開(kāi)宗明義
MALDI，即基質(zhì)輔助激光解析電離（Matrix-Assisted Laser Desorption/ Ionization），是指離子源，也就是激發(fā)部分。這就好像是槍支的子彈，有圓形單頭和尖形單頭，有的善于穿甲、有的善于爆破。MALDI離子源屬于軟電離，相比之下還有其他離子源，其電離方式也不盡相同。比如最常見(jiàn)的ESI源（電噴霧離子源，一般前端接液相色譜儀HPLC）、APCI源（大氣壓離子源）等。
TOF一詞指的是飛行時(shí)間質(zhì)譜分析器，如果還用槍支做比較的話(huà)，就好比是槍管，有“來(lái)復”和“滑膛”之分——不同的“槍管”（即質(zhì)譜檢測器）其原理及所擅長(cháng)的領(lǐng)域也有所不同。飛行時(shí)間（TOF）和離子阱（Trap）檢測器善于定性，四級桿（Q）檢測器善于定量，那么有沒(méi)有可能兼顧定性和定量呢？有的，就是把這些方法結合起來(lái)——于是乎，諸如Q-TOF、Q-Trap等串聯(lián)質(zhì)譜就應運而生了。
天作之合
TOF作為一種質(zhì)譜分析器，可以和不同的離子源相結合，比如ESI源，這種組合就是ESI-Q-TOF（這里的“Q”是四級桿分析器，做質(zhì)量數篩選的）。然而，ESI是一種連續性的離子源，就好比溪水，源源不斷。而TOF呢，卻偏偏是一種非連續性的質(zhì)譜檢測器，如噴泉一般汩汩而出。其原理就好比賽跑：必須等所有的選手站在同一個(gè)起跑線(xiàn)上，然后一聲“槍”響（釋放離子門(mén)的電壓），各個(gè)選手在真空無(wú)場(chǎng)的情況下，在同一初始動(dòng)能下開(kāi)始運動(dòng)。
就和真正的比賽一樣，帶電的粒子必然有的早到、有的晚到，甚至有的不到（半路湮滅了），所有的這一切都在電光火石之間發(fā)生了，卻依賴(lài)于電子部件得以記錄，并把飛行時(shí)間反推為粒子的質(zhì)量數（或許可以簡(jiǎn)單理解為待測物質(zhì)的原子量），如此一張工業(yè)感十足的質(zhì)量數指紋圖譜就出現了。如果這張圖譜是用標準已知細菌做出的，我們就可以簡(jiǎn)單地將其理解為標準指紋圖譜。
無(wú)獨有偶，偏偏MALDI源的電離方式要依賴(lài)于激光對待測物的轟擊，這種轟擊的頻率從每秒50次到2000次不等，記為50~2000Hz。不難看出，MALDI源也是非連續性的，MALDI和TOF的結合是技術(shù)發(fā)展的必然。是TOF拯救了MALDI，或者說(shuō)，此兩者是相互成就著(zhù)彼此。
阿喀琉斯之踵
一般來(lái)說(shuō)，靈敏度和分辨率往往是魚(yú)和熊掌不可兼得的，甚至可以把自稱(chēng)“兼得”者稱(chēng)為現行偽科學(xué)或者潛伏期很長(cháng)的偽科學(xué)。MALDI離子源固有其優(yōu)勢所在，然而由于沒(méi)有經(jīng)過(guò)預先分離（如HPLC。一般來(lái)說(shuō)，質(zhì)譜前端會(huì )連接分離設備，比如氣相色譜、液相色譜，其目的在于對混合物樣品進(jìn)行初步分純。），因此難免魚(yú)龍混雜，泥沙俱下，為后端的TOF鑒別造成了極大的難度。
