组成图示
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传感器类型
其他（PCR-ESI-MS分子诊断系统）
检测对象
病原微生物（pathogens，包括细菌 bacteria、致病真菌 pathogenic fungi、病毒 viruses）及其毒力因子（virulence factors）和抗生素耐药标记（antibiotic resistance markers）；样品基质：临床样本（血液、脑脊液、痰液）和环境样本。
检测原理
Ibis T5000以宽范围PCR引物识别病原微生物核酸中的保守区，引物与细菌rDNA、管家基因或病毒保守区杂交后，经PCR指数扩增，实现核酸信号放大。扩增产物经自动脱盐后进入ESI–TOF质谱，电喷雾电离产生离子，按质荷比检测；由于质量精度足够高，可由每个扩增子质量推算A、G、C、T碱基组成。多个引物反应产生一组碱基组成数字指纹，通过三角定位与已知序列数据库匹配，鉴定物种。内部校准标准与目标共扩增，其峰高与目标峰高比较，使信号随模板浓度增加而增强，并校正PCR效率差异。
检测灵敏度
原文未报告LOD、线性范围、灵敏度斜率或相关系数。
效应效果
系统可在4–6小时内完成复杂样本中多种微生物的鉴定，单个PCR反应约30秒或不到1分钟，适合高通量临床检测。定量采用内部校准标准，报告值在真实浓度的四倍以内，内标同时作为PCR抑制和流程失败的质控。相比PFGE，其数字签名可标准化、可数据库共享，利于暴发调查和生物防御；相比微阵列或并行测序，操作更简单、成本更接近常规PCR，且质谱无耗材。主要局限是质谱仪资本成本高，但高样本量可摊薄。
传感器的构成
- 样品前处理层：临床或环境样本经核酸纯化（nucleic acid purification），去除PCR抑制剂，提供微生物DNA/RNA模板。
- 识别元件：宽范围PCR引物（broad-range primers），靶向rDNA、RNase P、管家基因（housekeeping genes）及病毒保守区，与病原核酸杂交并启动扩增。
- 信号标记/内标：内部校准标准（internal calibration standard），含小缺失的已知浓度核酸，与目标共扩增并在质谱中产生可区分峰，用于定量和抑制质控。
- 换能器：电喷雾电离飞行时间质谱仪（ESI–TOF MS），将扩增子电离并按质荷比检测，精确测定扩增子质量。
- 信息处理层：碱基组成数据库与三角定位算法（base-composition database, triangulation），将多个扩增子质量转换为A/G/C/T组成并匹配已知序列，输出物种鉴定与定量。
中文摘要
本文介绍一种名为Ibis T5000的新型病原微生物检测技术，用于临床和环境样本中病原体的鉴定与定量。该系统将核酸扩增与高性能电喷雾电离质谱（ESI–MS）及碱基组成分析相结合：先用多对宽范围引物扩增微生物基因组中经过选择的保守区域，再对PCR产物进行自动质谱分析。质谱以足够高的质量精度测定每个扩增子的质量，从而推算其A、G、C、T碱基组成，并与由已知微生物序列计算得到的碱基组成数据库进行比较，通过三角定位确定样本中存在的微生物种类及其相对和绝对数量。该技术可覆盖所有已知细菌、主要致病真菌群和主要致病病毒科，并可检测毒力因子与抗生素耐药标记，为临床诊断、公共卫生监测和生物防御提供快速、高通量、可数字共享的病原识别方法。
英文摘要
We describe a new technology, the Ibis T5000, for the identification of pathogens in clinical and environmental samples. The Ibis T5000 couples nucleic acid amplification to high-performance electrospray ionization mass spectrometry and base-composition analysis. The system enables the identification and quantification of a broad set of pathogens, including all known bacteria, all major groups of pathogenic fungi and the major families of viruses that cause disease in humans and animals, along with the detection of virulence factors and antibiotic resistance markers.