立快速检测此型别肺炎克雷伯菌的方法。方法收集前期已进行碳青霉烯酶基因检测和多位点序列分型(MLST)的118株肺炎克雷伯菌作为特异峰筛选组,其中ST11型产KPC-2肺炎克雷伯菌67株,非ST11型产KPC-2肺炎克雷伯菌51株,采用Clinpro Tools 3.0软件和Flex analysis 3.0图谱分析软件筛选出ST11型产KPC-2肺炎克雷伯菌的特异峰;再收集前期已进行碳青霉烯酶基因检测和MLST的另外89株肺炎克雷伯菌作为特异峰验证组,严格按照试验条件获得质量图谱,对特异峰的特异性进行验证并进行重复性试验;最后随机收集95株肺炎克雷伯菌临床分离株及其临床鉴定图谱,利用特异峰直接判断菌株是否为ST11型产KPC-2肺炎克雷伯菌,同时对菌株进行碳青霉烯酶基因检测和MLST,以评估特异峰的临床应用价值。结果利用分析软件筛选获得ST11型产KPC-2肺炎克雷伯菌的最佳特异峰为m/z 4 521;在试验条件下,以该峰作为检测此型别细菌的特异峰,其特异性和敏感性分别为98.1%和97.3%,且该特异峰的重复性达97.4%;采用临床鉴定图谱对特异峰的临床应用价值进行评估,其特异性和敏感性分别为95.2%和96.9%。结论 MALDITOF MS可检出ST11型产KPC-2肺炎克雷伯菌的特异峰m/z 4 521。可依据细菌鉴定图谱是否存在此特异峰来直接检测ST11型产KPC-2肺炎克雷伯菌,该特异峰具有较高的特异性和敏感性,可快速、准确地为临床合理、有效的治疗和医院感染的控制提供依据。

基质辅助激光解析电离飞行时间质谱在革兰阴性杆菌对β内酰胺类抗生素耐药性检测中的应用进展

β内酰胺类抗生素是一类临床应用最为广泛的抗菌药物,它通过干扰细菌细胞壁肽聚糖的交联结构发挥杀菌作用。该类抗生素包括青霉素及其衍生物、头孢菌素、单酰胺环类和碳青霉烯类等,其中尤以碳青霉烯类抗生素的抗菌活性最强。2013年CHINET细菌耐药性监测数据显示：肠杆菌科细菌对头孢菌素的耐药率约为20%,对碳青霉烯类抗生素的耐药率接近7%;不发酵糖革兰阴性杆菌对头孢菌素和碳青霉烯类抗生素耐药率均接近50%。