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質(zhì)譜技術(shù)賦予檢驗醫(yī)學「火眼金睛」
來源:
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作者:上海貝西
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發(fā)布時間: 2019-07-31
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快速鑒定，早期診斷——“質(zhì)譜時代”正式開啟
質(zhì)譜分析是先將物質(zhì)離子化，再按離子的質(zhì)荷比將其分離，然后測量各種離子的譜峰強度而實現(xiàn)分析的一種分析方法。質(zhì)量是物質(zhì)的固有特性之一，不同的物質(zhì)有不同的質(zhì)量譜——質(zhì)譜，利用這一特性，可以進行定性分析；譜峰強度又與它代表的化合物含量有關(guān)，利用這一點，可以進行定量分析。
早在1886年，Goldstein 發(fā)明了早期質(zhì)譜儀常用的離子源。1906年諾貝爾物理學獎得主、英國著名物理學家Thomson 發(fā)明了世界上第1臺質(zhì)譜儀。1942年第1臺單聚焦質(zhì)譜儀的商業(yè)化推廣代表著質(zhì)譜技術(shù)終于突破了理論發(fā)展的瓶頸階段。迄今為止質(zhì)譜技術(shù)已經(jīng)為化合物結(jié)構(gòu)研究提供了大量有用的信息，被廣泛應用于地質(zhì)、環(huán)境，化學、有機化學、制藥、生命科學等領(lǐng)域。
對純培養(yǎng)微生物的鑒定是 MALDI-TOF MS在臨床微生物實驗室應用最廣泛、最成熟的應用，對革蘭陰性菌、革蘭陽性菌、真菌、分枝桿菌等均有較好的鑒定效果。采用質(zhì)譜技術(shù)進行微生物鑒定，僅需要10４~10６cfu的菌量即可分析，不僅可將鑒定時間由24~48ｈ縮短至幾分鐘，而且其正確鑒定率為90％~95％，遠高于以往的商業(yè)自動化鑒定系統(tǒng)。
01 天瑞儀器MALDI-TOF MS質(zhì)譜儀
該儀器是中國首款完全自主知識產(chǎn)權(quán)的商品化基質(zhì)輔助激光解析離子源-飛行時間質(zhì)譜儀（MADLI-TOF MS），由江蘇天瑞儀器股份有限公司與其控股子公司廈門質(zhì)譜共同研發(fā)，江蘇天瑞儀器股份有限公司福建分公司生產(chǎn)，上海貝西生物科技有限公司共同銷售，該儀器的研制打破了國外質(zhì)譜公司壟斷，并獲得中國分析測試協(xié)會BCEIA金獎。
該儀器適用于絕大多數(shù)微生物鑒定，可同時鑒定細菌及真菌等多種病原體，于傳統(tǒng)鑒定方法相比對，具有更加快速準確、高通量、操作簡單、成本低廉的優(yōu)勢，大大縮短了檢測時間，平均12秒檢測一個樣本，大幅降低檢測成本，每個測試成本僅為1元左右，細菌鑒定準確率高達98%。
02 MALDI-TOF MS 質(zhì)譜儀工作原理
將樣品和基質(zhì)點在靶板上，樣品靶上的基質(zhì)和樣品在激光能量的觸發(fā)下，由分子轉(zhuǎn)變?yōu)殡x子。同時，樣品靶上加有高電壓，在離子源中形成一個高壓電場，樣品離子與基質(zhì)離子在電場作用下向圖中右側(cè)加速飛行，當離子飛出離子源后，在飛行管中勻速飛行，直至到達檢測器，不同質(zhì)荷比的離子到達檢測器的時間是不同的，離子最終在檢測器上產(chǎn)生電子信號，再經(jīng)過數(shù)字轉(zhuǎn)化器等處理，可在電腦上獲得數(shù)字信號，最終經(jīng)過電腦處理分析，可以獲得相應樣品的質(zhì)譜圖。最后與標準譜庫進行檢索，完成對樣品的微生物鑒定。
03 MALDI-TOF MS 質(zhì)譜儀應用領(lǐng)域
該產(chǎn)品廣泛應用于多個領(lǐng)域：
√ 臨床微生物的高通量快速鑒定
√ 疾控中心微生物傳染病原的鑒定與監(jiān)測；
√ 檢驗檢疫；
√ 食品生產(chǎn)與微生物檢測；
