微生物檢測技術和相關儀器

微生物檢測技術和相關儀器第一頁，共六十一頁，2022年，8月28日教學基本要求2.儀器的基本結構與功能

1.微生物自動化檢測儀器的工作原理

重點3.儀器的常見故障及維護

4.微生物自動化檢測系統的進展

難點熟悉了解第二頁，共六十一頁，2022年，8月28日概述傳統的微生物學鑒定方法過程煩瑣費時費力易發(fā)生主觀片面錯誤質量控制難微生物學技術方法快速、準確、簡易和自動化?第三頁，共六十一頁，2022年，8月28日微電子學化學

計算機學分子生物學物理學滲透交叉微生物學自動化檢測系統概述第四頁，共六十一頁，2022年，8月28日概述自動微生物鑒定及藥敏分析系統化檢測系統微生物自動自動血培養(yǎng)系統(點擊進入)第五頁，共六十一頁，2022年，8月28日主要功能

檢測標本中是否有微生物存在，計算機自動掃描進行連續(xù)監(jiān)測，當微生物生長代謝導致某些生長指數超標時，儀器自動報警提示有細菌生長。自動血培養(yǎng)系統概述第六頁，共六十一頁，2022年，8月28日主要功能將培養(yǎng)基上分離的可疑致病菌配制成純菌液，放入自動微生物鑒定及藥敏分析系統中，通過計算機自動掃描、讀數、分析、最后報告鑒定及藥敏結果。自動微生物鑒定及藥敏分析系統概述第七頁，共六十一頁，2022年，8月28日主要內容第一節(jié)自動血培養(yǎng)系統第二節(jié)自動微生物鑒定及藥敏分析系統本章小結第八頁，共六十一頁，2022年，8月28日第一節(jié)自動血培養(yǎng)系統自動血培養(yǎng)儀

（目錄）工作原理及分類基本結構與功能性能特點常見故障及維護血培養(yǎng)儀的進展第九頁，共六十一頁，2022年，8月28日通過自動監(jiān)測培養(yǎng)基（液）中的混濁度、pH值、代謝終產物CO2的濃度、熒光標記底物或代謝產物等的變化，定性地檢測微生物的存在。

自動血培養(yǎng)儀的工作原理第一節(jié)自動血培養(yǎng)系統混濁度CO2pH熒光標記底物代謝產物第十頁，共六十一頁，2022年，8月28日檢測培養(yǎng)基導的血培養(yǎng)系統電性和電壓的血培養(yǎng)系統應用測壓原理采用光電原理監(jiān)測的血培養(yǎng)系統根據檢測原理分類點擊進入第一節(jié)自動血培養(yǎng)系統第十一頁，共六十一頁，2022年，8月28日檢測培養(yǎng)基導電性和電壓的血培養(yǎng)系統

血培養(yǎng)基中因含有不同電解質而具有一定導電性。微生物在生長代謝的過程中可產生質子、電子和各種帶電荷的原子團（例如在液體培養(yǎng)基內CO2轉變成HCO3－），通過電極檢測培養(yǎng)基的導電性或電壓可判斷有無微生物生長。系統培養(yǎng)瓶鉑電極連培養(yǎng)基。2.Sentinel系統培養(yǎng)瓶有鋁和金作正負電極第一節(jié)自動血培養(yǎng)系統第十二頁，共六十一頁，2022年，8月28日許多細菌生長過程中，常伴有吸收或產生氣體現象，如很多需氧菌在胰酶消化大豆肉湯中生長時，由于消耗培養(yǎng)瓶中的氧氣，故首先表現為吸收氣體。而厭氧菌生長時最初均無吸收氣體現象，僅表現為產生氣體（主要為CO2），因此可利用培養(yǎng)瓶內壓力的改變檢測微生物的生長情況。

第一節(jié)自動血培養(yǎng)系統應用測壓原理的血培養(yǎng)系統

第十三頁，共六十一頁，2022年，8月28日第一節(jié)自動血培養(yǎng)系統應用測壓原理的血培養(yǎng)系統ESP系列第十四頁，共六十一頁，2022年，8月28日第一節(jié)自動血培養(yǎng)系統自動化菌血測試系統OASIS第十五頁，共六十一頁，2022年，8月28日必然會產生終代謝產物CO2，引起培養(yǎng)基pH及氧化還原電位改變。利用光電比色檢測血培養(yǎng)瓶中某些代謝產物量的改變，可判

