基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱(matrix-assistedlaserdesorption/ionization-timeofflightmassspectrometry,MALDI-TOFMS)是20世纪80年代发展起来的一种新兴的蛋白质组学检测技术,现已广泛应用于生命科学及相关领域。与传统的细菌培养鉴定方法相比,MALDI-TOFMS具有操作简单、快速、准确、通量大、成本低及自动更新的数据库等诸多特点，逐步成为很多大医院临床微生物鉴定的首选方法。

MALDI-TOFMS检测原理

MALDI-TOFMS主要检测微生物菌体内高丰度、表达稳定和进化保守的核糖体蛋白，这些核糖体蛋白是具有属、种或亚型特异性的生物标志的质量信号。MALDI-TOFMS仪器主要由基质辅助激光解吸离子源(MALDI)和飞行时间质量检测器(TOF)两部分组成。MALDI的检测原理是用一定强度的激光照射样本与基质形成的共结晶薄膜，基质从激光中吸收能量而汽化,并迅速降解,使样本解吸附,基质和样本之间发生电荷转移从而使样本分子发生电离;TOF的原理是带有电荷的样本分子在电场作用下加速飞过飞行管道,因为离子的质荷比与离子的飞行时间呈正相关,所以不同质量的离子因达到检测器的飞行时间不同而被检测,以离子峰为纵坐标、离子质荷比为横坐标形成特征性的质量图谱。将不同种属微生物经MALDI-TOF分析所形成的质量图谱与数据库中的参考图谱进行比较,从而实现对目标微生物种或菌株的鉴定和区分。

MALDI-TOFMS检测流程

培养出单个菌落后，使用直涂法约1～2分钟，提取法15～20分钟，单个样品上机后10秒内通过对比蛋白质指纹图谱数据库得出鉴定结果。

MALDI-TOFMS的优势

1.首要特点是鉴定速度快

传统微生物技术通常需要2～3天甚至更长时间。MALDI-TOFMS质谱技术能在数分钟内完成病原微生物菌种鉴定，除了可以对培养后的菌落进行鉴定外，还可以对阳性报警的血培养液与胸腹腔积液、脑脊液、尿液等无菌体液标本进行直接鉴定，显著缩短了这类标本的培养鉴定时间。

2.鉴定准确率非常高

MALDI-TOFMS是基于基质辅助激光解吸电离法，再经由飞行时间分析器检测不同质荷比的样品离子到达检测器的时间。不同质荷比的离子到达检测器的时间不同，离子最终在检测器上产生电子信号，再经过数字转化器等处理，在计算机上获得数字信号，最终经过计算机处理分析，可以获得相应样品的质谱图。将样品的质谱图与微生物蛋白指纹图谱库进行匹配检索，利用蛋白指纹图谱比对、智能化分析算法等，可实现早期高效鉴定，精准率达99%以上。

3.鉴定的菌种更丰富

传统微生物鉴定的菌种种类一般只有600种左右；对于一些少见菌、苛养菌、丝状真菌以及分枝杆菌等难鉴定微生物往往难以准确鉴定。MALDI-TOFMS鉴定系统涵盖了分枝杆菌、丝状真菌、厌氧菌、诺卡菌、布鲁氏菌、军团菌等致病菌，细菌种数达5000种、真菌达1000种以上，其数据库持续扩充，弥补了传统鉴定方法不能鉴定疑难病原菌的缺陷，使得疑难菌群的鉴定能力得到质的飞跃。另外，MALDI-TOFMS在耐药表型分析、致病因子及毒素检测等方面也显示出明显的优势。

4.操作简便

传统微生物鉴定需要人工进行多个步骤的复杂操作流程。MALDI-TOFMS操作简便，自动化程度高，仅需单个菌落即可完成分析，不受经验和专业的限制。

5.检测灵敏度极高

传统微生物技术检测灵敏度相对较低，对于样本中含量较低的目标成分可能无法准确检测到。MALDI-TOFMS检测灵敏度极高，可达到百万分之一甚至亿万分之一级别，能够捕捉到样本中极其微量的目标成分，为早期诊断和精准治疗提供条件。

6.成本相对较低

传统微生物技术在培养、试剂、人工等方面的成本较高；MALDI-TOFMS检测成本相对较低。

总结与展望

MALDI-TOFMS是一种简单、快速、准确和高效的微生物鉴定手段,能显著降低样本检测的周转时间和成本,但尚存在着一些不足之处,主要表现在:(1)对于一些核糖体蛋白差异较小的细菌用其辨别有较大的困难;(2)对一些细胞壁难以破坏的细菌(如革兰阳性菌、酵母菌)和混合菌等的鉴定能力还不够高。但是相信随着研究的不断进步、更加严格的检测过程控制和更高分辨率的图像处理技术的实现,MALDI-TOFMS技术会更加完善，前景更加广阔。