開宗明義

MALDI，即基質輔助激光解析電離（Matrix-Assisted Laser Desorption/ Ionization），是指離子源，也就是激發部分。這就好像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。比如見的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一詞指的是飛行時間質譜分析器，如果還用做比較的話，就好比是槍管，有“來復”和“滑膛”之分——不同的“槍管”（即質譜檢測器）其原理及所擅長的領域也有所不同。飛行時間（TOF）和離子阱（Trap）檢測器善于定性，四級桿（Q）檢測器善于定量，那么有沒有可能兼顧定性和定量呢？有的，就是把這些方法結合起來——于是乎，諸如Q-TOF、Q-Trap等串聯質譜就應運而生了。

天作之合

TOF作為一種質譜分析器，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起跑線上，然后一聲“槍”響（釋放離子門的電壓），各個選手在真空無場的情況下，在同一初始動能下開始運動。

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生了，卻依賴于電子部件得以記錄，并把飛行時間反推為粒子的質量數（或許可以簡單理解為待測物質的原子量），如此一張工業感十足的質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，我們就可以簡單地將其理解為標準指紋圖譜。

無偶，偏偏MALDI源的電離方式要依賴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的結合是技術發展的必然。是TOF拯救了MALDI，或者說，此兩者是相互成就著彼此。

阿喀琉斯之踵

一般來說，靈敏度和分辨率往往是魚和熊掌不可兼得的，甚至可以把自稱“兼得”者稱為現行偽科學或者潛伏期很長的偽科學。MALDI離子源固有其優勢所在，然而由于沒有經過預先分離（如HPLC。一般來說，質譜前端會連接分離設備，比如氣相色譜、液相色譜，其目的在于對混合物樣品進行初步分純。），因此難免魚龍混雜，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，不妨延長跑步長度，50m不行就100m，100m不行就500m。然而，賽道是不可能無限延長的，怎么辦呢？就像游泳比賽，同樣可以通過數次折返達到延長比賽距離的目的。對于質譜而言，鑒于生產加工的難度和安裝調試的條件要求，直接延長飛行管長度未免膠柱鼓瑟。于是乎，聰明的科學家利用波粒二象性發明了反射“V”字飛行，如果“V”字還不行，就“W”字飛行。這樣一來，也許分辨率問題解決了，但是經過反射，粒子的靈敏度喪失了。

一言以蔽之，如果說某種技術既缺乏靈敏度，又缺乏分辨率，那么MALDI-TOF就當之無愧，這就是其被稱為高分辨質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是一個極為小眾的存在：求生不行（用不起來），求死不得（在某些領域，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廠家已經有十余年沒有更新型號了。

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，技術造就了英雄。

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啊！對于儀器廠商而言，使用者有需求，微生物質譜就這樣出現了。

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、加基質液），再者，由于細菌的特征性質譜峰和質量圖來自于細菌全細胞蛋白（核糖體蛋白、 細胞膜蛋白）按照質荷比（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行鑒定就變得前途amazing。

0“路線確定之后，干部就成了決定性因素了”，于是，開始建庫吧！韓信點兵，多多益善。

比大還“大”

借助蘋果slogan的中文神翻譯，我們或者可以理解這樣一點：對于菌庫而言，大就一定好嗎？這涉及到一個關于建庫的方法學問題，用一株菌來代表其所在的種，以其質譜圖作為該細菌的標準譜圖，這樣做無疑是的“高效”方法，此謂之“演繹法”。雖然該路線簡潔、可塑，卻不免歧路亡羊——畢竟對于使用者而言，我們不希望見到一個樣品給出多個建議的結果，而是給一個非此即彼的答案。

所謂“蘿卜快了不洗泥”，另一種路線則強調樣本的多樣性，多收集不同地區、不同培養環境的“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”，往往就是莊子所說的“大而無當”啊。

怎樣才能做到精準建庫呢？我們不妨用人來做比方，譬如一個屋子里做了3000個人，來自不同的地區、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，逐個比較，比如高鼻子，如果某個種族都是高鼻子，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，如果一個種族內，有的鼻子高，有的鼻子低，怎么辦呢？沒關系，同樣可以認為這是一個次重要特征，只不過賦值較低罷了。以此類推——對質譜而言——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生挑戰過這個問題。對于質譜鑒定而言，關鍵特征固然重要，然則僅僅青眼于細節未免會有盲人摸象之嫌。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，雖不能說盡善盡美，也可稱“”了。

上述方法可以統稱做“權重矩陣分析”，一個繞口而全面的譜圖比對方法。

見“微”知著

作為微生物檢驗工作者，見“微”是題中應有之義，然而其根本目的則在于“知著”。換言之，MALDI-TOF可以在幾十秒內（指檢測的時間）鑒別出是何種細菌，接下來便怎么樣呢？僅止于此嗎？

孔子最喜歡的弟子就是顏回，稱他是“舉一反十”，而別的弟子僅能做到“舉一反三”。同樣的，我們在滿足于MALDI-TOF快速鑒定的同時，是否要想一下不同樣本的前處理自動化的問題？不同菌株耐藥性的問題？甚至是整個流程的優化的問題？

比如說吧，一份樣本是何時接收的？何時開始培養的？何時報陽、轉種的？何時出的鑒定結果？何時出的藥敏結果？是否需要其他方法協助？上述流程中的每份數據需要單獨讀取，還是有一個“大管家”匯總報告？

對于梅里埃的Vitek MS而言，確實有一個“大管家”，只不過不是一個真正的人，而是一個服務器，叫做“Myla”。

萬物皆數

畢達哥拉斯學派推崇的一句話就是“萬物皆數”，奧地利人L.V.貝塔瑯菲則把這個原理用到：如果一切都能用數字來管理并觀察其趨勢，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，她會忠實地告訴你是哪個環節出了問題，哪個環節需要改進以提高效率。有了她，你不要在電腦上裝任何客戶端，而是通過瀏覽器來觀察該系統內設備（如細菌培養系統BacAlert 3D、鑒定藥敏系統Vitek 2、質譜Vitek MS等）的運轉狀況。無輪你是否在現場，只要有網絡、有，一切都了然于胸。

結語

好啦，如果說細菌鑒定挽救和成就了MALDI-TOF，則“Myla”卻讓整個系統煥發青春，生機盎然。正所謂“食髓知味”，如果有機會，就和梅里埃一起嘗試一下吧！