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微生物質譜一般由進樣系統、離子源、質量分析器、檢測器、數據處理系統等部分組成。由于進樣方式、離子源、質量分析器等的不同，質譜儀分為不同的種類，臨床上常見的有液相色譜串聯質譜（LC－MS－MS）、氣相色譜串聯質譜（GC－MS－MS）、電感耦合等離子體質譜（ICP－MS）、基質輔助激光解吸電離飛行時間質譜（MALDI－TOFMS）等等。
微生物質譜質譜分析是一種通過測量離子質荷比（質量－電荷比），從而確定其質量的分析方法，通俗點講，質譜就是一種類型的“秤”，只不過它稱量的是離子的質量，在眾多的分析測試方法中被認為是一種同時具備高特異性和高靈敏度且得到了廣泛應用的普適性方法。
用一定強度的激光照射樣品與基質形成的共結晶薄膜，基質從激光中吸收能量，與樣品之間發生電荷轉移使得樣品分子電離。離子在高壓電場作用下加速進入飛行管中，小離子飛得快，先到達探測器，大離子飛得慢，后到達探測器，從而得出測定結果。
鑒定微生物基本流程是，將微生物純培養后，點靶加釋放液，微生物經過釋放液充分處理后，可使得細胞內的蛋白成分更好地釋放出來，待溶劑揮發后加基質，蛋白分子與基質形成基質結晶，上質譜檢測。
在質譜儀中，樣品通過有效的電離將不同質荷比（m／z）的離子分開形成微生物特異性的清晰的指紋圖譜，通過分析關鍵的質譜峰數據，與數據庫中的已知菌種譜圖進行比對，即可快速得到微生物鑒定結果。
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