√ 海洋微生物檢測；
√ 工業(yè)、農(nóng)業(yè)和環(huán)境中的細菌檢測。
* 腫瘤、基因等項目在研，未來可擴展至更多臨床領(lǐng)域。
質(zhì)譜檢測不僅不僅提高了診斷的準確性，還大大提升我們對少見菌、罕見菌感染的鑒別能力。值得一提的是，質(zhì)譜檢測可以幫助臨床減少不合理的“廣覆蓋式”用藥，降低抗生素使用強度，極大地減輕患者負擔。菌種鑒定，不再久等，微生物鑒定和病原學檢查，開啟“質(zhì)譜時代”。
早在1886年，Goldstein 發(fā)明了早期質(zhì)譜儀常用的離子源。1906年諾貝爾物理學獎得主、英國著名物理學家Thomson 發(fā)明了世界上第1臺質(zhì)譜儀。1942年第1臺單聚焦質(zhì)譜儀的商業(yè)化推廣代表著質(zhì)譜技術(shù)終于突破了理論發(fā)展的瓶頸階段。迄今為止質(zhì)譜技術(shù)已經(jīng)為化合物結(jié)構(gòu)研究提供了大量有用的信息，被廣泛應用于地質(zhì)、環(huán)境，化學、有機化學、制藥、生命科學等領(lǐng)域。
對純培養(yǎng)微生物的鑒定是 MALDI-TOF MS在臨床微生物實驗室應用最廣泛、最成熟的應用，對革蘭陰性菌、革蘭陽性菌、真菌、分枝桿菌等均有較好的鑒定效果。采用質(zhì)譜技術(shù)進行微生物鑒定，僅需要10４~10６cfu的菌量即可分析，不僅可將鑒定時間由24~48ｈ縮短至幾分鐘，而且其正確鑒定率為90％~95％，遠高于以往的商業(yè)自動化鑒定系統(tǒng)。
01 天瑞儀器MALDI-TOF MS質(zhì)譜儀
該儀器是中國首款完全自主知識產(chǎn)權(quán)的商品化基質(zhì)輔助激光解析離子源-飛行時間質(zhì)譜儀（MADLI-TOF MS），由江蘇天瑞儀器股份有限公司與其控股子公司廈門質(zhì)譜共同研發(fā)，江蘇天瑞儀器股份有限公司福建分公司生產(chǎn)，上海貝西生物科技有限公司共同銷售，該儀器的研制打破了國外質(zhì)譜公司壟斷，并獲得中國分析測試協(xié)會BCEIA金獎。
該儀器適用于絕大多數(shù)微生物鑒定，可同時鑒定細菌及真菌等多種病原體，于傳統(tǒng)鑒定方法相比對，具有更加快速準確、高通量、操作簡單、成本低廉的優(yōu)勢，大大縮短了檢測時間，平均12秒檢測一個樣本，大幅降低檢測成本，每個測試成本僅為1元左右，細菌鑒定準確率高達98%。
02 MALDI-TOF MS 質(zhì)譜儀工作原理
將樣品和基質(zhì)點在靶板上，樣品靶上的基質(zhì)和樣品在激光能量的觸發(fā)下，由分子轉(zhuǎn)變?yōu)殡x子。同時，樣品靶上加有高電壓，在離子源中形成一個高壓電場，樣品離子與基質(zhì)離子在電場作用下向圖中右側(cè)加速飛行，當離子飛出離子源后，在飛行管中勻速飛行，直至到達檢測器，不同質(zhì)荷比的離子到達檢測器的時間是不同的，離子最終在檢測器上產(chǎn)生電子信號，再經(jīng)過數(shù)字轉(zhuǎn)化器等處理，可在電腦上獲得數(shù)字信號，最終經(jīng)過電腦處理分析，可以獲得相應樣品的質(zhì)譜圖。最后與標準譜庫進行檢索，完成對樣品的微生物鑒定。
03 MALDI-TOF MS 質(zhì)譜儀應用領(lǐng)域
該產(chǎn)品廣泛應用于多個領(lǐng)域：
√ 臨床微生物的高通量快速鑒定
√ 疾控中心微生物傳染病原的鑒定與監(jiān)測；
√ 檢驗檢疫；
√ 食品生產(chǎn)與微生物檢測；
√ 海洋微生物檢測；
√ 工業(yè)、農(nóng)業(yè)和環(huán)境中的細菌檢測。
* 腫瘤、基因等項目在研，未來可擴展至更多臨床領(lǐng)域。
質(zhì)譜檢測不僅不僅提高了診斷的準確性，還大大提升我們對少見菌、罕見菌感染的鑒別能力。值得一提的是，質(zhì)譜檢測可以幫助臨床減少不合理的“廣覆蓋式”用藥，降低抗生素使用強度，極大地減輕患者負擔。菌種鑒定，不再久等，微生物鑒定和病原學檢查，開啟“質(zhì)譜時代”。
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