[发明专利]用于识别生物材料的方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及对液体中的生物材料的识别。

背景技术

已经知道可使用质谱分析法来识别生物材料，比如微生物(如细菌、病毒)、细胞、多肽等。

例如，MALDI-MS(基质辅助激光解吸-电离质谱分析)涉及包含微生物的试样材料的激光电离和电离颗粒的质谱分析。在MALDI-MS中，通过在靶板上提供微生物和基质材料的混合物来准备用于电离的微生物。当混合物干燥时，基质材料会粘附在微生物上，这导致了具有较低能量的软电离，其可保存较大的分子碎片以用于分析微生物的组成。朝向靶板上的选定目标位置进行激光轰击，以便从这些目标位置中电离出材料。对每个目标位置，对产物进行质谱分析。

已发现MALDI-MS非常适合实验室分析，但是仍存在一些问题。对于不同类微生物的混合物试样来说，用单一激光轰击来从不同种类微生物的混合物中电离出材料会导致各个物种的识别复杂化，这是很危险的。即使在靶板上可发现孤立的单一微生物，也不可能在由激光轰击所电离的所有材料的噪声中检测到它。在MALDI-MS中，当例如取自患者体内的原始试样包含不同类微生物的混合物时，通过使用初始培育步骤可克服这些问题。培育可用于保证在单一激光轰击中产生主要为一种的大量微生物。然而，培育可能要占用一天的时间。结果，如果在采集体内试样和提供分析结果之间需要短的周转时间，实际上MALDI-MS就不适用了。这限制了其应用。

例如在一个例子中，在将入住病人转移到MRSA细菌会造成伤害的环境中之前，希望从病人处获得试样，并且在存在于试样中的众多微生物中识别出MRSA细菌。为了能实际使用，优选应当在最多几个小时内就获得此检测的结果。培育微生物的需要阻止了传统MALDI-MS用于此目的的实际使用。

从A.L.van Wuijckhuijse等撰写并发表于期刊《Journal of Aerosol Science》第36卷第677-697页(EPO参考XP004936536)的题为《Matrix-assisted laser deporption/ionization aerosol time of flicght mass spectroscopy for the analysis of bioaerosols：development of a fast detector for airborne biological pathogens》的文章中得知了采用MALDI-MS来进行微生物识别。该文献描述了使用喷雾器来喷洒通过稀释单一培养的细菌试样到预定值而产生的溶液。在该文献中所提及的雾化无法保证液滴具有相同的尺寸。结果，每个液滴中的细菌数量是变化的，然而由于仅使用一个种类的细菌，因此这并不重要。此外，该文献中的雾化方法需要使用较大的试样量，即使在少量液滴上分配时也是如此。

从WO02052246中得知了一种用于检测并识别生物气溶胶颗粒的装置。该装置收集包含生物气溶胶颗粒的空气，并通过喷嘴将带有颗粒的空气送入分析室中。在分析室中检测带有微生物的颗粒，并且电离所检测的颗粒。由于在从大气压到质谱仪所用的高真空的转换过程中很多颗粒会丢失，因此该装置需要相对大量的颗粒。所测试的颗粒相比于所捕捉的颗粒的效率可低至百分之一。

从美国专利申请2005/0230615得知了一种MALDI-IM(离子迁移率)测量技术，其中液滴通过震荡孔板气溶胶发生器来形成。然而它并未公布关于液滴中的微生物的信息。如果液滴包含有微生物，那么使用MALDI-IM将导致识别这些微生物即使不是不可能也是很困难的。

从Hookeun Lee等撰写并发表在期刊《Anal.Chem.》2003，75，2746-2752的题为《Analysis of Whole Bacterial Cells by Flow-Field Flow Fractionation and Matrix-Assisted Laser Desorption/Ionization Time-of-Flight Mass Spectroscopy》的文章中得知了使用流体场流分离仪(FFFF)来制备用于MALDI-MS的靶板。该文献显示了当使用靶板时可采用FFFF来分散完整的细菌细胞，以提高用于MALDI-MS的细胞密度。

发明内容

本发明的目的之一是提供一种识别生物材料的方法和装置，其可基于带有不同类型微生物如细菌、真菌和病毒的混合物的液体试样来快速提供结果。

本发明提供了一种识别试样中的包含有微生物的生物材料的方法，该方法包括：

-准备包含试样和MALDI基质材料的液体；