[发明专利]通过LC‑MS/MS快速检测微生物对内酰胺抗生素的抗性

说明书

相关申请案的交叉参考

本申请案主张2015年2月11日申请的序列号为62/114,852的美国临时专利申请案的权益，所述临时专利申请案的全部内容以引用的方式并入本文中。

技术领域

本文中的教示涉及用于通过检测抗生素的变化而非细菌细胞生长的变化来确定微生物对抗生素的抗性的方法及系统。更具体地说，通过利用液相色谱法耦合质谱法/质谱法(LC-MS/MS)以定量母体内酰胺抗生素的浓度且还检测由细菌的β-内酰胺酶活动引起的水解产物来鉴定细菌对抗生素的抗性。

背景技术

基质辅助激光解吸电离飞行时间(MALDI-TOF)质谱法已基于核糖体蛋白质表达而彻底改变了细菌鉴定。然而，细菌对抗生素的抗性通常仍是通过在存在抗生素的情况下评估细菌生长的常规方法而确定。细菌细胞的生长是以多种方式而确定。浊度测定方法测量细菌细胞吸收的光量以量化其生长。分光光度测定方法测量细菌细胞随波长而变的反射或透射性质以量化其生长。最后，纸片扩散方法涉及将抗生素浸渍的晶片或纸片放置在细菌细胞生长的琼脂板上。接着在某个时间段之后分析晶片或纸片以确定细胞细胞生长是否在晶片或纸片周围被明显抑制。

用于确定细菌微生物对特定抗生素的抗性的所有这些常规方法是相对慢的方法，其常常需要12小时到24小时。由于培养，其需要大量的时间。基本上，在这些方法中，所提取的细菌细胞需要被培养持续大量的时间，以便提供大到足以被检测的细胞生长。

细菌性败血症及败血性休克是世界范围内死亡的主要原因。在美国，据估计，每年有250,000名患者会发生威胁生命的感染，其中死亡率从28％变为大于50％，这取决于其它潜在的疾病状况及感染的严重度。不幸的是，治疗细菌感染的时间至关重要。抗生素抗性可被确定得越早，患者可被成功治疗的可能性越大。

因此，需要比依赖于检测细菌细胞生长的常规方法更快地确定微生物对抗生素的抗性的系统及方法。

发明内容

揭示一种用于检测细菌微生物对一或多种抗生素药物的抗性的系统。系统包含培养装置、分离装置、离子源装置、串联质谱仪及处理器。

培养装置在第一时间段内培养细菌微生物与一或多种抗生素药物的样品混合物。样品混合物中的一或多种抗生素药物的初始浓度是已知的。

分离装置在第一时间段之后的第二时间段内将一或多种抗生素药物与经培养混合物分离。

离子源装置在第二时间段内将分离的一或多种抗生素药物反复地变换为离子。

串联质谱仪在第二时间段内反复地选择及分裂一或多种抗生素药物的离子。反复地选择及分裂一或多种抗生素药物的离子会在第二时间段内产生一或多种抗生素药物的多个产物离子光谱。

处理器与串联质谱仪通信。处理器从多个产物离子光谱计算一或多种抗生素药物的产物离子的色谱图。处理器从色谱图计算一或多种抗生素药物的经测量浓度。处理器比较经测量浓度与初始浓度。处理器在一或多种抗生素药物中的抗生素药物的经测量浓度比抗生素药物的初始浓度小预定量的情况下报告细菌微生物对抗生素药物的抗性的检测。

揭示一种用于检测细菌微生物对一或多种抗生素药物的抗性的方法。使用培养装置在第一时间段内培养细菌微生物与一或多种抗生素药物的样品混合物。样品混合物中的一或多种抗生素药物的初始浓度是已知的。

使用分离装置在第一时间段之后的第二时间段内将一或多种抗生素药物与经培养混合物分离。

使用离子源装置在第二时间段内将经分离的一或多种抗生素药物反复地变换为离子。

使用串联质谱仪在第二时间段内反复地选择及分裂一或多种抗生素药物的离子。反复地选择及分裂一或多种抗生素药物的离子会在第二时间段内产生一或多种抗生素药物的多个产物离子光谱。

使用处理器从多个产物离子光谱计算一或多种抗生素药物的产物离子的色谱图。

使用处理器从色谱图计算一或多种抗生素药物的经测量浓度。

使用处理器来比较经测量浓度与初始浓度。

使用处理器在一或多种抗生素药物中的抗生素药物的经测量浓度比抗生素药物的初始浓度小预定量的情况下报告细菌微生物对抗生素药物的抗性的检测。

本文中阐述本申请人的教示的这些及其它特征。

附图说明

技术人员将理解，下文所描述的图式是仅出于说明目的。图式并不意欲以任何方式限制本教示的范围。

图1是说明计算机系统的框图，本教示的实施例可实施于所述计算机系统上。