微生物檢驗儀器

微生物檢驗儀器是專用於病原菌培養、鑑定以及藥敏分析的自動化儀器。

基本介紹

• 中文名：微生物檢驗儀器
• 外文名：MicrobiologicalTesting Instrument
• 分類名稱：微生物分析設備
• 管理類別：Ⅱ類

臨床背景

病原性微生物是引起臨床感染性疾病的重要因素。傳統微生物檢驗一直沿用由革蘭氏、巴斯德等科學家創造的傳統方法，從培養基製備、樣本接種、細菌培養、鑑定以及藥敏試驗等各個環節，很大程度上依賴手工操作，結果的判定和解釋等方面受主觀因素影響較大，難以進行質量控制。

隨著微生物檢驗技術和相關學科的進步，操作自動化、結果判讀智慧型化的微生物檢驗儀器檢驗儀器逐漸取代傳統方法，可以實現快速準確地對臨床常見的數百種病原進行鑑定和藥敏分析。

基本流程

用於臨床微生物檢驗的儀器主要有自動化血培養系統、自動化微生物鑑定與藥敏分析系統、微生物快速檢測儀等，微生物基本檢驗流程，如圖所示。

工作原理

隨著科學技術的發展，微生物儀器有逐步取代手工操作的趨勢，尤其在血液自動化培養、細菌的自動化鑑定和藥敏分析已經取得了突破性的進步。但是，現階段仍不能完全取代 手工操作。跟據是否需要分離培養分為自動化培養系統和非培養系統。

1. 自動化培養系統
   自動化培養系統按照功能的不同又分為自動化血培養檢測分析系統、自動化微生物鑑定與藥敏分析系統兩大類。
   
2. 自動化血培養檢測和分析系統
   自動化血培養檢測和分析系統主要是檢測血液樣本中是否有微生物存在，在培養過程中套用計算機檢測和分析系統對採用特殊工藝製作的培養瓶自動掃描，通過24小時內不間斷的實時定性監測，如果微生物生長代謝發生變化，儀器自動報警提示病原菌存在。
   
3. 自動化微生物鑑定與藥敏分析系統
   通常情況下，待測樣本經過人工培養分離出可疑菌落後，需要通過手工法完成微生物的鑑定和藥敏試驗，不僅耗時長且操作複雜，所受影響因素也較多。由自動化微生物鑑定和藥敏系統替代人工完成自動化檢測和分析，微生物鑑定和藥敏分析同步進行，根據生物信息數碼鑑定原理形成獨特的鑑定系統，同時採用紙片擴散法或微量肉湯稀釋法完成自動化藥敏分析，能最大限度地節省時間，減少人工操作，提高工作效率，保證檢驗結果的準確性。
   

非培養系統

非培養系統非培養系統是指不需要進行病原菌培養，只是對病原微生物中的某些特定的生物標誌物或細胞成分、代謝產物進行快速動態檢測，利用生化、免疫技術和分子生物學技術間接完成病原學的快速診斷，其主要與套用的儀器為微生物快速分析儀。

1. 對生物標誌物的檢測
   通過檢測被細菌感染的生物標誌物，可以鑑別感染與非感染，能動態評價疾病的嚴重程度，並指導抗菌藥物的合理套用。主要指標有降鈣素原、C反應蛋白以及白細胞介素等，這些指標通常採用免疫方法檢測。
   
2. 對病原菌成分的檢測
   感染性疾病患者經常出現高熱，主要與病原菌自身成分有關。通過對病原菌自身成分的檢測，有助於對細菌或真菌感染的診斷。通常採用生化或免疫方法進行檢測，對細菌的內毒素可採用凝膠法、比色法和化學發光等技術檢測；對真菌細胞壁的1,3-β-D葡聚糖可採用鱟G因子法、ELSA和免疫比濁法檢測；真菌細胞壁的半乳糖甘露聚糖可採用乳膠凝集法、放射免疫技術和酶免疫技術檢測。
   
