自動(dòng)化儀器在微生物檢驗(yàn)中的應(yīng)用

第八節(jié)

細(xì)菌檢驗(yàn)的自動(dòng)化第一章全自動(dòng)血培養(yǎng)系統(tǒng)一、血培養(yǎng)系統(tǒng)的發(fā)展過(guò)程1.手工方法：血液標(biāo)本→肉湯液體培養(yǎng)瓶→35℃孵箱→7天肉眼觀察血液標(biāo)本→雙相培養(yǎng)瓶→35℃孵箱→觀察斜面菌落2.半自動(dòng)血培養(yǎng)儀：血液標(biāo)本→專用培養(yǎng)瓶→35℃孵箱→取出置讀數(shù)儀檢測(cè)CO2含量3.全自動(dòng)血培養(yǎng)系統(tǒng)：血液標(biāo)本→專用培養(yǎng)瓶→血培養(yǎng)儀→陽(yáng)性器自動(dòng)報(bào)警自動(dòng)化血培養(yǎng)系統(tǒng)的發(fā)展半自動(dòng)血培養(yǎng)系統(tǒng)1975年BD公司生產(chǎn)了世界上第一臺(tái)BACTEC110半自動(dòng)血培養(yǎng)儀，后陸續(xù)460、660、730、860問(wèn)市1988年Difco公司推出的SentinclSystem，其原理是測(cè)定導(dǎo)電度的改變自動(dòng)化血培養(yǎng)系統(tǒng)的發(fā)展1989年Orgaron公司生產(chǎn)出全自動(dòng)的Bact/Alert培養(yǎng)儀1991年BD公司以熒光增強(qiáng)技術(shù)為原理的新型BACTEC9000系列上市1991年生物—梅里埃公司生產(chǎn)出VITAL全自動(dòng)培養(yǎng)儀，其直接檢測(cè)瓶中熒光1992年Difco公司推出ESPsystem，其利用電子測(cè)定壓力的改變。1999年Orgaron公司又推出全世界最新產(chǎn)品Bact/Alert3D全自動(dòng)血培養(yǎng)儀。2010年BD公司推出最大的FX4001、Bact/Alert血培養(yǎng)系統(tǒng)：1990年阿克蘇－歐加農(nóng)公司生產(chǎn)的第一臺(tái)全自動(dòng)連續(xù)檢測(cè)血培養(yǎng)系統(tǒng)（MBCS）。原理：培養(yǎng)瓶底部含有Novel顏色感應(yīng)器，培養(yǎng)基與感應(yīng)器之間有層半滲透性薄膜，只有CO2能透過(guò)膜，當(dāng)瓶?jī)?nèi)微生物生長(zhǎng)釋放出的CO2滲透至感應(yīng)器時(shí)，經(jīng)水飽和產(chǎn)生H＋，使感應(yīng)器PH改變，瓶底顏色由墨綠色變?yōu)辄S色。CO2＋H2O→H＋＋HCO3－Bact/Alert系統(tǒng)有一組LED探測(cè)器，每隔10min自動(dòng)檢測(cè)一次瓶底感應(yīng)器顏色的變化，并將結(jié)果自動(dòng)傳入計(jì)算機(jī)特點(diǎn)：全自動(dòng)化：孵育箱、檢測(cè)系統(tǒng)、計(jì)算系統(tǒng)融合在一起；微生物易于生長(zhǎng)：連續(xù)恒溫、振蕩方式；標(biāo)本避免交叉污染：封閉式檢測(cè)。培養(yǎng)儀5～10年不停機(jī)，設(shè)有內(nèi)部質(zhì)控系統(tǒng)，及時(shí)糾正失控情況。培養(yǎng)5天可發(fā)報(bào)告。Bact/Alert血培養(yǎng)系統(tǒng)缺點(diǎn)和不足

Bact/Alert120由于是利用H+增多，促使感應(yīng)器pH值改變來(lái)報(bào)告陽(yáng)性結(jié)果。因此，對(duì)一些不分解糖，或利用葡萄糖能力差的微生物，CO2釋放少，自然H+也少，pH值改變不明顯，結(jié)果可能會(huì)出現(xiàn)假陰性。2.Bactec9000系列血培養(yǎng)系統(tǒng)：BD公司90年代初在半自動(dòng)血培養(yǎng)基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)的9050、9120、9240、FX400等全自動(dòng)血培養(yǎng)系統(tǒng)。

原理：利用熒光增強(qiáng)技術(shù)，瓶底有熒光染料，當(dāng)瓶?jī)?nèi)有微生物生長(zhǎng)時(shí)，釋放的CO2與熒光染料結(jié)合，熒光增強(qiáng)。熒光掃描CO2熒光強(qiáng)度

特點(diǎn)：培養(yǎng)瓶種類多：需氧、壓氧、兒童瓶、加樹(shù)脂瓶；速度快、準(zhǔn)確性高：88.9%的陽(yáng)性檢出時(shí)間為20小時(shí)；可真空抽血：減少污染熒光掃描CO2熒光強(qiáng)度Bactec9120血培養(yǎng)儀缺點(diǎn)和不足Bactec9120目前只能做普通血培養(yǎng)，而不能做結(jié)核桿菌培養(yǎng)和藥敏試驗(yàn)，如培養(yǎng)TB還需加一臺(tái)Bactec9000MB。據(jù)說(shuō)現(xiàn)在有一種瓶可做血液的TB培養(yǎng)Bact/Alert3D血培養(yǎng)儀工作原理

