微生物檢測技術(shù)與相關(guān)儀器知識擴(kuò)充

1、 微生物檢測技術(shù)和相關(guān)儀器 首頁 第八章 微生物檢測技術(shù)和相關(guān)儀器 自動血培養(yǎng)儀進(jìn)展血培養(yǎng)檢查是用于檢驗(yàn)血液樣品中有無細(xì)菌存在的一種微生物學(xué)檢查方法，對于快速檢測臨床上嚴(yán)重危及患者生命的敗血癥、菌血癥患者血液中是否有細(xì)菌生長以明確診斷有十分重要的作用，是臨床有效治療的關(guān)鍵。近年來，隨著科學(xué)技術(shù)進(jìn)步和微生物學(xué)的發(fā)展，微生物學(xué)家、計(jì)算機(jī)專家和工程技術(shù)人員相結(jié)合，已經(jīng)創(chuàng)造出許多自動化、電腦化的智能型自動血培養(yǎng)儀。一、自動血培養(yǎng)儀的基本結(jié)構(gòu)和檢測原理自動血培養(yǎng)儀包括培養(yǎng)系統(tǒng)或恒溫孵育系統(tǒng)、檢測系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)及外圍設(shè)備。培養(yǎng)系統(tǒng)設(shè)有恒溫裝置和震蕩培養(yǎng)裝置，其中培養(yǎng)瓶的支架根據(jù)容量不同分為50瓶、120瓶、

2、240瓶等。自動血培養(yǎng)儀根據(jù)各自檢測原理設(shè)有相應(yīng)的檢測系統(tǒng)。計(jì)算機(jī)及外圍設(shè)備用于判斷發(fā)出陰性、陽性結(jié)果報(bào)告，記錄和打印結(jié)果，進(jìn)行數(shù)據(jù)儲存和分析等。自動血培養(yǎng)儀的檢測原理主要有二氧化碳感受器、熒光檢測和放射性標(biāo)記物質(zhì)檢測三種檢測技術(shù)。出于對環(huán)保和安全性方面的考慮放射性標(biāo)記物質(zhì)檢測已較少使用。美國BD公司BACTEC系列自動血培養(yǎng)儀熒光增強(qiáng)檢測技術(shù)的原理是細(xì)菌在代謝過程中利用培養(yǎng)基內(nèi)營養(yǎng)成分，釋放出二氧化碳，二氧化碳與培養(yǎng)瓶底部含有熒光染料的感應(yīng)器反應(yīng)，使感應(yīng)器內(nèi)結(jié)合二氧化碳的熒光物質(zhì)被激發(fā)出熒光，系統(tǒng)每10min自動測定一次熒光水平，24h連續(xù)進(jìn)行，通過電腦數(shù)據(jù)系統(tǒng)處理得出培養(yǎng)結(jié)果，并立即以聲、

3、光信號報(bào)警。法國bioMerieux公司VITAL自動血培養(yǎng)儀的檢測原理是在液體培養(yǎng)瓶內(nèi)含有發(fā)熒光物質(zhì)的分子，在孵育過程中，如有細(xì)菌生長，其代謝過程中會產(chǎn)生氫離子、電子和各種帶電荷的原子團(tuán)，發(fā)熒光的分子接受了這些物質(zhì)后改變自身結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)椴话l(fā)光的化合物，出現(xiàn)熒光衰減現(xiàn)象，一旦被測出，即提示有細(xì)菌生長。荷蘭Organon Teknika公司BacT/alert自動血培養(yǎng)儀的檢測原理是在血培養(yǎng)瓶底部有一個(gè)固相感應(yīng)器，感應(yīng)器上有半滲透性薄膜將培養(yǎng)基與感應(yīng)裝置隔離，只有二氧化碳能通過薄膜。當(dāng)培養(yǎng)瓶內(nèi)有細(xì)菌生長，其釋放的二氧化碳可滲透至感應(yīng)器，經(jīng)水飽和后，產(chǎn)生氫離子，使pH值發(fā)生改變，感應(yīng)器的顏色也隨之改

4、變，顏色由原來的綠色變成黃色，這一過程由一個(gè)置于檢測組件內(nèi)部的光反射檢測計(jì)進(jìn)行連續(xù)監(jiān)測。二、自動血培養(yǎng)儀的性能特點(diǎn)與自動血培養(yǎng)儀配套的培養(yǎng)瓶是血培養(yǎng)儀重要的核心技術(shù)，設(shè)置不同培養(yǎng)瓶的目的主要是針對微生物對營養(yǎng)和氣體環(huán)境的要求懸殊，患者的年齡和體質(zhì)差異較大及培養(yǎng)前是否使用抗生素三大要素，不僅提供不同細(xì)菌繁殖所必需的增菌液體培養(yǎng)基，還包含適宜的氣體成分，最大限度檢出所有陽性標(biāo)本，防止假陰性。目前常用的培養(yǎng)瓶種類一般有標(biāo)準(zhǔn)需氧培養(yǎng)瓶、標(biāo)準(zhǔn)厭氧培養(yǎng)瓶、樹脂或活性炭需氧培養(yǎng)瓶、樹脂厭氧培養(yǎng)瓶、樹脂兒童培養(yǎng)瓶等。標(biāo)準(zhǔn)培養(yǎng)瓶用于未使用抗菌素的患者，經(jīng)濟(jì)實(shí)用，節(jié)約成本，適合各種細(xì)菌和酵母菌的生長；樹脂培養(yǎng)瓶適