再看TOF，其分辨率主要依賴(lài)于粒子的飛行距離，同樣以賽跑做比喻：如果兩位選手難分伯仲，不妨延長(cháng)跑步長(cháng)度，50m不行就100m，100m不行就500m。然而，賽道是不可能無(wú)限延長(cháng)的，怎么辦呢？就像游泳比賽，同樣可以通過(guò)數次折返達到延長(cháng)比賽距離的目的。對于質(zhì)譜而言，鑒于生產(chǎn)加工的難度和安裝調試的條件要求，直接延長(cháng)飛行管長(cháng)度未免膠柱鼓瑟。于是乎，聰明的科學(xué)家利用波粒二象性發(fā)明了反射“V”字飛行，如果“V”字還不行，就“W”字飛行。這樣一來(lái)，也許分辨率問(wèn)題解決了，但是經(jīng)過(guò)反射，粒子的靈敏度喪失了。
一言以蔽之，如果說(shuō)某種技術(shù)既缺乏靈敏度，又缺乏分辨率，那么MALDI-TOF就當之無(wú)愧，這就是其被稱(chēng)為高分辨質(zhì)譜中的低分辨的原因。
在細菌鑒定的功能出現之前，特別是ESI離子源大行其道的當今，MALDI-TOF是一個(gè)極為小眾的存在：求生不行（用不起來(lái)），求死不得（在某些領(lǐng)域，比如聚合物等分析方面尚有需求）。甚至在迭代頻繁的分析儀器屆，某些重要的MALDI-TOF廠(chǎng)家已經(jīng)有十余年沒(méi)有更新型號了。
孔北海知世間有劉備耶？
如果把MALDI-TOF比作劉備，則細菌鑒定的需求就好比是被黃巾圍困在北海的孔融。需求成就了市場(chǎng)，技術(shù)造就了英雄。
想象自己是一位細菌檢驗員吧，如果能夠把分純的菌落直接涂抹就能鑒定該多好??！對于儀器廠(chǎng)商而言，使用者有需求，微生物質(zhì)譜就這樣出現了。
細菌有穩定表達的核糖體蛋白，并且非常便于在大氣壓下前處理（涂靶板、加基質(zhì)液），再者，由于細菌的特征性質(zhì)譜峰和質(zhì)量圖來(lái)自于細菌全細胞蛋白（核糖體蛋白、 細胞膜蛋白）按照質(zhì)荷比（M/Z）的分離排列，因此用已知細菌指紋圖的方式對未知細菌進(jìn)行鑒定就變得前途amazing。
0“路線(xiàn)確定之后，干部就成了決定性因素了”，于是，開(kāi)始建庫吧！韓信點(diǎn)兵，多多益善。
比大還“大”
借助蘋(píng)果slogan的中文神翻譯，我們或者可以理解這樣一點(diǎn)：對于菌庫而言，大就一定好嗎？這涉及到一個(gè)關(guān)于建庫的方法學(xué)問(wèn)題，用一株菌來(lái)代表其所在的種，以其質(zhì)譜圖作為該細菌的標準譜圖，這樣做無(wú)疑是立竿見(jiàn)影的“高效”方法，此謂之“演繹法”。雖然該路線(xiàn)簡(jiǎn)潔、可塑，卻不免歧路亡羊——畢竟對于使用者而言，我們不希望見(jiàn)到一個(gè)樣品給出多個(gè)建議的結果，而是給一個(gè)非此即彼的答案。
所謂“蘿卜快了不洗泥”，另一種路線(xiàn)則強調樣本的多樣性，多收集不同地區、不同培養環(huán)境的“蘿卜”，建庫速度固然差強人意，但準確性則大大增高，這種方法就是“歸納法”——梅里埃數據庫就是這樣的建立的。
不難看出，所謂比大還“大”，往往就是莊子所說(shuō)的“大而無(wú)當”啊。