微生物在代謝過程中判斷有無微生物生長。第一節(jié)自動血培養(yǎng)系統采用光電原理監(jiān)測的血培養(yǎng)系統

第十六頁，共六十一頁，2022年，8月28日BioArgos系統

Vital系統

根據檢測手段不同分成四類Bactec9000系列

點擊進入BacT/Alert系統

點擊進入目前臨床最常見的血培養(yǎng)系統第一節(jié)自動血培養(yǎng)系統第十七頁，共六十一頁，2022年，8月28日第一節(jié)自動血培養(yǎng)系統BacT/Alert系統(organonteknikacorporation生產)最先FDA批準工作原理第十八頁，共六十一頁，2022年，8月28日第一節(jié)自動血培養(yǎng)系統co2co2co2培養(yǎng)基光電感應器熒光感應物質光源中央處理器報告Bactec9000系列工作原理第十九頁，共六十一頁，2022年，8月28日自動血培養(yǎng)儀的基本結構與功能培養(yǎng)瓶培養(yǎng)儀數據管理系統點擊圖片進入第一節(jié)自動血培養(yǎng)系統第二十頁，共六十一頁，2022年，8月28日培養(yǎng)瓶培養(yǎng)瓶

需氧培養(yǎng)瓶厭氧培養(yǎng)瓶小兒

培養(yǎng)瓶分支桿菌

培養(yǎng)瓶其他第一節(jié)自動血培養(yǎng)系統第二十一頁，共六十一頁，2022年，8月28日臨床常見的血培養(yǎng)瓶1為一次性無菌培養(yǎng)瓶，瓶內為負壓，便于標本采集時依靠負壓作用將血液直接引入培養(yǎng)瓶。每個培養(yǎng)瓶底部都包含一個檢測CO2的傳感器，通過檢測作為微生物生長狀況的指示器。

第一節(jié)自動血培養(yǎng)系統BacT/Alert系統

第二十二頁，共六十一頁，2022年，8月28日Bactec9000系列

臨床常見的血培養(yǎng)瓶2針對微生物對營養(yǎng)和氣體環(huán)境的要求懸殊，患者的年齡和體質差異大以及培養(yǎng)前是否服用抗菌素等要素，BACTEC9000系統提供多種專用封閉式培養(yǎng)瓶，不僅提供不同細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本，防止假陰性。第一節(jié)自動血培養(yǎng)系統第二十三頁，共六十一頁，2022年，8月28日培養(yǎng)儀的組成恒溫裝置振蕩培養(yǎng)裝置監(jiān)測裝置第一節(jié)自動血培養(yǎng)系統第二十四頁，共六十一頁，2022年，8月28日功能培養(yǎng)瓶放入儀器后進行恒振蕩溫培養(yǎng)及自動連續(xù)監(jiān)測。不同類型自動血培養(yǎng)系統的單機檢測樣本數有所不同，一般為數十至數百個。監(jiān)測數據傳送至數據管理系統，一旦系統分析顯示某一培養(yǎng)瓶達到陽性判斷標準時，培養(yǎng)儀將會給予提示信息。第一節(jié)自動血培養(yǎng)系統第二十五頁，共六十一頁，2022年，8月28日臨床常見的血培養(yǎng)儀第一節(jié)自動血培養(yǎng)系統BacT/Alert系統Bactec9000系列第二十六頁，共六十一頁，2022年，8月28日數據管理系統主機監(jiān)視器鍵盤打印機條形碼閱讀器第一節(jié)自動血培養(yǎng)系統第二十七頁，共六十一頁，2022年，8月28日功能