5、合已使用抗菌素患者的標(biāo)本，樹脂包括親水樹脂和疏水樹脂兩種劑型，可分離已與細(xì)菌結(jié)合的抗菌素，裂解紅細(xì)胞釋放養(yǎng)分供細(xì)菌使用，裂解白細(xì)胞釋放已被吞噬的細(xì)菌，斷開鏈球菌及葡萄球菌簇以加速細(xì)菌生長，可以吸附臨床使用的絕大多數(shù)抗菌素，使此類標(biāo)本臨床陽性培養(yǎng)率提高1/3；兒童培養(yǎng)瓶專門為兒童設(shè)計(jì)，添加特殊促進(jìn)細(xì)菌生長因子，并含樹脂，可提高血培養(yǎng)陽性率。自動血培養(yǎng)儀檢測速度快、準(zhǔn)確性及敏感性高是血培養(yǎng)儀的的突出特點(diǎn)。如根據(jù)1994年美國微生物協(xié)會年會報(bào)告美國BD公司BACTEC9050自動血培儀平均陽性標(biāo)本檢出時(shí)間為9.65h，最快陽性報(bào)告時(shí)間為30min，培養(yǎng)20h陽性標(biāo)本檢出率為88.9%，培養(yǎng)48h陽性

6、標(biāo)本檢出率為95%。法國bioMerieux公司的miniVITAL自動熒光血培養(yǎng)儀靈敏度為1000CFU/L。培養(yǎng)瓶采用真空負(fù)壓采血技術(shù)，不需使用注射器采血，降低了成本，并減少標(biāo)本污染機(jī)會；采血時(shí)血流量均勻，使病人免受痛苦；血量采集準(zhǔn)確，避免血量過多或過少而影響檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性；采血的密閉性操作，提高了醫(yī)護(hù)人員的安全性。培養(yǎng)瓶有效期長達(dá)1年，儲藏溫度范圍230；需氧培養(yǎng)瓶已預(yù)先填充培養(yǎng)所需氣體，無須再做通氣操作，提高了檢驗(yàn)人員的安全性，降低了成本，減少了污染；培養(yǎng)瓶采用雙條形碼技術(shù)，撕下1條粘貼在病人報(bào)告單上，查詢病人結(jié)果時(shí)，只需用電腦上的條碼閱讀器掃描一下報(bào)告單上的條碼，就可直接查詢到病人

7、的結(jié)果及生長曲線。通常血液培養(yǎng)儀不僅可進(jìn)行血液標(biāo)本的檢測，也可以用于臨床上所有無菌體液的細(xì)菌培養(yǎng)檢測，如胸水、腹水、腦脊液、骨髓、關(guān)節(jié)液、腹透液、膀胱穿刺液、心包積液等。三、自動血培養(yǎng)儀發(fā)展趨勢自動血培養(yǎng)儀的發(fā)展經(jīng)歷了觀察指標(biāo)從肉眼到放射性標(biāo)記、再到非放射性標(biāo)記，操作從手工到半自動、再到自動，結(jié)果判斷從終點(diǎn)到連續(xù)判讀、能記錄細(xì)菌生長曲線、一旦出現(xiàn)陽性結(jié)果可隨時(shí)報(bào)告幾個(gè)階段。今后自動血培養(yǎng)儀的發(fā)展趨勢包括要求作到以下幾個(gè)方面:檢出的范圍更廣，陽性率更高，能同時(shí)檢出需氧菌、苛氧菌、厭氧菌、分支桿菌和真菌等；靈敏度更高，并采用非放射性標(biāo)記和全封閉系統(tǒng)，污染率、假陽性率和假陰性率應(yīng)降至最低；自動化和計(jì)

8、算機(jī)的智能化程度更強(qiáng)，包括條形碼識別功能、專家系統(tǒng)和便于網(wǎng)絡(luò)化的數(shù)據(jù)分析和儲存系統(tǒng)；體積更小，僅需極微量的血液樣品即可檢出所有的微生物，同時(shí)儀器和設(shè)備的單位體積也要大大減少；檢驗(yàn)周期更短，工作效率更高；成本更低，收費(fèi)降低，使血培養(yǎng)檢查更容易被患者接受。 微生物自動化鑒定系統(tǒng)的工作原理微生物鑒定的自動化技術(shù)近十幾年得到了快速發(fā)展。數(shù)碼分類技術(shù)集數(shù)學(xué)、計(jì)算機(jī)、信息及自動化分析為一體，采用商品化和標(biāo)準(zhǔn)化的配 套鑒定和抗生素敏感試驗(yàn)卡或條板，可快速準(zhǔn)確地對臨床數(shù)百種常見分離菌進(jìn)行自動分析鑒定和藥敏試驗(yàn)。目前自動化微生物鑒定和藥敏分析系統(tǒng)已在世界范圍內(nèi)臨床實(shí)驗(yàn)室中廣泛應(yīng)用。 早在七十

9、年代中期，一些國外公司就研究出借助生物信息編碼鑒定細(xì)菌的新方法。這些技術(shù)的應(yīng)用，為醫(yī)學(xué)微生物檢驗(yàn)工作 提供了一個(gè)簡便、科學(xué)的細(xì)菌鑒定程序，大大提高了細(xì)菌鑒定的準(zhǔn)確性。目前，微生物編碼鑒定技術(shù)已經(jīng)得到普遍應(yīng)用，并早已商品化和 形成獨(dú)特的不同細(xì)菌鑒定系統(tǒng)。如API、Micro-ID、RapID、Enterotube和Minitek等系統(tǒng)。這種鑒定 系統(tǒng)是自動化鑒定系統(tǒng)的基礎(chǔ)。一、數(shù)碼鑒定法基本原理 數(shù)碼鑒定是指通過數(shù)學(xué)的編碼技術(shù)將細(xì)菌的生化反應(yīng)模式轉(zhuǎn)換成數(shù)學(xué)模式，給每種細(xì)菌的反應(yīng)模式賦予一組數(shù)碼，建立數(shù)據(jù)庫或編成檢索本。通過對未知菌進(jìn)行有關(guān)生化試驗(yàn)并將生化反應(yīng)結(jié)果轉(zhuǎn)換

