1900 2039
NTT – Hiện nay, tỉ lệ bệnh nhân mắc các bệnh nhiễm đang ngày càng tăng cao. Sự tăng tỉ lệ các bệnh nhiễm đã và đang là gánh nặng cho người bệnh, các cơ sở khám chữa bệnh trên toàn cầu, đặc biệt ở các nước chậm và đang phát triển. Vấn đề đặt ra cho ngành y tế là làm sao phát hiện ra tác nhân gây nhiễm nhanh nhất, từ đó giúp các bác sĩ lâm sàng chẩn đoán chính xác và nhanh nhất để đưa ra phác đồ điều trị.
Định danh vi sinh vật đã trở thành một thành phần thiết yếu và không thể tách rời của y học hiện đại, đóng vai trò quyết định trong chẩn đoán, điều trị. Các nhà khoa học đã áp dụng rất nhiều phương pháp để định danh vi sinh vật như: truyền thống, miễn dịch, sinh học phân tử … Nhược điểm lớn nhất của các phương pháp này là thời gian thực hiện, phải mất 18-24 giờ để phân lập khuẩn lạc và cần thêm 24 giờ nữa để xác định loài. Điều này có thể làm cho việc kiểm soát bệnh gặp khó khăn và giảm hiệu quả của các can thiệp y tế. Ngoài hạn chế ở thời gian chờ kết quả quá lâu, các phương pháp định danh trên còn cho kết quả với độ chính xác không cao, do việc thực hiện thủ công. Nhiều phương pháp khá đắt tiền, nhân viên phòng thí nghiệm phải đào tạo chuyên sâu, trang thiết bị phải đạt chuẩn theo yêu cầu.
Chính vì vậy cần có một phương pháp định danh vi sinh vật chính xác, nhanh chóng và kinh tế. Định danh vi sinh vật bằng khối phổ, trong đó kỹ thuật MALDI-TOF là phương pháp được nghiên cứu, ứng dụng và giải quyết các hạn chế trên. MALDI-TOF ít tốn kém, thời gian trả kết quả ngắn chỉ mất một vài phút cho một kết quả đáng tin cậy. Năng suất của phương pháp này khá cao với khả năng xác định đến hàng trăm mẫu trên mỗi lần chạy. Hiệu năng định danh của MALDI-TOF cao, cho kết quả đủ thông tin và giao diện dễ đọc đồng thời hỗ trợ truy xuất nguồn gốc và có phần mềm thân thiện với người dùng. Tất cả các công đoạn của phương pháp này từ chuẩn bị mẫu đến đo và xem xét kết quả đều được máy móc đảm nhiệm tự động khép kín. Chính vì thế, không chỉ giảm sức lao động, tiếtkiệm nhân lực, MALDI-TOF còn cho kết quả chính xác, thời gian ra kết quả nhanh, bảo quản kết quả dễ dàng và tiện lợi.
Máy phân tích khối phổ MALDI-TOF dựa trên kỹ thuật ion hóa bằng cách giải hấp hợp chất ra khỏi chất mang bằng tia laser. Các ion khác nhau sẽ được phân tách nhờ sự khác nhau về thời gian bay (TOF-time of flight). Cụ thể, các ion đơn điện tích được tạo ra bằng kỹ thuật MALDI sẽ có sự khác biệt về khối lượng. Vì vậy, những ion có khối lượng lớn hơn sẽ có tốc lực nhỏ hơn, nên mất nhiều thời gian hơn để bay qua cùng một khoảng đường dài trong một ống không có từ trường. Các ion sau khi được tăng tốc, bay ngang qua một vùng trường tĩnh điện, nơi đây chúng sẽ được tách riêng nhau ra tùy theo giá trị m/z của chúng, và được tập trung tại bộ phận thu nhận tín hiệu. Do thời gian đến đầu dò của các ion chỉ cách nhau một khoảng thời gian rất ngắn, nên máy cần có hệ thống phát hiện cực nhạy để có thể phân biệt được các ion.
Dựa trên thông tin TOF, một phổ đặc trưng gọi là PMF (đặc trưng khối peptide) được tạo ra cho các chất phân tích trong mẫu. Việc xác định vi khuẩn được thực hiện bằng cách so sánh PMF của sinh vật chưa biết với PMF có trong cơ sở dữ liệu hoặc bằng cách so sánh nhiều ấn sinh học của sinh vật chưa biết với cơ sỡ dữ liệu về hệ protein.
Phương pháp MALDI-TOF thường được sử dụng cho các mẫu protein đơn giản, và khá tinh sạch. Ưu điểm là có thể giải trình tự acid amin, mảnh peptid và đo chính xác khối lượng, nhưng nó lại không thích hợp cho việc phân tích hỗn hợp protein phức tạp.
ThS. Phạm Bền Chí – Khoa KTXNYH
Tài liệu tham khảo
- P Seng, P., Rolain, J.-M., Fournier, P. E., La Scola, B., Drancourt, M., & Raoult, D. (2010), “MALDI-TOF-mass spectrometry applications in clinical microbiology”, Future Microbiology, 5(11), 1733–1754.
- de Hoffmann and V. Stroobant (2001), Mass Spectrometry: Principles and Applications, 2nd ed, Wiley