原理與Bact/Alert120一樣，通過(guò)pH的改變比色測(cè)定瓶底顏色的變化。功能特點(diǎn)Desig（新的設(shè)計(jì)）、Detection（觀察）、Delivery（傳遞）既能做普通細(xì)菌培養(yǎng)，又能做血液、痰液標(biāo)本的結(jié)核菌培養(yǎng)和藥敏。3D培養(yǎng)儀采用觸摸式，所有操作、裝瓶及卸瓶的信號(hào)輸入都是在屏幕上按觸摸鍵進(jìn)行。BDFX400

進(jìn)口與國(guó)產(chǎn)血培養(yǎng)基的區(qū)別全自動(dòng)培養(yǎng)系統(tǒng)的培養(yǎng)瓶與國(guó)產(chǎn)的培養(yǎng)基成份不一樣，內(nèi)含大豆硌蛋白消化液，還含有0.025%SPS（聚腦茴香酸鈉），有三抗作用：抗吞噬細(xì)胞、抗補(bǔ)體、抗抗體。全自動(dòng)血培養(yǎng)系統(tǒng)培養(yǎng)基可加中和或吸附抗生素的物質(zhì)，如樹(shù)脂、活性炭（FNA）。第二章微生物自動(dòng)化鑒定系統(tǒng)1.微生物鑒定的發(fā)展概況顯微鏡的誕生→球菌、桿菌革蘭染色的應(yīng)用→G＋球菌、G－球菌生化單項(xiàng)反應(yīng)IVMC手工方法→微量反應(yīng)板數(shù)碼分類鑒定半自動(dòng)化→微量反應(yīng)板、儀器閱讀反應(yīng)結(jié)果全自動(dòng)化→孵育箱、讀數(shù)儀、計(jì)算機(jī)分析連在一起2.數(shù)碼分類鑒定系統(tǒng)（API系統(tǒng)）這是集數(shù)學(xué)、電子、信息及自動(dòng)分析于一體的鑒定系統(tǒng)。

工作原理：計(jì)算并比較數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)模型菌對(duì)微量反應(yīng)板中每個(gè)生化反應(yīng)出現(xiàn)的頻率總和。

積分規(guī)則：21個(gè)生化反應(yīng)陰陽(yáng)性結(jié)果，換成數(shù)碼，每三個(gè)孔為一組，第一個(gè)陽(yáng)性為1，第二個(gè)陽(yáng)性為2，第三個(gè)陽(yáng)性為4，陰性為0。5144512輸入計(jì)算計(jì)，與模型菌比較，數(shù)碼最接近的為鑒定結(jié)果，大腸埃希菌Id%＝98.6%。%Id≥99.9為極好鑒定；%Id99～99.8之間為很好的鑒定；%Id90～98.9之間為好的鑒定；%Id＜80可前二個(gè)菌鑒定加起來(lái)，可達(dá)到屬的水平或認(rèn)為不可接受的結(jié)果。半自動(dòng)鑒定系統(tǒng)（ATB）：

工作原理：也是利用數(shù)碼分類，只是判斷反應(yīng)孔陰陽(yáng)性結(jié)果由讀數(shù)儀讀數(shù)。特點(diǎn)：①儀器閱讀生化反應(yīng)結(jié)果，可減少人為誤差；②也可做藥敏試驗(yàn)報(bào)告R.S；③有一個(gè)專家系統(tǒng)糾正藥敏結(jié)果的偏差。全自動(dòng)鑒定系統(tǒng)：

VitekⅠ鑒定系統(tǒng)：原是美國(guó)宇航局太空計(jì)劃中用于細(xì)菌分析的一部分，90年代由bio·MerieUXVitek生產(chǎn)為自動(dòng)化鑒定儀。工作原理：采用有數(shù)碼原理，30個(gè)微量生化反應(yīng)池、細(xì)菌生長(zhǎng)池內(nèi)濁度增加，透光度減少，儀器一小時(shí)自動(dòng)測(cè)定一次透光度，最終與計(jì)算機(jī)內(nèi)模型菌透光度比較，得出陽(yáng)性結(jié)果：百分變化率（%）＝×100%

特點(diǎn)：①可動(dòng)態(tài)觀察細(xì)菌生長(zhǎng)的情況，儀器隨時(shí)報(bào)警，不要等到24h，比傳統(tǒng)的手工方法要快；②藥敏試驗(yàn)可報(bào)MIC，也可進(jìn)行MRS、ESBL鑒定；③整個(gè)試驗(yàn)過(guò)程是全封閉，對(duì)實(shí)驗(yàn)室污染少；④鑒定卡貴，成本大。Microscan鑒定系統(tǒng)：這是美國(guó)70年代中期研制的。

工作原理：采用敏感度的快速熒光法，將熒光底物與培養(yǎng)基混在一起。當(dāng)細(xì)菌生長(zhǎng)時(shí)，不用的孔內(nèi)必須含量不一樣，與數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)的模型菌熒光量比較，得出鑒定結(jié)果。

特點(diǎn)：①鑒定板分普通、快速二種；②鑒定板和藥敏板可分開(kāi)。PHOENIXTM100鑒定/藥敏系統(tǒng)

原理：利用氧化還原反應(yīng)+細(xì)菌↑刃天青（指示劑）VitekⅡ系統(tǒng)：這是在第一代Vitek基礎(chǔ)上研發(fā)的可同時(shí)容納120個(gè)菌的鑒定，采用快速熒光法測(cè)定細(xì)菌，2小