10、成數(shù)字（編碼），查閱檢索本或數(shù)據(jù)庫，得到細(xì)菌名稱。其基本原理是計(jì)算并比較數(shù)據(jù)庫內(nèi)每個(gè)細(xì)菌條目對系統(tǒng)中每個(gè)生化反應(yīng)出現(xiàn)的頻率總和。隨著電腦技術(shù)的進(jìn)步，這一過程已變得非常容易。 （一）簡要介紹計(jì)算步驟：1出現(xiàn)頻率（概率）的計(jì)算 將記錄成陽性或陰性結(jié)果轉(zhuǎn)換成出現(xiàn)頻率：對陽性特征，則除以100即得。對陰性特征，除以100的商被1減去即可。說明：對“0”和“100”，因這2個(gè)數(shù)太超量，為了使結(jié)果不出現(xiàn)過小或過大，而用相似值0.01或0 .99值代替。2在每一個(gè)分類單位中，將所有測定項(xiàng)目的出現(xiàn)頻率相乘，得出總出現(xiàn)頻率。3在每個(gè)分類菌群中的所有菌的總出現(xiàn)頻率相加，除以一個(gè)分類單位的總出現(xiàn)

11、頻率，乘100，即得鑒定%（%id）4在每個(gè)菌群中，再按%id值大小順序重新排列。將未知菌單次總發(fā)生頻率除以最典型反應(yīng)模式單次總發(fā)生頻率，得到模式頻率T 值，代表個(gè)體與總體的近似值。T值越接近1，個(gè)體與總體越接近，鑒定價(jià)值越大。按%id大小排序，將相鄰兩項(xiàng)的%id之比為R， 代表著首選條目與次選條目的差距，差距越大，價(jià)值越大。如果%id80，參考T及R值可作出鑒定。 （二）在編碼檢索本中檢索數(shù)據(jù)譜得出的結(jié)果有以下幾種形式（以API鑒定系統(tǒng)為例）。 1有此數(shù)碼譜 有一個(gè)或幾個(gè)菌名條目及相應(yīng)的鑒定值（%id和T值）。對鑒定結(jié)果好壞的評價(jià)，最佳等。 

12、用小括號列出關(guān)鍵的生化結(jié)果及陽性百分率。有時(shí)，鑒定結(jié)果不佳或有多條菌名條目，需進(jìn)一步補(bǔ)充試驗(yàn)項(xiàng)目才能得出良好的鑒定結(jié) 果。指出某些注意要點(diǎn)，需用“推測性鑒定”，并將此菌送至參考實(shí)驗(yàn)室；需用“血清學(xué)鑒定”，作進(jìn)一步的證實(shí)等。2無此數(shù)碼譜 可能有以下原因：此生化譜太不典型。不能接受，鑒定值低(%id80.0)?？梢伞Ｐ柽M(jìn)一步確認(rèn)是否純培養(yǎng)，重新鑒定，可與供應(yīng)商技術(shù)服務(wù)部聯(lián)系。（三）結(jié)果解釋1如果排序第一的細(xì)菌%id80.0，則可將未知菌鑒定在此條目中，并按%id值的大小對鑒定的可信度作出評價(jià)。%id 99.9和T0.75為最佳的鑒定；%id 99.098.9之間，T0

13、.5為很好的鑒定；%id  90.098.9之間，T0.25為好的鑒定；%id 80.089.9之間為可接受的鑒定。 2如果第一條目的%id80.0，則將前2個(gè)條目的%id加在一起，若仍不足80.0，則將前3個(gè)%id相加。若80. 0，則有2種可能：為同種細(xì)菌，可能是不同生物型。為同一菌屬的不同種。 如果相加的幾個(gè)條目既不屬于同一細(xì)菌種，又不屬于同一細(xì)菌屬，在評價(jià)中會指出“補(bǔ)充生化反應(yīng)”的項(xiàng)目及陽性反應(yīng)率，可通過這些生化反應(yīng)將幾種菌區(qū)分開來。若前3個(gè)條目的和80.0，則為不可接受的結(jié)果。 二、自動化的微生物鑒定和藥敏試驗(yàn)分析

14、系統(tǒng)自動化的微生物鑒定和藥敏試驗(yàn)分析系統(tǒng)在臨床微生物實(shí)驗(yàn)室的應(yīng)用，為微生物檢驗(yàn)工作者對病原菌的快速診斷和藥敏試驗(yàn)提供了有力工具。鑒定系統(tǒng)的工作原理因不同的儀器和系統(tǒng)而異。不同的細(xì)菌對底物的反應(yīng)不同是生化反應(yīng)鑒定細(xì)菌的基礎(chǔ)，而試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確度取決 于鑒定系統(tǒng)配套培養(yǎng)基的制備方法、培養(yǎng)物濃度、孵育條件和結(jié)果判定等。大多鑒定系統(tǒng)采用細(xì)菌分解底物后反應(yīng)液中pH值的變化，色原性或熒光原性底物的酶解，測定揮發(fā)或不揮發(fā)酸，或識別是否生長等方法來分析鑒定細(xì)菌。 藥敏試驗(yàn)分析系統(tǒng)的基本原理是將抗生素微量稀釋在條孔或條板中，加入菌懸液孵育后放入儀器或在儀器中直接孵育，通過測定細(xì)菌生長的濁度，或

