分析科学家看《外科风云》:剧情out了!

2017-5-05 18:04 来源: 分析测试百科
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  分析测试百科网讯 近日,《外科风云》正在热播,而分析科学家却对前天的剧情坐不住了,边看边吐糟——剧情out了!

剧情回放

  男主庄恕(靳东饰)的妹妹林欢(高露饰)的养父在事故中受伤,虽然手术成功但养父在术后产生了耐药菌株感染,用了5种抗生素都不见效,感染情况日渐加剧。要找到对症的药物,需做10天左右的细菌实验,感染的病人没扛住,在第5天就因多器官衰竭而死亡,病人死亡后,庄恕申请对该耐药菌进行更高精度的检验,以确认到底是什么细菌,开始要送到美国,但申报手续剧情说要排到下一年,后来在北京疾控终于找到对应的试验点。

  小科普:

  耐药菌株是指在长期的抗生素选择之后出现的对相应抗生素产生耐受能力的菌株。细菌的耐药性,是指细菌多次与药物接触后,对药物的敏感性减小甚至消失,致使药物对耐药菌的疗效降低甚至无效。

吐槽点

  分析科学家看到这里,不得不清清嗓子指出剧情几大out之处:

  细菌鉴定现在已有更先进的技术!中国很多医院已经配置和正在配置这种先进的技术,不必送到美国或疾控中心。

  配置这种先进技术的医院,已经可以在5天内找到对症之药,林欢的父亲不会死!

  那么,传统的技术和新型的技术到底有啥差别?让我们从找出细菌感染后细菌实验的三大步骤讲起吧。找到对症之药需要三步:细菌培养、细菌鉴定、细菌耐药实验。

  细菌培养——1天

  细菌培养是将标本接种于固体培养基上,分离富集的过程。一般细菌可在有氧条件下,37℃中放18~24小时生长。通常该过程必不可少,但是有报道表示可利用MALDI-TOF质谱直接鉴定尿样中的尿路感染病原体(利用基体辅助激光解吸电离飞行时间质谱直接鉴定尿样中的尿路感染病原体,Ferreira et al., Clinical chemistry )。影片中包括林爸爸等十几位患者正是尿路感染了细菌。

  细菌鉴定——数天or几分钟?

  传统的细菌鉴定手段是生化方法,利用每种细菌的PH、显色和产生的二氧化碳等不同特点,来鉴定菌种,但是这种方法可能需要数天时间。【前方高能】近些年发展起来的、基于MALDI-TOF核心技术的微生物鉴定质谱,能够通过对细菌内蛋白质的鉴定,在几分钟之内鉴定出细菌的种类,这一研究已经广泛应用到大多数细菌种属的鉴定。“莫非庄恕所在医院还没有MALDI-TOF?这医院是三甲吗?二甲也应该配备了吧?”分析科学家忍不住吐糟。

  细菌耐药——1天

  传统的细菌耐药实验一般采用药敏片法、牛津杯法和打孔法等,但是这些方法都需要至少一天的时间。但是有报道表示现在可用MALDI-TOF检测β内酰胺酶的表达量,从而区分该细菌是耐药株还是不耐药株(使用MALDI-TOF快速检测氨苄青霉素抗药性,Grundt et al. , JCM)。

  小编:通过以上数据可见,如果庄恕所在医院有一台微生物鉴定MALDI-TOF,那么实验用时将大大缩短,很有可能缩短到3天,养父不会死,妹妹也不会与自己的亲哥哥反目。此处为养父默哀3分钟,为庄恕默哀3分钟,为没有MALDI-TOF的医院默哀3分钟。

MALDI-TOF微生物鉴定质谱

  MALDI-TOF(基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱, 英文名Matrix-Assisted Laser Desorption/ Ionization Time of Flight Mass Spectrometry)是近年来发展起来的一种新型的软电离生物质谱。

  MALDI-TOF主要由两部分组成:基质辅助激光解吸电离离子源(MALDI)和飞行时间质量分析器(TOF)。

MALDI-TOF仪器结构框图

  MALDI的原理是用激光照射样品与基质形成的共结晶薄膜,基质从激光中吸收能量传递给生物分子,而电离过程中将质子转移到生物分子或从生物分子得到质子,而使生物分子电离的过程。因此它是一种软电离技术,适用于混合物及生物大分子的测定。TOF的原理是离子在电场作用下加速飞过飞行管道,根据到达检测器的飞行时间不同而被检测即测定离子的质荷比(M/Z)与离子的飞行时间成正比 ,检测离子。MALDI-TOF具有灵敏度高、准确度高及分辨率高等特点。

  MALDI-TOF MS是将完整的病原菌细胞(intact-cell, IC)直接进行检测, 无需蛋白提纯, 样本准备很简便, 也有人称之为 IC MALDI-TOF MS。许多研究表明, IC MALDI-TOF MS敏感性很高, 可以区分表型相似甚至相同的菌株, 提供属、种、型水平的鉴定。

现有的MALDI-TOF微生物鉴定质谱

  MALDI Biotyper——布鲁克

MALDI Biotyper/ MALDI Biotyper CA微生物鉴定仪[参数价格, 特点, 我要咨询]

  MALDI Biotyper微生物快速鉴定系统[参数价格, 特点, 我要咨询]利用MALDI-TOF(基质辅助激光解吸电离飞行时间)质谱测定微生物独特的分子指纹谱来鉴定微生物。具体来说,MALDI Biotyper 检测的是存在于所有微生物中的高丰度蛋白质。这些高丰度蛋白的特征模式同广泛开放的数据库中的模式进行比对,以可靠和精确地鉴定特定的微生物,从而确定微生物到种或者更细的水平。该产品已通过欧洲、美国、中国临床医疗器械许可,是微生物质谱的开山鼻祖,也是当前市场占有率最高的微生物质谱。