怎樣才能做到精準建庫呢？我們不妨用人來(lái)做比方，譬如一個(gè)屋子里做了3000個(gè)人，來(lái)自不同的地區、不同的民族、不同的人種，雜然其間。我們知道，世界上很多地方是民族雜處，難辨華夷的。好吧，我們把他們按照器官、部位，逐個(gè)比較，比如高鼻子，如果某個(gè)種族都是高鼻子，而其他種族都不高，則認為“高鼻子”是該種族的重要特征，給與高賦值；然而，如果一個(gè)種族內，有的鼻子高，有的鼻子低，怎么辦呢？沒(méi)關(guān)系，同樣可以認為這是一個(gè)次重要特征，只不過(guò)賦值較低罷了。以此類(lèi)推——對質(zhì)譜而言——所謂“高鼻子”是指特征譜峰罷了。
兩條腿走路的不一定就是人，柏拉圖曾被自己的學(xué)生挑戰過(guò)這個(gè)問(wèn)題。對于質(zhì)譜鑒定而言，關(guān)鍵特征固然重要，然則僅僅青眼于細節未免會(huì )有盲人摸象之嫌。有鑒于此，梅里埃的譜庫比對規則里面又增加了相似度一項。這樣一來(lái)，雖不能說(shuō)盡善盡美，也可稱(chēng)“登峰造極”了。
上述方法可以統稱(chēng)做“權重矩陣分析”，一個(gè)繞口而全面的譜圖比對方法。
見(jiàn)“微”知著(zhù)
作為微生物檢驗工作者，見(jiàn)“微”是題中應有之義，然而其根本目的則在于“知著(zhù)”。換言之，MALDI-TOF可以在幾十秒內（指檢測的時(shí)間）鑒別出是何種細菌，接下來(lái)便怎么樣呢？?jì)H止于此嗎？
孔子最喜歡的弟子就是顏回，稱(chēng)他是“舉一反十”，而別的弟子僅能做到“舉一反三”。同樣的，我們在滿(mǎn)足于MALDI-TOF快速鑒定的同時(shí)，是否要想一下不同樣本的前處理自動(dòng)化的問(wèn)題？不同菌株耐藥性的問(wèn)題？甚至是整個(gè)流程的優(yōu)化的問(wèn)題？
比如說(shuō)吧，一份樣本是何時(shí)接收的？何時(shí)開(kāi)始培養的？何時(shí)報陽(yáng)、轉種的？何時(shí)出的鑒定結果？何時(shí)出的藥敏結果？是否需要其他方法協(xié)助？上述流程中的每份數據需要單獨讀取，還是有一個(gè)“大管家”匯總報告？
對于梅里埃的Vitek MS而言，確實(shí)有一個(gè)“大管家”，只不過(guò)不是一個(gè)真正的人，而是一個(gè)服務(wù)器，叫做“Myla”。
萬(wàn)物皆數
畢達哥拉斯學(xué)派最為推崇的一句話(huà)就是“萬(wàn)物皆數”，奧地利人L.V.貝塔瑯?lè )苿t把這個(gè)原理用到極致：如果一切都能用數字來(lái)管理并觀(guān)察其趨勢，這不就人間的上帝嗎？于是乎，系統論誕生了。
“Myla”是系統論的踐行者，她會(huì )忠實(shí)地告訴你是哪個(gè)環(huán)節出了問(wèn)題，哪個(gè)環(huán)節需要改進(jìn)以提高效率。有了她，你不要在電腦上裝任何客戶(hù)端，而是通過(guò)瀏覽器來(lái)觀(guān)察該系統內設備（如細菌培養系統BacAlert 3D、鑒定藥敏系統Vitek 2、質(zhì)譜Vitek MS等）的運轉狀況。無(wú)輪你是否在現場(chǎng)，只要有網(wǎng)絡(luò )、有授權，一切都了然于胸。
結語(yǔ)
好啦，如果說(shuō)細菌鑒定挽救和成就了MALDI-TOF，則“Myla”卻讓整個(gè)系統煥發(fā)青春，生機盎然。正所謂“食髓知味”，如果有機會(huì )，就和梅里埃一起嘗試一下吧！
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