3. 對核酸成分的分子生物學檢測
   可從待測樣本中直接提取DNA或RNA，不必考慮病原菌本身的生物學特性，通過分析其特異核酸序列，進行病原學鑑定。檢測技術主要有基因擴增技術、16sRNA技術、核酸鑑定技術、蛋白組學技術等，這些檢測方法在病原菌的快速檢測方面具有很好的套用前景。
   

自動化血培養系統、自動化微生物鑑定與藥敏分析系統是微生物檢驗中兩大主要分析系統，自動化血培養系統用於檢測樣本中是否存在病原體；自動化微生物鑑定與藥敏分析系統可以對已經分離的病原體進行鑑定和體外藥物敏感性試驗。此外，非培養法的快速微生物檢測儀套用十分廣泛。

分類

參照國家食品藥品監督管理局醫療器械分類目錄，微生物檢驗儀器主要分為以下類別。

類別	儀器描述	用途
微生物比濁儀器	通常由光源模組、光電檢測器模組、校準模組等組成。原理一般為濁度法。	用於測量微生物懸液的光密度，按麥氏濁度確定微生物的接種濃度等。
微生物培養監測儀器	通常由孵育模組、檢測模組、控制/報警模組、顯示模組、隨機軟體模組等組成。還可包括空氣過濾、條碼掃描等，原理一般為通過測量光散射，光密度，電阻抗，壓力感應，產色（二氧化碳）或是通過細菌直接計數的變化來確定細菌懸浮在液體培養基的濃度。	用於臨床培養、檢測血液和體液等標本中需氧菌、厭氧菌、真菌和分枝桿菌等。
微生物藥敏培養監測儀器	通常由孵育模組、檢測模組、控制/報警模組、顯示模組、隨機軟體模組等組成，還可包括空氣過濾、條碼掃描等。原理一般為通過測量光散射，光密度，電阻抗，壓力感應和產色（二氧化碳）或是細菌直接計數的變化來確定細菌懸浮在液體培養基的濃度，以判斷培養結果（陰性或是陽性）。通過監測添加抗生素的培養瓶中細菌的生長狀況，實現微生物藥敏檢測。	用於臨床培養血液和體液等標本中需氧菌、厭氧菌、真菌和分枝桿菌等。同時用於細菌、真菌和分枝桿菌的藥敏檢測。
微生物鑑定儀器（非質譜）	通常由主機模組、隨機軟體模組、條碼閱讀器模組等組成。原理一般為通過形態學、生長、生理學及臨床化學的手段鑑定從生物樣本（如：血液、尿液、腦脊液、唾液或糞便）中分離出的傳染性和/或病原性的微生物。	用於鑑定臨床樣本中分離出的微生物類別。
微生物質譜鑑定儀器	通常可包括標本預處理站、標本板、控制質譜儀主機的數據採集站和質譜儀主機（基質輔助雷射解吸電離離子源和飛行時間質量檢測器、可選反射器的垂直離子飛行管）、隨機軟體等組成。原理一般為利用基質輔助雷射解吸電離離子源（MALDI）和飛行時間質量分析器（TOF）的原理。	用於對臨床分離出的微生物（細菌、真菌和分枝桿菌）進行鑑定。
微生物鑑定藥敏分析儀器	通常由自動接種器模組、孵育模組、鑑定模組、藥敏分析模組、計算機模組、條碼閱讀器模組、隨機軟體模組等一種或幾種組成。原理一般為通過形態學、生長、生理學及臨床化學的手段鑑定從生物樣本（如：血液、尿液、腦脊液、唾液或糞便）中分離出的傳染性和/或病原性微生物。藥敏部分：通過與含不同濃度抗菌劑的試劑配合使用，來確定從臨床樣本分離出的細菌病原體的藥物敏感性。	用於對臨床分離出的微生物鑑定和/或藥敏分析。