收集并分析來自培養(yǎng)儀的數據，以及將患者和培養(yǎng)瓶的資料存入數據庫。在不使用數據管理系統時，系統處于監(jiān)視狀態(tài)并出現監(jiān)視屏幕。當需要患者及培養(yǎng)資料時，進入系統主菜單。數據管理系統可根據各實驗室的要求追蹤大量的信息，可保存基本或詳盡的資料（如患者檢驗號，培養(yǎng)瓶號，標本類型以及實驗室自己設置的一些特殊項目資料），也可根據病區(qū)、微生物類型及時間追蹤分析結果。一般還可給出工作量報告。

第一節(jié)自動血培養(yǎng)系統第二十八頁，共六十一頁，2022年，8月28日自動血培養(yǎng)儀的性能特點培養(yǎng)基營養(yǎng)豐富

以連續(xù)、恒溫、振蕩方式培養(yǎng)

培養(yǎng)瓶多采用不易碎材料制成

采用封閉式非侵入性的瓶外監(jiān)測方式

自動連續(xù)監(jiān)測第一節(jié)自動血培養(yǎng)系統第二十九頁，共六十一頁，2022年，8月28日數據處理功能較強設有內部質控系統

培養(yǎng)瓶可隨時放入，并進行追蹤檢測

培養(yǎng)瓶多采用雙條形碼技術

用途廣泛

陽性結果報告及時，并打印顯示或報警提示

第一節(jié)自動血培養(yǎng)系統第三十頁，共六十一頁，2022年，8月28日自動血培養(yǎng)儀常見故障及維護

溫度異常（過高或過低）瓶孔被污染數據管理系統與培養(yǎng)儀失去信息聯系或不工作儀器對測試中的培養(yǎng)瓶出現異常反應第一節(jié)自動血培養(yǎng)系統第三十一頁，共六十一頁，2022年，8月28日溫度異常（過高或過低）多數情況下是由于儀器門打開的次數太多引起，需注意盡量減少儀器門開關次數，并確保培養(yǎng)過程中儀器門是緊閉的。通常培養(yǎng)儀的門要關閉30min后才能保持溫度平衡。第一節(jié)自動血培養(yǎng)系統第三十二頁，共六十一頁，2022年，8月28日瓶孔被污染

如果培養(yǎng)儀瓶孔內的培養(yǎng)瓶破裂或泄漏，需按各儀器要求及時進行清潔和消毒處理。第一節(jié)自動血培養(yǎng)系統第三十三頁，共六十一頁，2022年，8月28日數據管理系統與培養(yǎng)儀失去信息聯系或不工作

此類故障只可能在微機與培養(yǎng)儀儀器相對獨立的系統中出現。此時培養(yǎng)儀仍可監(jiān)測標本，但它只能保留最后72小時的數據，檢測時也只能打印陽性或陰性標本的位置。因此必須注意放置培養(yǎng)瓶時，需先掃描條形碼，再將它放入啟用的瓶孔內，患者、檢驗號、培養(yǎng)瓶的信息要等到微機系統工作之后才能輸入。第一節(jié)自動血培養(yǎng)系統第三十四頁，共六十一頁，2022年，8月28日儀器對測試中的培養(yǎng)瓶出現異常反應在BACTEC9050培養(yǎng)儀中，出現此類故障的原因大多是由于培養(yǎng)瓶未經掃描條形碼就放入儀器內，或雖已掃描，但未放入規(guī)定的瓶孔中，系統將這些培養(yǎng)瓶歸為“匿名瓶”，在顯示屏上會出現提示信息。此時應將“匿名瓶”取出，重新掃描后放入。第一節(jié)自動血培養(yǎng)系統第三十五頁，共六十一頁，2022年，8月28日

BacT/Alert培養(yǎng)儀運行中，有時儀器測定系統認為某一瓶孔目前是空的，但是實際上孔內還有一被測的培養(yǎng)瓶（無論是陽性或陰性的），此時應通過打印或“ProblemLog”命令讀出存在問題的瓶孔號。若整個區(qū)塊中的所有瓶號都被顯示出來，那可能是區(qū)塊有問題；若只列出一個瓶孔號，那就只是這個瓶孔有問題。故障排除方法：如果這一孔內的培養(yǎng)瓶已經被非法卸出，則可以不管這一信息；如果孔內還有培養(yǎng)瓶，則卸出此瓶，裝入到另一孔內，然后對前孔作質控。第一節(jié)自動血培養(yǎng)系統第三十六頁，共六十一頁，2022年，8月28日血培養(yǎng)儀的進展第一節(jié)自動血培養(yǎng)系統檢出的范圍更廣，陽性率更高靈敏度更高，污染率、假陽性率和假陰性率應降至最低自動化和計算機的智能化程度更強體積更小，僅需極微量的血液樣品即可檢出所有的微生物檢驗周期更短，工作效率更高成本更低，結果報告更快使血培養(yǎng)檢查更容易被患者接受