15、測定培養(yǎng)基中熒光指示劑的強(qiáng)度或熒光原性物質(zhì)的水解，觀察細(xì)菌的生長情況。在含有抗生素的培養(yǎng)基中，濁度的增加提示細(xì) 菌生長，根據(jù)判斷標(biāo)準(zhǔn)解釋敏感或耐藥。三、使用自動化鑒定儀的局限性1自動化鑒定系統(tǒng)是根據(jù)數(shù)據(jù)庫中所提供的背景資料鑒定細(xì)菌，數(shù)據(jù)庫資料的不完整將直接影響鑒定的準(zhǔn)確性。目前為止 ，尚無一個(gè)鑒定系統(tǒng)能包括所有的細(xì)菌鑒定資料。對細(xì)菌的分類是根據(jù)傳統(tǒng)的分類方法，因此鑒定也以傳統(tǒng)的手工鑒定方法為“金標(biāo)準(zhǔn)” 。使用自動化鑒定儀的實(shí)驗(yàn)室，應(yīng)對技術(shù)人員進(jìn)行手工鑒定基礎(chǔ)與操作技能培訓(xùn)。2細(xì)菌的分類系統(tǒng)隨著人們對細(xì)菌本質(zhì)認(rèn)識的加深而不斷演變，使用自動化鑒定儀的實(shí)驗(yàn)室應(yīng)經(jīng)常與生產(chǎn)

16、廠家聯(lián)系，及時(shí)更新數(shù)據(jù)庫。實(shí)驗(yàn)室技術(shù)人員應(yīng)了解細(xì)菌分類的最新變化，便于在系統(tǒng)更新之前即可進(jìn)行手工修改。3通過自動化鑒定儀得出的結(jié)果，必須與其它已獲得的生物性狀（如標(biāo)本來源、菌落特征及其它的生理生化特征）進(jìn)行核對，以避免錯(cuò)誤的鑒定。細(xì)菌自動鑒定及藥敏系統(tǒng)的研究進(jìn)展一、細(xì)菌自動鑒定及藥敏系統(tǒng)的發(fā)展史細(xì)菌的鑒定是細(xì)菌分類的實(shí)驗(yàn)過程。長期以來，臨床微生物實(shí)驗(yàn)室一直沿用100多年前由Gram、Pasteur、Koch、Petri等創(chuàng)造的傳統(tǒng)的微生物學(xué)鑒定方法，這些傳統(tǒng)的鑒定方法不僅過程煩瑣，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，且在方法學(xué)和結(jié)果的判定、解釋等方面易發(fā)生主觀片面而引起的錯(cuò)誤，難以進(jìn)行質(zhì)量控制。20世紀(jì)60年代以后，微

17、生物學(xué)家和工程技術(shù)人員密切合作，對微生物的研究采用了物理的、化學(xué)的分析方法，發(fā)明了許多自動化儀器，并根據(jù)細(xì)菌不同的生物學(xué)性狀和代謝產(chǎn)物的差異，逐步發(fā)展了微量快速培養(yǎng)基和微量生化反應(yīng)系統(tǒng)，使原來緩慢、煩瑣的手工操作變得快速、簡單，并實(shí)現(xiàn)了自動化和機(jī)械化。微生物鑒定自動化方法，包括（1）臨床微生物鑒定系統(tǒng)；(2)氣液色諳分析：鑒定厭氧菌和分枝桿菌，多用于研究；(3)核酸雜交：多用于研究；(4)化學(xué)發(fā)光技術(shù)：可鑒定一些細(xì)菌，少數(shù)分枝桿菌屬和一些真菌。80到90年代發(fā)展迅速，并廣泛用于臨床。1985年第一臺自動化細(xì)菌分析儀器Vitek-AMS進(jìn)入中國并成功使用。1999年底法國梅里埃公司推出VITEK

18、-2系統(tǒng)，從接種物稀釋、密度計(jì)比較及卡充填和封卡等步驟均實(shí)現(xiàn)了全自動化。目前已有多種微生物自動鑒定及藥敏測試系統(tǒng)問世，如VITEK-AutoMicrobicSystem（AMS）、PHOENIX、MicroScan、Sensititre、ABBott（MA-2 System）、AUTOBACIDXSystem等。這些自動化系統(tǒng)具有先進(jìn)的微機(jī)系統(tǒng)，廣泛的鑒定功能，適用于臨床微生物實(shí)驗(yàn)室、衛(wèi)生防疫和商檢系統(tǒng)，主要功能包括細(xì)菌鑒定、細(xì)菌藥物敏感性試驗(yàn)及最低抑菌濃度（MIC）的測定等。其準(zhǔn)確性和可靠性均已大大提高。 二、常見細(xì)菌自動鑒定及藥敏系統(tǒng)（一）半自動微生物鑒定和藥敏系統(tǒng)1VITEK-ATBAT

19、B鑒定系統(tǒng)是將肉眼觀察的結(jié)果輸入計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)庫由許多細(xì)菌條目（taxa）組成，將輸入結(jié)果與數(shù)據(jù)庫內(nèi)細(xì)菌條目比較，自動地得到鑒定結(jié)果，ATB敏感性試驗(yàn)采用半固體瓊脂培養(yǎng)基，不同的藥敏試條含有不同種類的抗生素，每種抗生素都設(shè)有兩個(gè)關(guān)鍵性的濃度，在24小時(shí)內(nèi)通過觀察有（）無（）細(xì)菌生長以判斷藥敏試驗(yàn)結(jié)果。結(jié)果可直接判讀為：敏感，中介或耐藥。由讀數(shù)儀和計(jì)算機(jī)兩部分組成，系統(tǒng)是由API金標(biāo)準(zhǔn)改良而成，擁有龐大的細(xì)菌數(shù)據(jù)庫以及嚴(yán)格的質(zhì)控，可鑒定多達(dá)550種細(xì)菌。另外，ATB系統(tǒng)操作方便，只需將培養(yǎng)結(jié)果輸入計(jì)算機(jī)，就可得到結(jié)果。2MicroScan Panel使用測試板及快速接種系統(tǒng)，人工判讀，將編碼

