微生物挥发性代谢产物的直接质谱分析

摘要

微生物感染是造成临床疾病死亡的重要原因之一，尤其是当由某种未知病原微生物引起疾病爆发或者流行初期由于缺乏足够的认识和应对处理措施，将会导致疾病的迅速蔓延，严重威胁人类健康和社会的稳定，给国家和人民带来巨大的经济损失。如何实现对微生物的快速识别鉴定，指导医生诊断用药，保障人民的身体健康显得尤为重要。本文首先简要回顾了分析化学领域中对微生物挥发性代谢产物的检测方法，并阐述了质谱技术在其中的重要应用价值；其次，对临床实际样品进行了检测分析，着重研究了临床上常见致病菌的挥发性代谢产物指纹谱图，并将建立的直接质谱分析方法初步应用于临床疾病的快速诊断中。　　本论文主要内容包括：　　1）简述了微生物挥发性代谢产物鉴定的重要研究价值，综述了临床上传统微生物检测技术以及近几年的新型检测技术，介绍了质谱技术在微生物检测中的应用。　　2）本文提出了无需任何样品预处理，采用常压化学电离质谱技术直接对微生物挥发性代谢产物检测的方法。在优化的实验条件下，有效地获得了临床上常见的微生物挥发性代谢产物指纹谱图。本方法具有灵敏度高、特异性强、操作简单的优势，能对生物样品实现在线监测。研究结果表明通过微生物挥发性代谢产物中生物标志物能够实现对微生物种类的快速识别鉴定，同时也为临床诊断和药理学研究提供可靠依据。　　3）实现了对临床实际样品的非侵入性研究，对患者血液、唾液、尿液中微生物挥发性代谢产物进行了直接质谱检测。本研究首先在健康志愿者样品中加入微生物样品进行临床实际样品模拟得到其指纹谱图，之后与临床患者实际样品进行比较的得到诊断结果。结果表明，在对临床实际样品分析时本方法相比传统方法具有时间快、高通量、成本低等优点。　　4）以不同铀矿区的耐强辐射微生物嗜酸性氧化亚铁硫杆菌（Acidophilic Thiobacillus，At.f）为研究对象，考察了三种离子化方式：常压化学电离（Atmospheric Pressure Chemical Ionization，APCI）、常压萃取化学电离（Extractive Atmospheric Pressure Chemical Ionization，EAPCI）、电喷雾萃取电离（Extractive Electrospray Ionization，EESI）对微生物挥发性化合物的检测，以及顶空采样（Headspace Sampling）、界面采样（Interface Sampling）和中性解吸采样（ND Sampling）三种进样方式对电离效果的影响。　　5）总结本文建立的分析方法及其初步应用，并就目前的研究现状进行总结归纳，展望了今后的研究思路，为全面进入临床诊断奠定基础。

目录

声明

第一章 绪论

1.1微生物的鉴定技术

1.2 微生物挥发性代谢产物的种类及其检测方法

1.3 微生物挥发性代谢产物的质谱检测

1.4 本课题研究目的及意义

1.5 论文研究内容、创新点及技术路线

第二章 离体微生物挥发性代谢产物的APCI-MS检测

2.1前言

2.2实验部分

2.3结果与讨论

2.4 小结

第三章 耐辐射微生物挥发性有机物的快速分析

3.1 前言

3.2 实验部分

3.3 实验结果与分析

3.4 小结

第四章 常压萃取化学电离质谱分析诊断人类菌血症

4.1前言

4.2 实验部分

4.3结果与讨论

4.4小结

第五章 总结及展望

5.1 总结

5.2 展望

参考文献

致谢

附录