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    质谱法微生物鉴定基本原理

    【摘要】:
    VITEKMS作为梅里埃微生物鉴定的产品,可以在一?#31181;?#20869;完成鉴定过程,是很多鉴定产品望尘莫及的,对于这么好用的设备,它的工作原理确让很多?#21496;?#24471;高高在云端,不是很好理解.今天小编就和大家一起来扒扒.其实大?#19968;?#21457;现其?#24471;?#26377;想象的复杂.微生物鉴定基本原理?利用不同菌种菌体全蛋白质量指纹图谱差异鉴定微生物(如下图),属于分析菌体组成成分的化学分类方法。?微生物鉴定主要步骤?VITEKMS采用基质辅助激光解

    VITEK MS作为梅里埃微生物鉴定的产品,可以在一?#31181;?#20869;完成鉴定过程,是很多鉴定产品望尘莫及的,对于这么好用的设备,它的工作原理确让很多?#21496;?#24471;高高在云端,不是很好理解.今天小编就和大家一起来扒扒.其实大?#19968;?#21457;现其?#24471;?#26377;想象的复杂.

    微生物鉴定基本原理

     

    利用不同菌种菌体全蛋白质量指纹图谱差异鉴定微生物(如下图),属于分析菌体组成成分的化学分类方法。

     

    微生物鉴定主要步骤

     

    VITEK MS采用基质辅助激光解吸电离-飞行时间(MALDI-TOF)技术获取蛋白分子质谱。鉴定过程分为两部分:

    1. 获取待鉴定菌种的蛋白质谱;

     

    2. 与数据库菌种的质谱比较、分析得到鉴定结果(如下图)。

     

     

    下面我们详细的看下VITEK MS质谱获取、数据库比较分析过程。

     

    VITEK MS由RUO(仅科研用)和IVD(常规鉴定用)2个数据库组成。

     

    数据库—RUO

     

    采用质谱与质谱匹配模式。简单讲就是数据库保存的是标准菌株和典型菌株的质谱,待鉴定菌质谱与数据库的质谱逐一匹配,相似度高者鉴定为该菌种的概率就高。VITEK MS RUO鉴定数据库,即SARAMIS (Spectral ARchive And Microbial Identification System),于1998年建库,2004年首次在临床实验室应用,是MALDI-TOF MS问世后最早建立的质谱数据库,由参考质谱(Reference Spectra)和超级质谱(SuperSpectra)组成。

     

    1.参考质谱:由每种菌建库时收集的标准菌株和典型菌株获取的所有质谱组成。优点是对建库菌株数量要求低,1株或几株典型菌即可建库,但鉴定时需要待测菌质谱与建库菌质谱峰与峰匹配,影响因素较多。

     

    2.超级质谱:在每种菌大量参考质谱基础上,筛选40个左右的特异性质谱峰组成。优点是待测菌质谱峰只需要与这40个左右特异峰相匹配,若全部匹配则鉴定结果可信度最高,?#26469;?#36882;减。超级质谱鉴定结果准确性高,但要求收集的建库菌株数量较多。

     

    所以,VITEK MS RUO鉴定微生物就是待测菌质谱首先与超级质谱匹配,如果鉴定可信度小于75%时再与参考质谱匹配,但结果以相似性%表示。

     

     

    数据库—IVD

     

    采用Bin权重矩阵分析模式,于2009-2010年研发,借鉴SARAMI超级质谱鉴定的优点,使传统的质谱比对实现了数值化,此称为高级质谱分析系?#24120;ˋdvanced Spectra Classifier,ASC)。

     

     1. Bin:一?#36136;?#25454;处理方式,在此用于将获取的质谱(3000-17000 Da,微生物主要鉴定信息在此范围)分配在1300个bin(区间)中(如下图)。

     

    2.权重:表示每个bin的质谱峰在菌种鉴定时的特异性高低,权重在+15(阳性特异性峰)~-15(阴性特异性峰)之间。阳性特异性峰是指只有该建库菌种具有的质量峰(最高权重为+15)。阳性特异峰需要收集每种菌大量的代表菌株(如大肠埃希菌建库收集了486株菌)获取质谱后确定。阴性特异性峰则是指除建库菌之外的所有质量峰。如果建库菌株有的有该质量峰、有的没有,则权重?#26469;?#36882;减。类似确定某种菌的某个生化试验阳性率,所有菌株99%阳性,则该试验特异性高(阳性特异性)。如果所有菌株99%为阴性,否定该菌的特异性则高(阴性特异性)。例如用生化试验(阳性特异性)鉴定为嗜麦芽窄食单胞菌,但药敏试验对?#21069;放?#21335;高?#35753;?#24863;(阴性特异性)。则该鉴定结果的正确性可疑或被否定。因此,VITEK MS IVD系统为保证结果的准确性,鉴定菌?#36136;?#26082;考虑阳性峰的特异性,同时?#24067;?#39038;阴性峰的特异性。

     

    3.  Bin权重矩阵:数据库中由每种菌Bin的质谱峰权重组成的数值阵列称为Bin权重矩阵(如下图)。

     

    所以,VITEK MS IVD系统鉴定微生物就是

    待测菌获取的质谱分配在1300个Bin中,与标本准备时所选数据库(细菌或真菌)每个菌种比对,待测菌标化的质谱峰强度(在Myla点击结果后下方的图形纵坐标值即是)×数据库菌种对应Bin权重值?#36152;?#35813;Bin的一个数值,所有1300个Bin的数值相加得到待测菌与数据库某个菌的比对值(Score),该值的大小与最后鉴定为数据库相应菌种的可信度相关(如下图)。

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