1 概述

     

     由多種病原微生物所致的傳染病遍布臨床各個(gè)科室，其中細(xì)菌性感染最為常見，因此抗菌藥物也就成為臨床應(yīng)用最廣泛的藥物之一。在抗菌藥物治愈和挽救了許多患者生命的同時(shí)，也出現(xiàn)了由于抗菌藥物應(yīng)用不合理的問(wèn)題，給病人健康乃至生命造成了重大影響。所以準(zhǔn)確、及時(shí)的發(fā)現(xiàn)和鑒定病原體并快速做出病原學(xué)診斷和藥物敏感性試驗(yàn)是當(dāng)務(wù)之急。從上世紀(jì)80年代后期微生物學(xué)家和工程技術(shù)人員密切合作，在對(duì)微生物進(jìn)行深人研究的基礎(chǔ)上，采用物理和化學(xué)的分析方法，根據(jù)細(xì)菌不同的生物特性和代謝產(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)，在儀器內(nèi)部安裝了恒溫孵育箱，通過(guò)微機(jī)和恒溫電路自動(dòng)維持和調(diào)節(jié)溫度，自動(dòng)檢測(cè)是否有細(xì)菌生成及細(xì)菌的類型，使微生物鑒定和抗菌素敏感性試驗(yàn)及最低抑菌濃度值(MIC)的測(cè)定在一臺(tái)儀器中自動(dòng)完成。至今，全國(guó)應(yīng)用自動(dòng)化細(xì)菌鑒定儀器的臨床細(xì)菌室約占近半的比例，為快速、正確的細(xì)菌學(xué)報(bào)告及指導(dǎo)臨床合理用藥提供了可靠的依據(jù)。

 

2 全自動(dòng)微生物鑒定和藥敏分析儀器的介紹

 

     該類儀器是用于鑒定各種病原菌，主要是革蘭氏陰性菌、革蘭氏陽(yáng)性菌、腸球菌屬及真菌等，檢驗(yàn)菌種可達(dá)500多種。可以同時(shí)做抗菌藥物敏感性試驗(yàn)，以幫助臨床醫(yī)生做出正確的病原學(xué)診斷并制定治療方法。

 

2.1 儀器的基本工作原理

     全自動(dòng)微生物鑒定和藥敏分析類儀器結(jié)合自動(dòng)化、微機(jī)化和先進(jìn)的微生物檢驗(yàn)方法，可同時(shí)做細(xì)菌鑒定和藥敏試驗(yàn)，能夠?qū)εR床大多數(shù)細(xì)菌進(jìn)行快速鑒定和藥敏實(shí)驗(yàn)。

      細(xì)菌鑒定原理:采用傳統(tǒng)的比色法和快速熒光法。根據(jù)不同類別細(xì)菌的理化性質(zhì)不同，設(shè)計(jì)不同的測(cè)試卡，每一張卡包括多項(xiàng)生化反應(yīng)。儀器采用光電比色法測(cè)定細(xì)菌因分解底物導(dǎo)致PH值改變或由于細(xì)菌生長(zhǎng)利用底物而引起的透光度變化;其熒光法是在測(cè)試卡的小孔中加人酶底物，使其與細(xì)菌產(chǎn)生的酶結(jié)合生成熒光物質(zhì)。儀器在較短的時(shí)間內(nèi)能夠分析細(xì)菌對(duì)不同生化底物所產(chǎn)生的發(fā)熒光的物質(zhì)，通過(guò)讀數(shù)器測(cè)定熒光強(qiáng)度來(lái)判定細(xì)菌胞外酶;采用熒光技術(shù)鑒定細(xì)菌，速度可以提高4-8倍。兩小時(shí)可提供鑒定報(bào)告。

     細(xì)菌鑒定實(shí)驗(yàn)底物有幾種不同類型，各個(gè)不同品牌的儀器均使用自己的測(cè)試卡和相應(yīng)的試劑;以酶為基礎(chǔ)的反應(yīng)底物，包括顯色底物和熒光底物;以微生物生長(zhǎng)為基礎(chǔ)的底物是糖類底物和化合物底物，還有混合底物;通過(guò)與各種細(xì)菌發(fā)生氧化、降解及水解反應(yīng)，產(chǎn)生顏色的變化或產(chǎn)生熒光物質(zhì)，利用顯色和熒光強(qiáng)度的變化來(lái)鑒定細(xì)菌的菌型。儀器會(huì)自動(dòng)選擇底物進(jìn)行分析。

