质谱技术在临床微生物实验室中的应用进展

廖正丰 谭志元

关键词：质谱技术;临床微生物实验室;应用

【中图分类号】Q93 【文献标识码】A 【文章编号】1673-9026（2022）10--01

前言

微生物实验在临床疾病诊断、治疗中具备较高实施必要性，原因在于通过开展微生物试验，可检出致病菌、菌种及类型，同时明确患者病情进展情况，由此指导临床制定适宜治疗方案，有助于临床诊疗工作开展[1-2]。质谱分析法是通过对被测样品离子的质荷比的测定来进行分析的一种分析方法。对微生物具备鉴定作用，检测时使样品中的分析物在离子源中发生电离，生成不同电离分子质荷比的带电荷离子，经加速电场的作用，形成离子束，进入质量分析器。质量分析器将同时进入其中的不同质量的离子，按质荷比m＼z大小分离。分离后的离子依次进入离子检测器，采集放大离子信号，经过计算机处理，绘制成质谱图。以此分析生物分子，鉴别微生物类型。应用质谱技术与临床微生物实验室微生物检测当中，经由该技术检测，能够在短时间内对微生物类型做到检出，具有检测效率高、精准度良好等特点，相比其他检测方式，应用效果具备优势[3-4]。基于此，本次对临床微生物实验室中质谱技术的应用进展开展分析，现做报告，内容如下：

1.MALDL-TOF-MS技术分析

临床微生物实验室对微生物检测具备适用性的检测方式多样，既往行检测期间，多以传统微生物鉴定方式进行检测，经由染色、触酶、氧化酶等操作，分辨菌种类型[5-6]。虽然该方式具备微生物鉴定作用，但检测耗时较长，加之工作人员操作、环境因素等影响，其检出结果准确性略显不足。MALDL-TOF-MS技术在对微生物进行检测期间，其对菌种具备较高敏感性及高分辨率，易于区分鉴别存在相似性的菌株[7]。在检测过程中，基质辅助激光解析电离飞行时间质谱（MALDL-TOF-MS）技术操作便捷，受环境及外在因素影响较小，因此检测所得结果精准度较高，在临床疾病诊断中能够为其提供可靠依据。MALDL-TOF-MS技术原理是以激光激发方式使靶板上微生物与基质的蛋白质进入真空飞行管，使用检测器，对其飞行时间进行汇总，构建曲线图谱，比对数据库中信息，分辨微生物种类[8]。在临床中，MALDL-TOF-MS技术能够对多种类型菌种做准确检出，但在既往应用中发现，该项技术并不适用于沙门和志贺鉴定存在不足，检出率不及预期，因此属该项检测所存弊端[9]。

2.质谱检测法的原理与发展

质谱检测法是以质谱仪离子源电离效应为原理所诞生的检测技术，在行检测期间，质谱仪离子源通过电离效应对目标物释放能量，目标物对能量进行吸收后，将产生离子化效能，将其带入质谱仪，由质谱仪捕捕捉带电粒子信号，所取得信号比较标准物质图谱信息，即可对为样本中微生物类型做出鉴别，从而做出诊断[10-11]。相比临床微生物实验室其他微生物检测方式，质谱检测法微生物检测作用、菌种鉴别效果等方面均具备优势性，且在医疗科技不断发展的今天，质谱检测法技术逐渐得到完善，因此在检测过程中，质谱检测法检测时效性、菌种检出率、准确性等方面均显著提升，由此满足临床疾病诊疗中及时开展救治的工作需求，同时有助疾病确诊，增进诊疗工作开展准确性，具备良好检测实施效果，在微生物检测中，质谱检测法具备较高实施必要性[12-13]。

