基于MALDI-TOF MS微生物检测的一次性纸基靶板开发（《分析测试学报》精选论文20190604）

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第6期精选论文之四:基于MALDI-TOF MS微生物检测的一次性纸基靶板开发

    基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱仪(MALDI-TOF MS)是近年发展起来的一种生物质谱，该技术通过检测微生物的蛋白质指纹图谱来鉴定微生物。靶板是MALDI-TOF MS的重要组成部分，用来承载待检测的样品和基质。靶板的使用材料以及制作工艺对质谱仪的性能有很大影响，目前市面上所用的靶板主要为可重复使用的不锈钢靶板。临床诊断对医疗器械和用具的清洁程度有很高的要求，例如尿检、血检等均使用一次性塑料管，非一次性的用具在使用之前也有一系列的消毒规范。不锈钢靶板最主要的缺点是每次使用完均需以丙酮等有机溶液清洗，过程繁琐且易有残留，会影响诊断的结果。一次性塑料靶板在MALDI-TOF MS中获得了较为广泛的应用，但该材料难以降解，使用后不易处理，因此，可抛弃的一次性靶板成为临床应用的发展方向。

    暨南大学李磊博士研究团队开发了一种应用于MALDI-TOF MS的纸基靶板，该靶板相比于普通钢靶板优点在于：（1）成本低且便于携带和运输；（2）使用完后可以直接更换，节省了清洗时间；（3）一次性使用，可以避免之前的残留物影响检测结果；（4）由于液体在纸上具有扩散性，只需少量的样品就可以扩散整个靶点，样品的消耗量少。与普通的塑料一次性靶板相比：（1）纸质靶板制作工艺更加简单，在实验室即可自行制备，随用随制，成本低廉；（2）用后焚毁不会对土壤或水环境造成污染。

    该团队通过实验对比了同种样品在纸基靶板与不锈钢靶板上检测时谱图的分辨率、灵敏度、重现性。结果显示，在700～3 000 Da范围内钢靶板分辨率最高为4 309(m/z 2 465)，最低为3 155(m/z 757)，纸基靶板分辨率最高为4 128(m/z 2 465)，最低为2 484(m/z 757)；在3 000～20 000 Da范围内，钢靶板在m/z 5 731和12 362的分辨率稍高于纸基靶板，但纸基靶板在m/z 8 477和16 952位置峰的分辨率优于钢靶板；在20 000～60 000 Da范围内，纸基靶板上m/z 22 144、33 216、66 430 3个位置的峰分辨率均优于钢靶板。纸基靶板上500 fmol/μL的牛血清白蛋白（BSA）的3个峰全部清晰可见，说明其对于BSA的灵敏度能达到500 fmol/μL，且纸基靶板上500 fmol/μL BSA在m/z 22 144、33 216、66 430位置处的峰信噪比高于钢靶板。在纸基靶板上混合多肽Peptide Calibration Standard I 5个靶点的谱图均出现了该混合多肽包含的全部离子峰，表明纸基靶板具有较高的重现性，因此纸基靶板的使用不会对质谱仪的重现性产生影响。以上结果表明纸基靶板能替代常用的钢靶板，且对实际细菌（大肠杆菌）的检测结果显示，该纸基靶板具有用于临床微生物检测的潜力。

    该研究获得中央高校基本科研业务费专项基金(11616341)，广东省自然科学基金-博士启动纵向协同(2017A030310384)资助。相关成果发表于《分析测试学报》2019年6期第655~660页。

doi：10.3969/j.issn.1004-4957.2019.06.004

【引用本文】：曾真, 喻佳俊, 刘平, 黄正旭, 高伟, 李梅, 周振, 李磊. 基于MALDI-TOF MS微生物检测的一次性纸基靶板开发[J]. 分析测试学报，2019，38(6): 655-660.

【Cite this article】：ZENG Zhen, YU Jia-jun, LIU Ping, HUANG Zheng-xu, GAO Wei, LI Mei, ZHOU Zhen, LI Lei. Development of a Disposable Paper-based Plate for Identification of Microorganism by MALDI-TOF MS[J]. Journal of Instrumental Analysis, 2019, 38(6): 655-660.

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