      藥敏試驗(yàn)也有兩種測(cè)定法:比濁法和熒光測(cè)定法。根據(jù)藥敏試驗(yàn)的判讀標(biāo)準(zhǔn)，每一種藥物設(shè)計(jì)了多個(gè)稀釋梯度，每一種抗生素測(cè)定最低抑菌濃度可用3-8個(gè)測(cè)試孔不等，在卡中加人一定濃度的菌懸液;系統(tǒng)配有專用光電比濁儀，便于測(cè)定由不同細(xì)菌配置菌懸液的濃度。由于孔內(nèi)微生物生長(zhǎng)會(huì)形成小顆�；蚓奂�成團(tuán)塊將引起濁度變化，儀器采用光電比濁法測(cè)定各個(gè)測(cè)試孔的濁度變化，每隔一定時(shí)間讀取數(shù)據(jù)一次，讀數(shù)器會(huì)測(cè)得不同的吸光度值，得以獲取待檢菌在不同濃度藥液及不同藥物中的生長(zhǎng)率。最低抑菌濃度值(MIC)的測(cè)定是在含有各種濃度的抗生素的反應(yīng)卡中加人待測(cè)細(xì)菌的菌懸液，經(jīng)過(guò)一定時(shí)間孵育后，用光電比濁法測(cè)定其透光率，獲取吸光度值，若細(xì)菌生長(zhǎng)，濁度增加，吸光度值增大，表示該孔內(nèi)的抗生素不能抑制細(xì)菌，反之表示細(xì)菌被抑制，以最小藥物濃度仍然能夠抑制細(xì)菌的反應(yīng)孔為該種抗生素對(duì)此菌的MIC值。用熒光技術(shù)測(cè)定時(shí)在肉湯中加人熒光底物，大部分菌種都能在5小時(shí)內(nèi)判讀MIC值，并根據(jù)相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)報(bào)告其藥物敏感結(jié)果(S,I,R)。MIC卡每種藥物均有多個(gè)稀釋度。儀器在每一次讀取數(shù)值后，自動(dòng)將所測(cè)取的數(shù)據(jù)與存儲(chǔ)在硬盤中的菌種資料庫(kù)標(biāo)準(zhǔn)菌生物模型相比較，由電腦分析得出的結(jié)果做出鑒定，可通過(guò)打印機(jī)打印報(bào)告。

 

2.2 儀器的主要組成部分

     儀器主要有菌液接種和封口裝置、讀數(shù)器1恒溫孵箱、電腦系統(tǒng)和測(cè)試卡等組成。

     菌液接種和封口裝置的作用是將待測(cè)的樣品注人測(cè)試卡中，然后封口。不同廠家的儀器采用不一樣的技術(shù)，有的是配有真空加樣器用于菌液接種，可使卡中的所有孔接種一次完成;有的儀器接種和封口采用熱切割器，下面接真空倉(cāng)，試管中的菌懸液樣品接加樣管通過(guò)彎管與測(cè)試卡相連，在真空倉(cāng)負(fù)壓的作業(yè)下，菌懸液充人到測(cè)試卡的每一反應(yīng)孔中。熱切割器產(chǎn)生200℃以上的高溫，將接種完菌液的測(cè)試卡，齊孔在彎管處切斷并封閉。還有的儀器采用重力自加樣技術(shù)，接種均勻，保證反應(yīng)孔中無(wú)氣泡殘留。

     儀器均在其內(nèi)部裝有恒溫孵箱和讀卡器。孵育箱一般是轉(zhuǎn)盤式結(jié)構(gòu)，有直立的原柱轉(zhuǎn)盤，用于放置測(cè)試卡。孵箱內(nèi)由CPU控制恒溫電路，保持恒定的溫度，在箱內(nèi)有光電讀數(shù)器，由光路部分發(fā)出的單色光掃描每塊測(cè)試卡的每一個(gè)孔，通過(guò)光電比色或比濁測(cè)定細(xì)菌因分解或利用底物導(dǎo)致的顏色或濁度的變化，通過(guò)讀數(shù)器將該變化的吸光度值變成電信號(hào)，再由微機(jī)分析一計(jì)算。