  2009年,IVD MALDI Biotyper系统获得CE认证,符合欧盟体外诊断器械管理要求(Directive 98/79/EC)。自此布鲁克不断扩大该系统的菌种涵盖范围和获得认证的地区,在为已有客户提供更多技术价值的同时,更加致力于满足新地区新客户的需 求。IVD MALDI Biotyper系统目前取得认证的国家和地区包括欧洲,以及美洲许多国家如加拿大,阿根廷,哥伦比亚,厄瓜多尔和墨西哥,亚太国家和地区如日本,香港, 新加坡,台湾和澳大利亚。此外,在2013年11月,新推出的MALDI Biotyper CA 系统也通过了美国FDA认证。2014年,IVD MALDI Biotyper™系统获得中国国家食品药品监督管理总局(CFDA)的上市许可,可作为医疗器械在中国推广和销售,用于人源样本中微生物的鉴定。

  Clin-tof-I/Clin-tof-II——毅新博创

Clin-tof-I(左)Clin-tof-II(右)

  Clin-tof-I/Clin-tof-II 临床飞行时间质谱系统[参数价格, 特点, 我要咨询]在2014年6月获得国家药监局颁发的CFDA认证,是首台被CFDA认证的国产质谱。Clin-TOF-I临床飞行时间质谱系统采用离子偏转技术,检测中可扫除不想要的分子量,大大延长检测器寿命;采用获得发明专利的离子双聚焦技术,使检测分辨率大大提高,CLIN-TOF-I分辨率优于2500(m/z 1533);具有自校准功能,操作简单,且测量数据更准确,CLIN-TOF-I检测数据误差小于50ppm(m/z 500-3000);采用独立研制的96孔靶板,表面疏水性处理,高信噪比;采用获得发明专利的zoom optics技术提高离子化率,CLIN-TOF-I检测灵敏度达到1 fmol;配备了独特的触摸屏和条码阅读器等配件。Clin-TOF-II 临床飞行时间质谱系统具有正离子和负离子两种检测模式,可扩大被分析样品种类;采用离子偏转技术,扫除不想要的分子量,延长检测器寿命;采用延时脉冲技术,可使检测分辨率大大提高,CLIN-TOF-II分辨率优于5000(m/z 1533);具有自校准功能,操作简单,且测量数据更准确,CLIN-TOF-II检测数据误差小于30ppm(m/z 500-3000);384孔靶板,表面疏水性处理,高信噪比,高通量;采用60Hz激光器,采样时间短,20秒完成一个点;配备靶板适配器,可配合使用sequenom芯片,96靶板等。

  Autof ms1000——安图生物

Autof ms1000 微生物鉴定MALDI-TOF质谱仪

  对临床微生物鉴定的痛点,Autof ms1000的主要特色是:快速、可靠、准确。Autof ms1000进靶即可采样,无需等待,一键点击“鉴定”按钮,立刻就能在同一个软件平台上显示出数据库检索结果,采集的图谱实时刷新,不存在卡顿现象;Autof ms1000采用FPGA芯片控制平台,确保了其稳定性和扩展性,具有自恢复功能,一旦出现卡板,会自动回退靶板;Autof ms1000采用专利激光通路降低背景,可聚焦更小面积的激光光斑,能量更集中,样品在激光轰击的情况下均一性更好,可有效降低背景噪声,减少其他干扰;另外,Autof ms1000还具有丰富的中国本地数据库。该产品正在申请医疗器械许可证。

  microTyper MS——天瑞控股的厦门质谱

microTyper MS

  microTyper MS——微生物快速鉴定系统[参数价格, 特点, 我要咨询]具有高通量、高质量精度、高灵敏度和高鉴定准确率等优点。首先测得待测微生物的蛋白质指纹谱图 (PMF),然后将这些指纹谱图与microTyper MS中的各种微生物标准指纹图谱库进行匹配检索,从而完成对微生物的鉴定,一台仪器便可同时检测细菌和真菌。与常规的形态学分析和分子生物学鉴定方法相比,具有速度快(只需几分钟)、操作简便、成本绝对低廉(降低10倍以上),准确度高(超过95%),并且同时可以进行同源性分析和常规的耐药性分析,广泛应用于临床微生物(包括细菌和真菌)的高通量快速鉴定、疾控中心的微生物传染病原的鉴定与监测、海关进出口商品的检验检疫、食品生产中的微生物检测工业、农业和环境中的细菌监测等领域。该产品正在申请医疗器械许可证。

  VITEK MS——生物梅里埃/ biomerieux

VITEK MS

  VITEK MS 全自动快速微生物质谱检测系统[参数价格, 特点, 我要咨询]带来了革命性的微生物鉴定方法,能够在极短的时间内获得结果,操作非常简单,只需极少的试剂,而且优化了工作流程。2012年,获得SFDA医疗器械许可证;2013年,获得美国FDA许可。

  • 在极短的时间内获得结果:数分钟即可给出可靠结果

  • 高通量:每次运行可鉴定多达 192 个菌株

  • 手工操作时间短:简化的工作流程

  • 操作简易:无需进行革兰氏染色及显微镜观察

  • 快速、灵活的方法:多个用户可同时制备样品,节省时间

  • 高性能鉴定:无需再将常规鉴定外包给收费昂贵的实验室

  • 结果信息量丰富且易于读取

  • 溯源性:靶板贴有条形码,软件易于使用

本文中提到的仪器产品

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