客觀日本

島津發售微生物鑑定軟體,可在3小時內從8萬5000種中識別微生物

2025年07月07日 生物醫藥

島津製作所5月20日面向藥品檢測、食品衛生管理、河川水質檢查等領域的微生物鑑定需求,通過雲服務發售了利用其大規模組據庫自主研發的微生物鑑定軟體「MicrobialTrack」。建議零售價為132萬日元起(含稅)。銷售目標為上市後1年內國內外合計售出100個使用許可。

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微生物鑑定軟體「MicrobialTrack」的使用界面(供圖:島津製作所)

新產品可將基質輔助雷射脫附游離飛行時間質譜術(MALDI-TOFMS)獲取的微生物測量結果與數據庫進行比對,除了基於《國際原核生物命名法》已公佈的分類外,還結合難培養及未培養的分類,可在3小時內確定目標微生物屬於約8萬5000種細菌和古菌等微生物中的哪一種。

微生物的鑑定因衛生意識提高、冷藏食品普及以及耐藥菌頻繁出現等原因,其檢測需求正在全球範圍內擴大。在臨床和食品微生物檢測中,存在一種通過利用MALDI-TOFMS獲得的、與測量結果之間的模式相似度進行鑑定的「指紋法」。

這種檢測雖然耗時較短,僅需約3小時,但由於數據庫規模僅限於已知分類的5000種且鑑定精度存在難點,其使用僅侷限於特定的檢測用途。

此前針對未知微生物的研究需求,一直採用的是「基因分析法」。該方法需要從微生物中提取DNA並解讀基因鹼基序列。由於鑑定耗時約2天且需要專業知識,此前多委託給專業分析機構對應。

相比之下,新產品「MicrobialTrack」採用了通過與從基因組序列推算的微生物蛋白質理論質量間的相似度進行鑑定的「蛋白質組學分析法」。

此處使用的原核微生物蛋白質理論質量「GPMsDB」數據庫,註冊了從公共基因組數據庫中獲取的、源自約40萬條數據的原核微生物理論質量。

同時,分析對象除已公佈的微生物外,還包括尚未命名學名的未培養及難培養微生物在內共計8萬5000種。由此,此前未被納入MALDI-TOFMS分析對象的廣泛範圍內的微生物分析成為可能。

此外,公共基因組數據庫每年會新增註冊數十萬條微生物基因組數據,「GPMsDB」也會隨之更新,因此用戶能始終在基於當前最新資訊的數據庫中比對微生物。

作為雲服務的「MicrobialTrack」無需專用軟體安裝或設備設置等操作,只需在網站上輸入ID和密碼並登錄,即可開始分析工作。

分析結果將顯示為基於可信度著色的表徵圖,同時以排名形式顯示相似度較高的微生物。由於軟體還會提供基於蛋白質組學(蛋白質的全面分析)的MALDI-TOFMS分析結果及蛋白質資訊,從而使需要專業知識的分析也能簡便地完成。

使用許可有效期內,用戶無需支付額外費用即可使用最新的「GPMsDB」進行微生物鑑定。該軟體也相容非該公司的MALDI-TOFMS所獲取的測量結果。

這款新產品是基於與國立研究開發法人產業技術綜合研究所(產綜研)、獨立行政法人產品評價技術基礎機構(NITE)的合作研究成果開發而成的。產綜研與島津製作所曾於2023年公佈了原核微生物蛋白質理論質量數據庫「GPMsDB」以及基於分析質譜結果的自主研發演算法的微生物鑑定方法。

需要說明的是,MALDI是該公司執行研究員田中耕一榮獲諾貝爾化學獎的技術,該技術的原理是向混合基質(電離輔助劑)的樣品照射雷射,使蛋白質等高分子量化合物在不被破壞的情況下實現電離。

原文:《科學新聞》
翻譯:JST客觀日本編輯部