20、結(jié)果輸入計(jì)算機(jī)，由計(jì)算機(jī)軟件得出反應(yīng)結(jié)果。操作簡便，價(jià)格便宜。3Sensititre ManualSystem（手動裝置）原理和操作方法同以上兩種半自動方法。（二）自動微生物鑒定和藥敏系統(tǒng)1AutoScan-4自動微生物鑒定/藥敏分析儀試劑板在培養(yǎng)箱孵育，然后放主機(jī)，用比色法及比濁法對鑒定及藥敏（MIC）進(jìn)行測定。96條不同波長光導(dǎo)纖維，對96孔板同時(shí)測定，儀器由主機(jī)，計(jì)算機(jī)和打印機(jī)組成。將菌液加入試劑板，放培養(yǎng)箱孵育（32左右）1824h。將試劑板放入主機(jī)，儀器自動判讀結(jié)果，可同時(shí)做鑒定和藥敏，自動判讀結(jié)果，操作簡單。2AutoReader自動微生物鑒定/藥敏分析儀用熒光檢測技術(shù)，在測定板底

21、中加入酶介物，使其與細(xì)菌生長中的酶結(jié)合生成熒光物質(zhì)。熒光物質(zhì)通過熒光讀數(shù)儀得出的生物編碼（BIOCODE）來判定菌種。（三）Vitek-AMS（Automated Microbial System）全自動細(xì)菌鑒定和藥敏分析系統(tǒng)工作原理1概況 Vitek-AMS全自動細(xì)菌鑒定和藥敏分析系統(tǒng)，1960年由美國航天系統(tǒng)的麥克唐納，道格拉斯公司為了鑒定宇宙環(huán)境中的微生物而研制的。1973年正式應(yīng)用于臨床微生物檢驗(yàn)。1989年該系統(tǒng)由麥克唐納，道格拉斯公司轉(zhuǎn)讓給法國生物梅里埃集團(tuán)，全世界有4246家實(shí)驗(yàn)室應(yīng)用。2結(jié)構(gòu)組成 該自動鑒定系統(tǒng)由菌液接種、封閉裝置（此裝置分上下兩部份，下部分為真空室，上部是一熱

22、切割器），讀數(shù)器、孵箱和計(jì)算機(jī)、打印機(jī)三部分組成。（1）充液/封口部件  這一部分為上、下兩部分。上部為封口器并有切割作用，下部為真空充液接種裝置。將制備好菌懸液的試管和測試卡用一彎形塑料管相連并置充液真空倉中，當(dāng)接Fill鈕時(shí)，即開始抽真空，真空形成后進(jìn)氣閥開放，倉內(nèi)形成負(fù)壓，菌液從試管通過彎形塑料管進(jìn)入測試卡內(nèi)即完成接種。上部封口器為一熱切切割器，溫度可升至200以上，完成接種的測試卡可置熱切割器中，密閉并切割平整。（2）孵箱/讀數(shù)器 孵箱內(nèi)有一直立圓形轉(zhuǎn)盤，每隔900置一卡片架，每個(gè)孵箱共可放4個(gè)卡片架，每一個(gè)卡片架分別用A、B、C、D標(biāo)記，每一卡片架可放32張測試卡。孵箱直接

23、由計(jì)算機(jī)控制，讀數(shù)器是665nm波長的光掃描儀，每15min自動掃描一次，并將光信號轉(zhuǎn)換為電信號送至計(jì)算機(jī)。（3）計(jì)算機(jī)、終端和鍵盤 計(jì)算機(jī)就像整個(gè)系統(tǒng)的神經(jīng)中樞，始終保持與孵箱/讀數(shù)器、打印機(jī)和終端的聯(lián)絡(luò)，控制孵箱溫度，自動定時(shí)讀數(shù)，收集記錄，儲存和分析數(shù)據(jù)。當(dāng)卡片反應(yīng)完成時(shí)，計(jì)算機(jī)可指示打印機(jī)自動打印報(bào)告，使用者可隨時(shí)從終端查詢測試卡檢測結(jié)果。配有IMS裝置的計(jì)算機(jī)還具有數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)功能，該系統(tǒng)計(jì)算機(jī)還可同時(shí)帶動兩個(gè)孵箱/讀數(shù)器并可與自動免疫診斷系統(tǒng)VIDAS聯(lián)用，終端是由21cm彩色顯像管組成，終端可提供人機(jī)對話并與各部件聯(lián)絡(luò)，當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障會自動報(bào)警，鍵盤為102標(biāo)準(zhǔn)鍵盤，通過鍵盤建立適合

24、各類實(shí)驗(yàn)室的框架，輸入指令或菜單，控制系統(tǒng)的運(yùn)動狀態(tài)，輸入各檢測樣本的流行病學(xué)數(shù)據(jù)。（4）打印機(jī) 打印機(jī)始終與計(jì)算機(jī)保持聯(lián)絡(luò)，接受計(jì)算機(jī)發(fā)出的命令，自動打印每一測試卡的最終報(bào)告，包括實(shí)驗(yàn)室保留的short report和發(fā)給臨床醫(yī)生的patient report，并自動打印系統(tǒng)出現(xiàn)的故障數(shù)據(jù)。3原理（1）鑒定原理：常規(guī)革蘭陽（陰）性板對各項(xiàng)生化反應(yīng)結(jié)果（陰性或陽性）的判定是根據(jù)比色法的原理，將菌種接種到鑒定板后進(jìn)行培養(yǎng)，由于細(xì)菌各自的酶系統(tǒng)不同，新陳代謝的產(chǎn)物也有所不同，而這些產(chǎn)物又具有不同的生化特性，儀器自動每隔1小時(shí)測定每一生化反應(yīng)孔的透光度，當(dāng)生長對照孔的透光度達(dá)到終點(diǎn)閾值時(shí)，指示已完成