3.目前MALDL-TOF-MS技术的应用现状

MALDL-TOF-MS技术是以菌种检出类型多样、检测效率高、检测精准度良好等为技术优势，行检测时，经由电离技术、能量吸收、探测器采集离子飞行时间等，鉴别菌种类型，以实现高效、快速鉴定菌种的检测目的，技术优势性明显[14]。随着现今药物滥用、不合理用药等情况发生几率升高，致病菌变异情况屡见不鲜，致病菌菌种变异后，其传播几率、感染几率及耐药性等方面均将大幅度提升，由此造成临床救治工作开展困难性，不利于患者疾病康复[15]。采用MALDL-TOF-MS技术实施微生物检测，首先，MALDL-TOF-MS技术能够对菌种进行鉴别，区分其类型，对疾病致病成因检出具有促进作用;其次，MALDL-TOF-MS技术检测鉴定菌种，能够辅助临床对治疗药物进行合理选择，准确规划药物使用剂量，因此对患者康复能够产生间接影响;最后，MALDL-TOF-MS技术鉴定所需样本量极少，且检测效率较高，操作便捷、准确性良好，综合应用价值远高于其他检测方式[16]。

4.质谱技术在临床微生物实验室中的应用

4.1 真菌鉴定

真菌属真核微生物，其形态、组织结构等均较其他类型微生物存在明显差异性。采用质谱技术对真菌实施鉴定，不同类型、品种的菌种在检测结果检出率及鉴定准确性等均存在差异性。行检测期间，真菌菌丝、分生孢子及其形态等方面，在检測期间对蛋白质谱造成一定影响，如癣菌、小柱孢属菌等菌种检测，期间并未能获取质谱信号，由此造成鉴定误差，影响检测结果。而酵母菌、格特隐球菌等菌种检测中，质谱技术能够对其做到精准检出，同时在检测中菌种类型，对该类菌种检出率、鉴别精准度等方面均良好。因此在真菌鉴定中，质谱技术具备一定应用价值，对部分菌种鉴定具备适用性，需根据实际情况做合理使用[17-18]。

4.2 血液及体液标本的培养鉴定

临床微生物实验室行检测期间，所用检测样本可分为血液、体液两大类，进一步划分，体液还可分为尿样、脑脊液、渗出液、分泌物等多种类型，对血液及体液标本进行鉴定，首选需对样本中菌种进行取样、培养，以便于后续检测操作，从而检测、鉴别菌种类型。通过既往临床行检测观察发现，血液样本行质谱技术检测，革兰阴性菌检出率较高，而革兰阳性菌检出率略低;体液样本检测中，处理样本所用溶液对菌种鉴定结果存在影响性，由此导致部分菌种鉴定准确率下降，如尿液样本中大肠埃希菌、脑脊液样本中肺炎链球菌等，菌种类型鉴定结果不佳，不利于临床疾病确诊，因此在菌种鉴定中，根据患者疾病症状反应，合理选取检测样本进行检测，有助于质谱技术对致病菌检测、鉴定作用发挥[19]。

4.3  厌氧菌鉴定

厌氧菌是临床中常见致病菌种类型，是导致血液感染及组织器官感染等疾病只要致病成因，厌氧菌以能在无氧环境下滋生、增殖为主要特点，于人体免疫系统薄弱时，易诱发人体炎症反应，从而导致疾病发生。厌氧菌菌种类型多样，且致感染几率高，且不同菌种需采用不同类型抗生素类药物，方可达到疾病治疗目的。因此，采用质谱技术对厌氧菌进行鉴定，采集检测样本后，采用MALDL-TOF-MS检测仪对样本进行检测分析，60分钟至120分钟内即可获取菌种鉴定结果，明确样本中所感染厌氧菌菌株类型，菌种检出率及鉴定准确率均较高，在厌氧菌鉴定中，质谱技术具备极佳检测效果[20]。

4.4 细菌鉴定

应用质谱技术对细菌进行檢测，相比传统检测方式，检测所需样本量较小，取样后，经由细菌分离、培养，可对肠杆菌科、发酵型革兰阴性杆菌、葡萄球菌、链球菌、酵母菌等多种菌种做到准确检出及类型鉴别，检测准确率较高。但部分细菌菌种检测中，质谱技术检测符合率略显不足，以沙门菌科和志贺菌科等检测结果未能达到预期，这一情况的发生，以细菌亲缘关系相近、殊蛋白指纹图谱峰特征不明显为主要原因，因此在对细菌菌种进行鉴别中，质谱技术还需做进一步完善。

