基于质谱的TOP_DOWN蛋白质组学技术用于微生物鉴定_PlamenA_Demi.pdf

研究报告 生命科学仪器 2007第5卷/ 月刊6 基于质谱的TOP-DOWN蛋白质组学技术用于微生物鉴定 Plamen A. Demirev 摘要 采用新型的质谱软电离方法，如基体辅助激光解吸电离(MALDI)和/或者电喷雾离子化(ESI)，可获得微生 物的质谱图。当微生物经过纯化、分级、富集和色谱分离后，可将ESI与多种质量分析器相结合，进行大规模的不同微 生物的蛋白质组学研究。相反，MALDI对盐和其他杂质的耐受能力高，因此，在只对样品进行简单处理的情况下，MALDI 可被用作快速检测和鉴定完整微生物的质谱传感器平台的离子源。 传统技术对于微生物的检测和鉴定往往很慢 个微生物。目前采用质谱检测和鉴定微生物主要基于 （数天时间），并且灵敏度低，特异性差。很多领域，从 质谱图中是否存在特异性的生物标记物的分子离子。 医学诊断到国土安全，都将得益于可进行天然以及生 因此，不同微生物具有不同的质谱图，即微生物指纹 物工程微生物快速、可靠检测和鉴定的新型分子水平 [3] 图谱 （图1 ）。 技术的发展。近期快速发展起来的质谱 （MS）凭借其 采用新型的质谱软电离方法，如基体辅助激光 [1,2] 诸多优点已成为这样一种技术 。一个微生物的质谱 解吸电离(MALDI)和/或者电喷雾离子化 （ESI），可 鉴定实验，包括样品的采集和制备，整个过程不到 获得微生物的质谱图。当微生物经过纯化、分级、富 10min。此外，质谱还是一种通用技术,它可以检测到 集和色谱分离后，可将ESI与多种质量分析器相结合， 所有类型的病原体，即病毒、植物细菌、真菌及其孢 进行大规模的不同微生物的蛋白质组学研究。相反， 子，寄生原生动物，并且需要样品量很少，可少于104 MALDI对盐和其他杂质的耐受能力高，因此，在只对 样品进行简单处理的情况下，MALDI可被用作快速检 [1] 测和鉴定完整微生物的质谱传感器平台的离子源 。 在MALDI技术中，在完整的微生物 （病毒、孢子、植 物细菌等）中添加少量的酸性基质溶液有助于细胞裂 解和生物标记物的原位提取 （在MALDI探针上）。脉 冲激光照射到固体样品/基质混合物上可产生特异性 的微生物生物标记物离子。这些离子可通过飞行时间 质谱(TOF MS)进行进一步的分析。 完整微生物的MALDI MS结果受诸多实验因素 的影响，如蛋白生物标记物的提取和溶解性、由于 培养时间和基质差异导致的生物标记物蛋白表达水平 的多样性、不同生物标记物分子的离子化效率 （和