25、反應(yīng)。由光電技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和細(xì)菌八進(jìn)位制數(shù)碼鑒定相結(jié)合，每個(gè)鑒定卡內(nèi)含有30項(xiàng)生化反應(yīng)，每3項(xiàng)為一組，各確立陽性值應(yīng)為1、2、4。如3項(xiàng)反應(yīng)全部陽性，其組值為7；如第1、2項(xiàng)反應(yīng)陽性，其組值為3；第1、3項(xiàng)反應(yīng)陽性，其組值為5。30項(xiàng)生化反應(yīng)可獲得10位數(shù)的生物數(shù)碼，在鑒定時(shí)有時(shí)還需外加補(bǔ)充試驗(yàn)，共可獲得11位生物數(shù)碼，系統(tǒng)將最后一次判讀的結(jié)果所得生物數(shù)碼與菌種數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)生物模型相比較，得到鑒定值和鑒定結(jié)果，并自動打印出實(shí)驗(yàn)報(bào)告和發(fā)給病人的病房報(bào)告。（2）藥敏實(shí)驗(yàn)原理藥敏測試板（卡）的藥物敏感性試驗(yàn)實(shí)質(zhì)是微型化的肉湯稀釋試驗(yàn)。應(yīng)用光電比濁原理，根據(jù)不同的藥物對不同的菌最低抑菌濃度不同，每一種藥

26、物一般選用3種不同藥物濃度，每一藥敏試卡可同時(shí)作10種藥物的MIC（minimal inhibitory concentration）測定，經(jīng)6 小時(shí)孵育后，每隔一定時(shí)間自動測定小孔中細(xì)菌生長狀況，即可得到待測菌在各濃度的生長率。待檢菌斜率與陽性對照孔斜率之比值，經(jīng)回歸分析得到MIC值，并根據(jù)NCCLS（美國國家臨床實(shí)驗(yàn)室標(biāo)準(zhǔn)化委員會）標(biāo)準(zhǔn)獲得相應(yīng)的S、I和R結(jié)果，藥敏報(bào)告含MIC值，敏感度，藥物一次劑量和在該劑量下的血清和尿液內(nèi)最高藥物濃度。4主要操作步驟（1）光電比濁儀革蘭陽性菌配制相當(dāng)0.5麥?zhǔn)蠁挝痪鷳乙?，革蘭陰性菌配制相當(dāng)1麥?zhǔn)蠁挝痪鷳乙?、酵母菌配制相?dāng)2麥?zhǔn)蠁挝痪鷳乙海瑓捬蹙渲葡喈?dāng)

27、大于2麥?zhǔn)蠁挝痪鷳乙?。?）菌液接種和封閉。（3）卡片裝入讀數(shù)器/孵箱。（4）輸入病人人中統(tǒng)計(jì)學(xué)資料。（5）自動打印實(shí)驗(yàn)室和病人報(bào)告。5系統(tǒng)功能和特點(diǎn)(1) 鑒定功能系統(tǒng)具有對不同菌類的鑒定能力，含有鑒定測試卡十種，可鑒定不同種類的細(xì)菌近500種。包括AGNI卡（革蘭陰性桿菌）：可鑒定腸道菌的非發(fā)酵菌117種。BGPI卡（革蘭陽性球菌）：可鑒定葡萄球菌、鏈球菌及其化細(xì)菌49種。CYBC卡（酵母菌）：可鑒定酵母功真菌36種。DBAC卡（需養(yǎng)芽孢桿菌）：可鑒定芽孢桿菌12種EANI卡（厭氧菌）可鑒定87種。FNIH卡（奈瑟菌、嗜血桿菌）：可鑒定奈瑟菌、嗜血桿菌和其它苛氧菌30種。GNFC卡（非發(fā)酵

28、型革蘭陰性細(xì)菌）：可鑒定非發(fā)酵型革蘭陰性細(xì)菌。HGNI+卡快速革蘭陰性菌鑒定卡。篩選卡LUID-3：尿道感染專用鑒定和藥敏卡。MESP-3：腸道病原菌（2）藥敏試驗(yàn)革蘭陰性桿菌藥敏卡二十種，革蘭陽性菌藥敏卡三種，尿道分離菌藥敏試卡，超廣譜-內(nèi)酰胺酶測試卡，最近又開發(fā)出四十五孔測試卡，涉及為九十七種抗生素，并含有測定超廣譜-內(nèi)酰胺酶（ESBL）功能的測試卡（GNS-NT）。在革蘭陽性菌藥敏測試卡中含有-內(nèi)酰胺酶試驗(yàn)。（3）專家系統(tǒng)軟件所謂專家系統(tǒng)是用計(jì)算機(jī)軟件來代替有豐富經(jīng)驗(yàn)的專家審核，該系統(tǒng)產(chǎn)生報(bào)告中的技術(shù)錯(cuò)誤和異常的藥物表型，VITEK專家系統(tǒng)有144條規(guī)定，規(guī)則分為三級水平，一級水平是極不