第三十七頁，共六十一頁，2022年，8月28日微生物自動鑒定及藥敏分析系統（目錄）

第二節(jié)微生物自動鑒定及藥敏分析系統

工作原理

基本結構與功能性能特點維護和保養(yǎng)進展常見儀器介紹第三十八頁，共六十一頁，2022年，8月28日微生物自動鑒定系統工作原理

采用微生物數碼鑒定原理

數碼鑒定是指通過數學的編碼技術將細菌的生化反應模式轉換成數學模式，給每種細菌的反應模式賦予一組數碼，建立數據庫或編成檢索本。通過對未知菌進行有關生化試驗并將生化反應結果轉換成數字（編碼），查閱檢索本或數據庫，得到細菌名稱。其基本原理是計算并比較數據庫內每個細菌條目對系統中每個生化反應出現的頻率總和。

第二節(jié)微生物自動鑒定及藥敏分析系統

第三十九頁，共六十一頁，2022年，8月28日一、細菌快速檢測儀工作原理

（一）鑒定原理

采用數碼鑒定原理。如VITEK-AMS中每個用于鑒定的測試卡內有30項生化反應，每3項生化反應為一組，第1項生化反應陽性值為“4”，第二項反應陽性值為“2”，第三項反應陽性值為“1”，各項反應陰性記為“0”。將每組3項反應的陰、陽性結果轉換成數值并相加，如3項生化反應全部為陽性，其組值為“7”。第1、4生化反應為陽性，組值為“5”，以此類推。將各組反應的組值相加，30項生化反應可得到一組10位數的生物數碼。在鑒定時有時還需外加補充試驗，共可獲得11位生物數碼。第四十頁，共六十一頁，2022年，8月28日

4214214214214215211042142142142142172410第四十一頁，共六十一頁，2022年，8月28日抗菌藥物敏感性試驗的檢測原理

其實質是微型化的肉湯稀釋試驗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，儀器每隔一定時間自動測定細菌生長的濁度，或測定培養(yǎng)基中熒光指示劑的強度或熒光原性物質的水解，觀察細菌的生長情況。得出待檢菌在各藥物濃度的生長斜率，經回歸分析得到最低抑菌濃度MIC值，并根據CLSI標準得到相應敏感度：敏感“S”、中度敏感“MS”和耐藥“R”。ClinicalandLaboratoryStandardsInstitute：臨床與實驗室標準委員會。以前稱NCCLS第二節(jié)微生物自動鑒定及藥敏分析系統

第四十二頁，共六十一頁，2022年，8月28日基本結構與功能

菌液接種器

培養(yǎng)和監(jiān)測系統

測試卡（板）

數據管理系統第二節(jié)微生物自動鑒定及藥敏分析系統

第四十三頁，共六十一頁，2022年，8月28日是系統的工作基礎，各種不同的測試卡（板）具有不同的功能。最基本的測試卡（板）包括革蘭氏陽性菌鑒定卡（板）、革蘭氏陰性菌鑒定卡（板）、革蘭氏陽性菌藥敏試驗卡（板）和革蘭氏陰性菌藥敏試驗卡（板）。

測試卡（板）第二節(jié)微生物自動鑒定及藥敏分析系統

第四十四頁，共六十一頁，2022年，8月28日微生物自動鑒定系統的鑒定卡常規(guī)鑒定卡

對各項生化反應結果（陰性或陽性）的判定是根據比色法的原理，系統以各孔的反應值作為判斷依據，組成數碼并與數據庫中已知分類單位相比較，獲得相似系統鑒定值。快速熒光鑒定卡

