高效分离新方法 可加速MALDI-TOF MS细菌鉴定

炎炎夏日里，能来上一杯清凉的啤酒，简直是无比畅爽！

但是，你知道吗？为了保持啤酒的高品质，啤酒厂需要进行生物质量控制。由于乙醇含量高、酸度高、溶氧含量低、二氧化碳含量高，啤酒看起来似乎不太适合腐败和病原微生物生长，煮沸、巴氏杀菌、无菌过滤和冷却等生产流程也进一步降低了微生物生长的可能性。但是，事实上细菌和野生酵母等可以在这样恶劣的条件下茁壮成长，从而形成不良味道、气味、烟雾和沉积物，这一过程可能会发生在酿造的任何阶段，影响啤酒的最终感官特征。

啤酒厂的微生物爆发会给企业带来很大的风险，轻则花费大成本召回不合格产品，重则对品牌声誉带来致命损害。

基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱（MALDI-TOF MS）法，是一种快速、高通量、高准确度鉴定微生物的技术，目前已经被应用于啤酒厂中，进行质量控制中啤酒腐败微生物的鉴定。然而，MALDI-TOF MS法的适用性受到混合培养物相关问题的阻碍，使得技术人员在鉴定之前需要耗费很长时间去做微生物选择性培养。

南澳大利亚大学未来工业研究所进行了一项研究，提出了一种新型的低成本方法，将惯性微流体和螺旋微通道中二次流相结合，从啤酒腐败微生物（短乳杆菌和啤酒片球菌）中高通量和高效地分离酵母（巴氏酵母和酿酒酵母），然后使用MALDI-TOF MS平台进行微生物物种鉴定。

图1 巴氏酵母和短乳杆菌分离的实验装置示意图。在入口处（即A-A），巴氏酵母和短乳杆菌随机分散。在惯性分馏（即B-B）之后，巴氏酵母沿着通道的内壁聚焦，并且通过在分叉点处放置适当的出口，可以分离这些细胞。

在梯形截面的螺旋通道中，通过惯性升力和迪恩阻力的联合作用，内壁受力大于外壁，酵母细胞向出口内壁迁移。研究人员通过评估，选择1.5 mL/min的流速作为最佳流速，对巴氏酵母可以实现超过90％的分离效率。此外，为了提高短乳杆菌的分离效率，将其通过螺旋微通道再循环三次，分离效率可达90％以上。

该研究证明，微流体分离与MALDI-TOF MS鉴定相结合，可以提高MALDI-TOF MS物种水平鉴定的检测限，而无需在选择性培养基上进行耗时的培养，为啤酒腐败微生物的检测提供一种新的、快速、灵敏的方法，可用于啤酒厂的质量控制。

虽然啤酒中条件艰苦，“菌”生艰难，但是总有那么一小撮细菌可以顽强生长，而MALDI-TOF MS微生物鉴定质谱可以快速帮助把这些微生物“揪”出来。融智生物基于新一代宽谱定量飞行时间质谱平台QuanTOF推出的微生物鉴定质谱系统，配备了自主研发的基于生物组学信息建立的全新微生物质谱数据库，该数据库拥有超过1,400属，4,500余种微生物，更针对传统MALDI-TOF MS难以鉴定的基因相近菌属建立了二级数据库，可实现难检菌的鉴定。QuanTOF微生物鉴定质谱系统检测效率高，10分钟内可完成超100个样本的检测；鉴定重现性好，RSD＜2%；不仅可鉴定出微生物，还能详细地提供质谱峰与蛋白的对应信息，为科研提供有力工具。另外，QuanTOF有别于友商最强大的功能，是可用一台仪器进行微生物鉴定、核酸分析、质谱成像以及糖化血红蛋白全血直接定量。