29、可能出現(xiàn)的表型，二級是罕見表型，三級是利用一種藥物表型推理另外一些藥物的耐藥性。專家系統(tǒng)規(guī)則，每天審核異常藥敏規(guī)則，使檢驗(yàn)醫(yī)生可對報(bào)告進(jìn)行修訂或重復(fù)處理。（4）數(shù)據(jù)處理軟件可根據(jù)用戶需要，打印出二十八種流行病學(xué)和統(tǒng)計(jì)報(bào)告，統(tǒng)計(jì)報(bào)告內(nèi)容是：菌種發(fā)生率報(bào)告、抗生素敏感率統(tǒng)計(jì)報(bào)告、細(xì)菌對抗生素累積敏感率報(bào)告、細(xì)菌對抗生素累積MIC報(bào)告，每月細(xì)菌發(fā)生率報(bào)告，每月細(xì)菌敏感度報(bào)告，工作量報(bào)告，生物模式統(tǒng)計(jì)報(bào)告，根據(jù)不同試卡種類統(tǒng)計(jì)的敏感性報(bào)告。（5）優(yōu)點(diǎn)結(jié)果檢出迅速，最快24小時(shí)鑒定出結(jié)果，準(zhǔn)確度高，本機(jī)設(shè)有專家系統(tǒng)軟件，該系統(tǒng)匯集了細(xì)菌學(xué)家、藥學(xué)家及基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)家智能而研制的軟件，用于審核評價(jià)現(xiàn)時(shí)藥敏報(bào)告中

30、耐藥表型的可能性和正確性。多種形式的結(jié)果統(tǒng)計(jì)，幫助細(xì)菌室了解院內(nèi)某種細(xì)菌和感染率、細(xì)菌的耐藥趨勢等情況。6注意事項(xiàng)（1）首先一定要調(diào)驗(yàn)好光電比色計(jì)0點(diǎn)和100%點(diǎn)。（2）細(xì)菌一定要純。（菌落不純一定要分純后再上儀器鑒定。）（3）儀器報(bào)警一定要及時(shí)處理。7儀器保養(yǎng)（1）每日用布擦機(jī)身，每周沾70%酒精擦填充器。（2）23個(gè)月用無水乙醇擦鏡片。（3）12個(gè)月用清洗帶清洗備磁頭。（四）Vitek II：在第一代Vitek的基礎(chǔ)上發(fā)展而成。有4個(gè)架子，每個(gè)架子能容納15片試驗(yàn)卡，可同時(shí)容納60片試驗(yàn)卡，每片試驗(yàn)卡包含64個(gè)反應(yīng)孔，采用快速熒光法測定細(xì)菌。2小時(shí)提供鑒定報(bào)告，鑒定敏感度高。分辨能力強(qiáng)，可

31、在鑒定的同時(shí)進(jìn)行藥敏試驗(yàn)，結(jié)果可分級報(bào)告（先完成的藥敏結(jié)果先報(bào)告）。該儀器具有高級專家系統(tǒng)，可根據(jù)藥敏試驗(yàn)的表型結(jié)果提示有何種耐藥機(jī)制的存在，對耐藥機(jī)制推斷性大于90%，MIC平均藥敏檢測所需要時(shí)間9.74小時(shí)，比傳統(tǒng)方法縮短1天檢測時(shí)間。能對藥敏試驗(yàn)的結(jié)果進(jìn)行“解釋性”判讀。該專家系統(tǒng)還能自動復(fù)核檢驗(yàn)結(jié)果，如發(fā)現(xiàn)鑒定與藥敏不符合的現(xiàn)象，即發(fā)出提示，要求進(jìn)行復(fù)查。（五）SENSITITRE MICROBIOLOGY SYSTEMS ARIS英國先德熒光快速微生物鑒定/藥敏系統(tǒng)工作原理1概述SENSITITRE MICROBIOLOGY SYSTEMS ARIS由英國Accu Med公司于20世

32、紀(jì)70年代開始研制生產(chǎn)，1996年12月美國惠好公司正式成為SENSITITRE在中國的總代理。該系統(tǒng)分為全自動SENSITITRE Aris和半自動Auto-Reader兩種組合，可鑒定細(xì)菌180種。數(shù)據(jù)庫含500種細(xì)菌數(shù)據(jù)，可對200種抗生素進(jìn)行分析，在全世界有800家用戶，1996年12月進(jìn)入中國。2原理（1）鑒定原理：通過檢測熒光的增加間接地測定MIC值。SENSITITRE系統(tǒng)采用傳統(tǒng)生化反應(yīng)，8進(jìn)位數(shù)碼鑒定及熒光分析項(xiàng)結(jié)合，熒光分析是用熒光標(biāo)記細(xì)菌表面特異酶的底物，經(jīng)細(xì)菌水解底物產(chǎn)生熒光判斷結(jié)果，不同的細(xì)菌作用于不同的底物，激發(fā)出不同強(qiáng)度的熒光，即可鑒定不同的細(xì)菌。Sensitit

33、re的96孔鑒定板中共有32個(gè)生化反應(yīng)，每4項(xiàng)生化反應(yīng)陽性值“8”，第二項(xiàng)反應(yīng)陽生值為“4”，第三項(xiàng)反應(yīng)陽性值為“2”，第四項(xiàng)反應(yīng)陽性值為“1”，各項(xiàng)反應(yīng)陰性記為“0”。將每組4項(xiàng)反應(yīng)的陰、陽性結(jié)果轉(zhuǎn)換成數(shù)值并相加，如2、3項(xiàng)生化反應(yīng)的陰、陽性結(jié)果轉(zhuǎn)換成數(shù)值并超過9，則以字母代表，如第1、3項(xiàng)生化反應(yīng)為陽性，組值應(yīng)為“10”，此時(shí)就以“A”表示，若組值為11，則以“B”表示，以此類推。將各組反應(yīng)的組值相加，32項(xiàng)生化反應(yīng)可得到一組8位數(shù)的生物數(shù)碼。（2）MIC測定原理采用NCCLS推薦改良的微量肉湯稀釋28點(diǎn)，在每一反應(yīng)孔內(nèi)參入熒光底物，若細(xì)菌生長，表面特異酶系統(tǒng)水解熒光底物，激發(fā)熒光，反之則

