加州棕榈泉(GenomeWeb)——来自科罗拉多矿业学院的科学家开发了一种方法，在菌株水平上使用MALDI-TOF质谱来表征磷脂细胞膜上的脂肪酸，从而识别细菌。
Kent Voorhees和Chris Cox本周在2016年质谱分析:临床实验室应用会议上介绍了他们的方法。他们被称为金属氧化物激光电离(MOLI)质谱，证明了在分类水平上区分细菌物种的能力，而基于质谱的蛋白质分析往往难以做到这一点。
考克斯告诉基因组网说:“我们并不是试图推翻蛋白质分析范式，但我们想指出通常存在障碍和潜在的陷阱。”他说，基于maldi的蛋白质分析可以进行属级和“勉强”种级的细菌鉴定，“但这种能力到此为止。”
“如果你想做抗生素耐药性分析，你必须使用一种完全不同的技术，”考克斯补充说，这种方法可能是MOLI。vwin德赢ac米兰合作
Voorhees和Cox领导了一项研究，将他们的脂肪酸分析与蛋白质分析进行了比较，该研究于去年发表在自然科学报告．分析细菌肠杆菌科，不动杆菌,李斯特菌，他们在物种水平上的分类正确率为100%，在品系水平上的分类正确率为98%。蛋白质图谱在物种级分类中仅提供32%的准确率肠杆菌科， 54%的不动杆菌67%的人认为李斯特菌．
MOLI质谱仪使用金属氧化物纳米颗粒同时从磷脂分子中分离脂肪酸，并将其电离，以便在MALDI-TOF仪器上进行分析。“这是一个原位催化事件而不是共结晶和电离，”考克斯说。“我们实际上在盘子上做了一些化学反应。”
几种金属氧化物都能起作用，Voorhees指出，到目前为止，所有类型的钙氧化物都能起作用。去年发表的这项研究使用了氧化铈。
尽管他们还需要研究出具体的细节，考克斯假设催化过程剥离了磷脂中的一个键，释放出脂肪酸。
Voorhees说，他的实验室偶然发现了这种方法，目的是寻找用于质谱的有机基质的低分子量化合物。许多基础研究都是与美国能源部国家可再生能源实验室合作，通过脂肪酸谱来表征生物燃料。考克斯说，用于测试这项技术的第一种物质是Crisco。
Voorhees的实验室在基于质谱的生物分析方面有数十年的经验，包括使用蛋白质和脂肪酸，但直到最近几年才将脂肪酸分析转向细菌。
考克斯说:“我们用Bruker MALDI Biotyper系统进行了[细菌]蛋白质分析实验，遇到了各种不同种类细菌的密切相关成员的问题。”“我们开始注意到一些问题，我们会被错误识别，或者(蛋白质分析)根本无法识别它们。”
他们尝试了他们的脂肪酸法，到2013年，Voorhees和Cox已经证明他们确实可以用它来识别细菌，并在《美国医学杂志》上发表了一项研究质谱学杂志．
该方法适用于任何MALDI仪器，这是一个巨大的潜在好处，因为美国食品和药物管理局(fda)已经批准了该方法力量生物型而且BioMérieux的Vitek MS临床用仪器。
Voorhees说:“所有这些已经出售的用于蛋白质分析的MALDI仪器，有些可以直接使用或修改用于MOLI。”
与蛋白质图谱一样，识别步骤包括将脂肪酸图谱与参考光谱库进行比较，研究人员已经建立了多年。
MOLI规范加入了另一种基于脂质的细菌鉴定方法在MSACL提出。在去年的会议上，伦敦帝国理工学院的研究员Nicole Strittmatter提出了工作利用快速蒸发电离质谱法(REIMS)从人类结直肠组织样本中鉴定细菌。
但Voorhees和Cox认为，两种方法之间的比较是肤浅的。其一，他们使用脂肪酸，而不是高分子量的完整脂质。更重要的是，REIMS是一种“完全不同”的技术，还没有像MALDI那样渗透到临床实验室市场，并且没有CEvwin德赢ac米兰合作标志或FDA批准用于临床使用。
Voorhees说，尽管它仍然依赖于细菌培养，但MOLI可以比现有的基于细菌培养的方法更快，大约需要19个小时，而其他方法需要48个小时或更长时间。在这19个小时中，培养占了18个小时，所以更快的培养可以改进方法。
Cox认为他和Voorhees还有很多工作要做，以建立MOLI质谱作为一种临床有用的方法。他正在与合作者密切研究几种细菌菌株，并验证MOLI的分类能力。
＂沙门氏菌，相比之下大肠杆菌这是出了名的难，”他说。“他们是如此密切相关。”他建议做实验，提取大量沙门氏菌菌株，并测试MOLI是否能将它们区分开来。他补充说，他的实验室已经在这样做了假单胞菌而且Enterococci．
沿着这些路线，MOLI在分离耐药方面显示出了希望金黄色葡萄球菌来自易感菌株。Voorhees在本周的会议上展示了初步数据，表明脂肪酸的分布是不同的，特定脂肪酸之间的比例可以提供指纹。
考克斯说:“这在生物学上意味着什么，是正在进行的研究的主题。”