根據熒光法的鑒定原理，通過檢測熒光底物的水解、熒光底物被利用后的pH變化、特殊代謝產物的生成和某些代謝產物的生成率來進行菌種鑒定。第二節(jié)微生物自動鑒定及藥敏分析系統

第四十五頁，共六十一頁，2022年，8月28日快速熒光測試卡檢測原理為熒光法，如Sensititre系統，在每一反應孔內參與熒光底物，若細菌生長，表面特異酶系統水解熒光底物，激發(fā)熒光，反之無熒光。以最低藥物濃度仍無熒光產生的濃度為最低抑菌濃度。

微生物藥敏測試卡常規(guī)測試卡檢測原理為比濁法，如Vitek系統，在含有抗生素的培養(yǎng)基中，濁度的增加提示細菌生長，根據判斷標準解釋敏感或耐藥。第二節(jié)微生物自動鑒定及藥敏分析系統

第四十六頁，共六十一頁，2022年，8月28日絕大多數自動微生物鑒定及藥敏分析系統都配有自動接種器，大致可分為真空接種器和活塞接種器，以真空接種器較為常用。儀器一般都配有標準麥氏濃度比濁儀，操作時只需稀釋好的菌液放入比濁儀中確定濃度即可。菌液接種器第二節(jié)微生物自動鑒定及藥敏分析系統

第四十七頁，共六十一頁，2022年，8月28日監(jiān)測系統每隔一定時間對每孔的透光度或熒光物質的變化進行檢測?？焖贌晒鉁y定系統可直接對熒光測試板各孔中產生的熒光進行測定，并將熒光信號轉換成電信號常規(guī)測試板則直接檢測電信號，從干涉濾光片過濾的光通過光導纖維導入測試板上的各個測試孔，光感受二極管測定通過每個測試孔的光量，產生相應的電信號，從而推斷出菌種的類型及藥敏結果。培養(yǎng)和監(jiān)測系統第二節(jié)微生物自動鑒定及藥敏分析系統

第四十八頁，共六十一頁，2022年，8月28日系統的神經中樞，始終保持與孵箱/讀數器、打印機的聯絡，控制孵箱溫度，自動定時讀數，負責數據的轉換及分析處理。數據管理系統第二節(jié)微生物自動鑒定及藥敏分析系統

第四十九頁，共六十一頁，2022年，8月28日自動化程度較高

功能范圍大

檢測速度快

系統具有較大的細菌資料庫

性能特點第二節(jié)微生物自動鑒定及藥敏分析系統

第五十頁，共六十一頁，2022年，8月28日數據處理軟件功能強大軟件和測試卡（板）大多可不斷升級更新

設有內部質控系統

使用一次性測試卡或測試板第二節(jié)微生物自動鑒定及藥敏分析系統

第五十一頁，共六十一頁，2022年，8月28日第五十二頁，共六十一頁，2022年，8月28日維護和保養(yǎng)嚴格按手冊規(guī)定進行開、關機及各種操作，防止因程序錯誤造成設備損傷和信息丟失。

定期清潔比濁儀、真空接種器、封口器、讀數器及各種傳感器，避免由于灰塵而影響判斷的正確性。定期用標準比濁管對比濁儀進行校正，用ATCC標準菌株測試各種試卡，并作好質控記錄。建立儀器使用以及故障和維修記錄，詳細記錄每次使用情況和故障的時間、內容、性質、原因和解決辦法。定期由工程師作全面保養(yǎng)，并排除故障隱患。第二節(jié)微生物自動鑒定及藥敏分析系統

第五十三頁，共六十一頁，2022年，8月28日微生物自動鑒定及藥敏分析系統的進展第二節(jié)微生物自動鑒定及藥敏分析系統

未來理想的微生物鑒定和藥敏分析系統應檢測速度更快；檢測的準確率和分辨率更高；自動化和電腦的智能化程度更強；檢測成本更低。我們相信，隨著生命科學和計算機技術的進步，新一代更適合臨床微生物檢測鑒定以及藥物敏感性分析的自動化儀器將不斷涌現。

第五十四頁，共六十一頁，2022年，8月28日臨床常見的相關儀器1第二節(jié)微生物自動鑒定及藥敏分析系統