质谱技术在微生物鉴定和生物医学中的应用

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1、质谱技术在微生物鉴定和生物医学中的应用306医院检验科易勇2016.03AssuranceConfidencePerformanceResonance岛津（梅里埃）MALDITOF产品系列LinearonlyMALDI-TOFLinearandreflectronMALDI-TOFPSDcapabilityLinearandreflectronMALDI-TOF/TOFPSD&CIDcapabilityUniqueinstrumentMALDI-iontrap-TOFreflectrononlyMSncapabilityHighresolutionandhighmass

2、accuracy布鲁克各类现代生物质谱：离子阱MALDITOF/TOFESI-Q-TOFFTMS质谱仪的工作原理质谱仪是利用电磁学原理，使带电的样品离子按质荷比进行分离的装置。离子电离后经加速进入磁场中，其动能与加速电压及电荷z有关，即m/z=2U/v2其中z为离子的电荷，U为加速电压，m为离子的质量，v为离子初加速后的运动速度。具有速度v的带电粒子进入质谱分析器的电磁场中，根据所选择的分离方式，最终各种离子按质荷比（m/z）的不同实现分离。电离源质谱仪中产生离子的装置称为离子源(ionsource)。电离源的功能是将进样系统引入的气态样品分子转化成离子。由于离子化所需要

3、的能量随分子不同差异很大，因此，对于不同的分子应选择不同的离解方法。通常称能给样品较大能量的电离方法为硬电离方法，而给样品较小能量的电离方法为软电离方法。质谱技术中的几种离子源基质辅助激光解吸离子化(MatrixAssistedLaserDesorptionIonization，MALDI)2.电喷雾离子化(Electrosprayionization，ESI)SampletargetIonopticsLineardetectorLaserMALDI-TOFMALDI:线性工作原理Mixmatrix&sampleontargetFirelaseratmatrix/samp

4、leIonizesample(solidtogasphase)Accelerate/extractionsSeparateionsinanalyzerRecordspectrumatdetectorTimeofflight(TOF)massanalyzer(fieldfree)02040608010010000200003000040000m/z+vemode[M+H]+ionsMALDI基质辅助激光解析附原理:Streptococcuspneumoniae:masssignalsmatchingtoribosomalproteins(consideringpossibl

5、emethioninecleavageand/ormethylation)aremarkedinred~50%ofpeaksunambiguouslyrepresentribosomalproteinsproteinmassesobtainedfromtheSwiss-Prot/TrEMBLsequencedatabase质谱仪的基本结构一、真空系统质谱仪的离子产生及经过系统必须处于高真空状态(离子源真空度应达1.3×10-4-3×10-5pa，质量分析器中应达1.3×10-6pa)。若真空度过低，则会造成离子源灯丝损坏、本底增高、副反应过多，从而使图谱复杂化、干扰离子源

6、的调节、加速极放电等问题。一般质谱仪都采用机械泵预抽真空后，再用高效率扩散泵连续地运行以保持真空。图5.1质谱仪的构成微生物鉴定方法感官视觉,嗅觉,味觉免疫单或多克隆抗体分子PCR……生化代谢能力和耐抗生素耗时气质法（GC-MS）脂肪酸，小分子糖MALDI-TOFMS24-Jul-2110微生物鉴定新方法（MALDITOF）比现有方法鉴定更多生物多样性的病原体分析时间仅1-2minutes现代微生物分类学:蛋白组学&基因组学ProteinBacterialCellDNAGenomeProteomeDNAFingerprintMassFingerprintSpeciesDe

7、finition&DeterminationMALDI-TOFMS1212不同细菌代表性指纹图谱不同各菌种代表性峰型分布存在显著差异，有助于鉴定各个菌种！1313肠杆菌（Enterobacteriaceae）MS图谱示:科,属,种特异性峰值部分峰值是多数菌种共有的（如m/z4365:核糖体蛋白L36)峰值有科,属,种或亚种-特异性种间特异性代表峰值用来区分不同菌种核糖体蛋白不受生长条件影响MassspectraofProteusmirabilisDSM4479atdifferentincubationtimesNomajorq