     儀器的光源是采用發(fā)射紅、藍(lán)、綠等單色光的發(fā)光二極管或鹵素?zé)艏訛V光片作光源，每隔一定的時(shí)間掃描一次每塊測(cè)試卡的各個(gè)反應(yīng)孔，獲取顯色反應(yīng)的吸光度值;用紫外線燈照射檢測(cè)熒光底物孔的反應(yīng)。不同的儀器采用不同的光電轉(zhuǎn)換器件將吸光度信號(hào)和熒光信號(hào)轉(zhuǎn)變成電信號(hào)，包括光電三極管、光電倍增管及比較先進(jìn)的電荷藕合器件CCD做光電轉(zhuǎn)換器。

      通過(guò)機(jī)內(nèi)的CPU自動(dòng)記錄和分析每次判讀的每個(gè)反應(yīng)孔的結(jié)果。在存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)的運(yùn)算法則按照反應(yīng)底物種類區(qū)分反應(yīng)時(shí)間及判讀次數(shù)。對(duì)于藥敏試驗(yàn)則通過(guò)定量分析濁度或顏色的變化，判斷每個(gè)檢測(cè)孔內(nèi)微生物是否生成;儀器內(nèi)的微機(jī)程序自動(dòng)計(jì)算濁度變化的斜率，并與陽(yáng)性對(duì)照孔斜率比較，再分析計(jì)算出最低抑菌濃度值(MIC );有的儀器其CPU會(huì)對(duì)不同種類的抗生素和不同種屬的微生物及生長(zhǎng)的等級(jí)采用不同的特殊運(yùn)算法則，較精確的判斷微生物是否生長(zhǎng)。大多數(shù)藥敏實(shí)驗(yàn)結(jié)果在6小時(shí)內(nèi)完成。一般是在最后一次判讀結(jié)果后由打印機(jī)打印含有MIC值和藥物敏感性S,I,R結(jié)果的報(bào)告。

     儀器均帶有條碼掃描器掃描測(cè)試卡上的條碼，將待測(cè)卡的各種信息錄人到機(jī)內(nèi)的存儲(chǔ)器中。能自動(dòng)識(shí)別卡的功能，區(qū)別鑒定和藥敏，按照設(shè)定的時(shí)間自動(dòng)孵育和讀數(shù)。

      電腦系統(tǒng)一般是配置性能較好的微機(jī)。安裝有較強(qiáng)大的軟件包:包括(1)菌種資料庫(kù)。(2)流行病學(xué)/院內(nèi)感染統(tǒng)計(jì)軟件:可以提供多種流行病學(xué)統(tǒng)計(jì)報(bào)告。(3)藥品管理軟件:其中的條件抗生素報(bào)告可以提供敏感結(jié)果，便于控制廣譜抗生素的使用，指導(dǎo)合理用藥，減少耐藥菌株的產(chǎn)生。并對(duì)藥敏實(shí)驗(yàn)結(jié)果提供標(biāo)準(zhǔn)解釋，指導(dǎo)臨床正確進(jìn)行抗感染治療(4)專家系統(tǒng)軟件可以幫助解釋和檢測(cè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果。(5)中文報(bào)告系統(tǒng)軟件。軟件還帶有數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)程序，能進(jìn)行各種統(tǒng)計(jì)學(xué)分析;可以編輯不同的統(tǒng)計(jì)目的、范圍、時(shí)間、菌種及藥物等流行病學(xué)報(bào)告。

全自動(dòng)微生物鑒定和藥敏分析系統(tǒng)的鑒定和藥敏測(cè)試功能都是由不同的測(cè)試卡來(lái)實(shí)現(xiàn)的。其中細(xì)菌鑒定卡有幾十種，包括了大部分菌種，藥敏測(cè)試卡等。不同的儀器使用的測(cè)試卡形狀和孔數(shù)不同，均是專用的卡板，由廠家提供，價(jià)格差別較大。但都包括各種類型的細(xì)菌鑒定卡、MIC測(cè)定快速鑒定卡及藥敏和鑒定組合測(cè)試卡等。

一般儀器還帶有故障自檢功能，可以防止由于系統(tǒng)故障造成的結(jié)果異常。

      全自動(dòng)微生物鑒定和藥敏分析系統(tǒng)由于自動(dòng)化程度高，功能齊全，體現(xiàn)了微生物檢驗(yàn)的最新進(jìn)展，廣泛運(yùn)用于臨床微生物檢驗(yàn)、衛(wèi)生防疫和商檢等部門。