Mikrobiologi är läran om mikroorganismer; bakterier, virus, svamp och kanske nån parasit. Förutom att identifiera de här mikroorganismerna genom existerande metoder arbetar en biomedicinsk analytiker också med att utveckla metoderna vidare. Att utveckla de metoder som används på ett laboratorium är alltid viktigt. Som biomedicinsk analytiker är du ofta metodansvarig på sin arbetsplats, och då bidrar du till att utveckla metoden. Användandet av Maldi-TOF är ett bra exempel på hur en mikrobiologisk metod har utvecklats. Under utbildningen har jag ju beskrivit hur jag laborerat för att analysera bakterierna ifyra okända prover. Det gjorde vi genom att utföra flera olika tester som utfördes efter att bakterierna odlats på agar. Till testerna hör bland annat gramfärgning, oxidastest, katalastest, jäsningsserie i rör och serotypning.
Men genom att använda Maldi-TOF kan analysen både förenklas, utföras mycket snabbare och med betydligt större sensitivitet och sensitivitet. Du får aldrig falskt negativa svar. Du hoppar dessutom över alla tester som gramfärgning och så vidare. I stället odlar du ut bakterierna på en agarplatta precis som vanligt. Om du behöver göra en renodling gör du det. Sedan analyserar du bakterier i Maldi-TOF och på bara några minuter vet du vilken bakterie det är.
Maldi-TOF är en förkortning för ”Matrix Assisted Laser Desorption – Time Of Flight” och är en form av masspektrometri. Det är maskin med en databas full av information om bakteriers olika genetik. Till maskinen hör en liten metallplatta full av små runda ringar. Varje ”ring” är platsen för varje bakterie som du vill analysera. Du tar en tandpetare och plockar upp en bakteriekoloni från din renodlade agarplatta. Smeta ut bakterien på en av plattan små ringar. Sedan pipetterar du myrsyra på bakterierna. Myrsyran är till för att lösgöra bakteriens proteiner. När den har torkat pipetterar du ett matrixmedel på samma plats. Det är till för att joniserar proteinerna i bakterierna.
När allt torkat stoppar du in plattan i Maldi-TOF. Plattan hålls inne i maskinen med hjälp av tryckluft. En laserstråle kommer att riktas mot varje prov. Proteinerna flyger nu genom ett vacumrör. Det sker genom s.k. elektromagnetisk acceleration. Myrsyran denaturerade proteinerna i bakterien, medan matrix joniserade dem så att de kan föras genom röret.
På en sidan röret finns provet, på andra sidan sitter en detektor. Den mäter hastigheten på de joniserade proteinerna; alltså hur lång tid det tar för dem att passera genom det vacumfyllda röret. Hastigheten är proportionell mot massan. Och bakteriers proteiner har alla olika massa. Det betyder att alla bakterier lämnar ett ”fingeravtryck” på detektorn. Det är ett molekylärt fingeravtryck som avslöjar massan på bakteriens protein, och därmed också vilken bakterie det är.
Din negativa kontroll i den här analysen är en tom ”ring” på metallplattan, på vilken du har pipetterat både myrsyra och matrix, men utan bakterier. Analysresultatet ska vara negativt. Din positiva kontroll är en känd bakterie som behandlats på samma sätt som alla dina okända bakterier; alltså med myrsyra och matrix. Resultatet ska vara namnet på den kända bakterien, men ett score-värde ≥ 2300.
Resultatet du får av analysen kommer i form av ett score-värde tillsammans med namnet på bakterien. Det skulle exempelvis kunna stå så här:
Escherichia coli ≥ 2300
Staphylococcus aureus ≤ 1699
Salmonella enteretidis 1833
När du får osäkra värden från Maldi-TOF kan du göra om testet. Det är också viktigt att komma ihåg att bedömningen av vilken bakterie patienten drabbats av görs i en kombination av en bedömning av patientens symptom, agarplattans utseende, och resultatet från Maldi-TOF.
Universitetssjukhuset i Linköping. Klinisk Mikrobiologi. Anteckningar från VFU2. 2015-11-06.
Förslag på fördjupande läsning
År 2015 publicerade Frontiers in Microbiology en artikel med titeln Maldi-TOF mass spectrometry: an emerging technology for microbial identification and diagnosis, skriven av Singhai, N. et al. Läs gärna den!