结束语

质谱技术在临床微生物实验室中，具有一定应用价值，该项技术可对真菌、厌氧菌、部分细菌等菌种类型做到准确检出，通过将所获取质谱数据与细菌库标准菌株图谱进行比较，即可对菌种类型进行鉴别，以此发挥质谱技术菌种鉴定功能。为进一步提高质谱技术在临床微生物实验室中应用价值，完善细菌库标准菌株图谱，丰富数据数量，以此为菌种鉴别提供更多参考数据，以此提高菌种检出数量及鉴别精准度，从而在微生物检测中，使质谱技术优势性能够得到充分发挥。

综上，临床微生物实验室菌种检测中，质谱技术具备良好应用效果，较其他检测技术更具菌种鉴别优势性。

参考文献：

[1]张秋艳，唐静，祝素珍，等.基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱分析技术在微生物鉴定与分型中的应用[J].食品安全质量检测学报，2021，12（19）：7549-7555.

[2]胡莉莉，何芷晴，吴春梅，等.敞开式离子化质谱技术及其在微生物分析中的应用[J].分析测试学报，2021，40（02）：221-226.

[3]李小江，梁春滢.微生物质谱鉴定仪安全有效性评价[J].中国医疗器械信息，2021，27（01）：9-10+80.

[4]管明秀，张文成，王宝占，等.基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱技术在肿瘤诊断及微生物鉴定中的应用[J].实用医药杂志，2020，37（12）：1133-1137.

[5]刘雨，刘蒙达，王晓文，等.一例鸭金黄色葡萄球菌病微生物质谱方法快速诊断[J].山东畜牧兽医，2020，41（11）：10-11+17.

[6]左瑞菊.质谱技术在微生物检测和鉴定中的应用[J].医学食疗与健康，2020，18（21）：180-181.

[7]赵世铭.质谱技术应用于临床微生物检测中的研究进展[J].中国医疗器械信息，2020，26（17）：28-29+106.

[8]叶萍，张慧娥，李光，等.质谱技术在黄曲霉毒素检测中的研究进展[J].食品与机械，2021，37（10）：227-234+240.

[9]王淑娴，刁菁，樊英，等.质谱技术在微生物鉴定和检测中的应用[J].河北渔业，2019，11（10）：37-40+62.

[10]杜美红，赵瑞雪，李静雯.基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱分析技术在微生物检测与鉴定中的应用[J].食品安全质量检测学报，2017，8（2）：457-461.

[11]袁君君.全自动快速微生物质谱检测系统鉴定流感嗜血杆菌及其可靠性分析[J].检验医学与临床，2019，16（11）：1555-1557.

[12]赵世铭.质谱技术应用于临床微生物检测中的研究进展[J]. 中国医疗器械信息，2020，26（17）：28-29，106.

[13]许荣琴，杜鸿，谢小芳，等.基质辅助激光解析电离飞行时间质谱技术在尿标本微生物快速鉴定中的应用[J].检验医学与临床，2018，15（24）：3694-3697.

[14]李锐，刘建华.质谱技术在临床微生物检测中的应用进展[J].标记免疫分析与临床，2018，25（07）：1081-1084.

[15]程筑策，雷冬冬.质谱技术在微生物检测和鉴定中的研究进展及应用[J].中国化工贸易，2017，9（24）：123，125.

[16]杨茜.质谱技术在医学检验中的应用概述[J].临床医药文献电子杂志，2018，5（38）：194+196.

[17]高丽娟，高建萍，马凯，等.基于质谱技术的婴幼儿肠道菌群多样性鉴别方法研究[J].生物学杂志，2018，35（01）：11-14+41.

[18]李小江，梁春滢. 微生物质谱鉴定仪安全有效性评价[J]. 中国医疗器械信息，2021，27（1）：9-10，80.

[19]吴傲，张丽军.质谱技术在病原微生物诊断中的应用[J].中国人兽共患病学报，2016，32（09）：838-842+849.

[20]管明秀，张文成，王宝占，等. 基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱技术在肿瘤诊断及微生物鉴定中的应用[J]. 实用医药杂志，2020，37（12）：1133-1137.