34、無熒光。以最低藥物濃度仍無熒光產(chǎn)生的濃度為最低抑菌濃度（MIC），首創(chuàng)熒光快速分析技術(shù)，鑒定/藥敏分析時(shí)間明顯縮短，結(jié)果更準(zhǔn)確。采用最先進(jìn)的熒光8點(diǎn)藥敏分析法，是將每種抗生素稀釋成8種不同濃度進(jìn)行藥敏分析，從而達(dá)到更準(zhǔn)確的藥敏結(jié)果，實(shí)現(xiàn)真正的MIC，對藥劑量的控制更準(zhǔn)確，大大提高臨床檢測及治療水平。3結(jié)構(gòu)組成（1）硬件模塊式組成：手動、自動、全自動可自由組合，易于升級。在ARIS的孵育箱有可盛放64板的轉(zhuǎn)盤，鑒定實(shí)驗(yàn)中無需添加試劑和加測試驗(yàn)。（2）軟件采用功能強(qiáng)大的UNIX工作站系統(tǒng)軟件平臺，可直接進(jìn)入全院網(wǎng)絡(luò)同應(yīng)用，軟件適用于各種組合的硬件系統(tǒng)。根據(jù)NCCLS標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定強(qiáng)大的流行病學(xué)統(tǒng)計(jì)功能，

35、可隨時(shí)通過軟件升級來增強(qiáng)系統(tǒng)功能。（3）耗材96孔國際標(biāo)準(zhǔn)板，獨(dú)創(chuàng)3個(gè)樣本/每塊板、鑒定板、全值藥敏板、閾值藥敏板、鑒定/藥敏組合板、自由設(shè)定板。超過500種革蘭陰性致病菌及革蘭陽性菌。全世界最多最新的（300多種）抗生素藥敏分析。各種板有效期為1824個(gè)月。全部消耗品常溫保存，避免預(yù)升溫過程。4性能特點(diǎn)（1）首創(chuàng)熒光快速鑒定/藥敏分析（2）95%的革蘭陰性菌鑒定在5小時(shí)內(nèi)完成。（3）獨(dú)創(chuàng)每塊板上分析3個(gè)樣本（4）干燥試劑技術(shù)使各板有效期為1824個(gè)月（5）全部消耗品常溫保存，避免預(yù)升溫過程（6）符合NCCLS標(biāo)準(zhǔn)的全值藥敏分析技術(shù)（7）半自動組合可升級為全自動裝置。（六）BD Phoenix

36、 System“鳳凰”全自動細(xì)菌/鑒定藥敏系統(tǒng)1概述1998年Becton Dickinson and Company公司生產(chǎn)Phonenix全自動細(xì)菌鑒定藥敏系統(tǒng)。2原理（1）鑒定原理：采用熒光增強(qiáng)原理與傳統(tǒng)酶、底物生化呈色反應(yīng)結(jié)合的原理。（2）藥敏試驗(yàn)原理：通過傳統(tǒng)比濁法（Turbidity）和BD專利呈色（Chromogenic）反應(yīng)雙重標(biāo)準(zhǔn)及熒光的增加間接地測定MIC值。3結(jié)構(gòu)與組成PHOENIX100主機(jī)（PHOENIX50）；BBL比濁儀；BD EpiCenter微生物實(shí)驗(yàn)室專業(yè)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)。4性能特點(diǎn)（1）同時(shí)檢測100份鑒定/藥敏標(biāo)本，分別檢測100份鑒定標(biāo)本及100份藥敏標(biāo)本

37、，總標(biāo)本量為200份。（2）革蘭陽性菌鑒定時(shí)間僅需4小時(shí)，準(zhǔn)確度91%-95；革蘭陰性菌鑒定時(shí)間僅需3小時(shí)，準(zhǔn)確度91%-95%；78種藥物革蘭陰性菌90%在5小時(shí)內(nèi)完成；革蘭陽性菌80%在6小時(shí)內(nèi)完成，95%在10小時(shí)內(nèi)完成。真正的MIC實(shí)驗(yàn)結(jié)果，藥敏試驗(yàn)時(shí)間46小時(shí)，準(zhǔn)確度95%，無需附加實(shí)驗(yàn)。（3）自動維護(hù)、自動質(zhì)控。（4）細(xì)菌鑒定種類革蘭陽性菌112種，革蘭陰性菌158種、厭氧菌，酵母菌、奈瑟菌及嗜血桿菌等。藥敏實(shí)驗(yàn)所選抗生素98種：青霉素類、頭孢菌素類、氨基苷類、大環(huán)內(nèi)脂類、喹諾酮類、四環(huán)素類、抗真菌藥、抗菌復(fù)合劑。（5）鑒定板、藥敏板、或鑒定/藥敏復(fù)合板。鑒定/藥敏復(fù)合板51孔用于鑒定實(shí)驗(yàn)，85孔用于藥敏實(shí)驗(yàn)，可同時(shí)進(jìn)行17種抗生素5種濃度或28種抗菌素3種濃度的MIC藥敏實(shí)驗(yàn)。（6）BD微生物專家數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)對鑒定/藥敏結(jié)果能夠進(jìn)行專業(yè)分析判斷。（七）MicroScan微生物自動鑒定及藥敏系統(tǒng)1概況MicroScan自動細(xì)菌鑒定系統(tǒng)由Dade MicroScan公司生產(chǎn)，其中包括全自動系列Walkaway 40和Walkaway 96以及半自動系列AutoScan-4。MicroScan系列是美國最普遍使用的（全自動、半自動、手工）鑒定系列之一，龐大的菌種數(shù)據(jù)庫可鑒定近500種細(xì)菌。