第六章微生物检测技术和相关仪器

教学基本内容教学基本内容教学基本内容教学基本内容

2.2. 仪器的基本结构与功能仪器的基本结构与功能

1.1. 微生物自动化检测仪器的工作原理微生物自动化检测仪器的工作原理

3.3. 仪器的常见故障及维护仪器的常见故障及维护

4.4. 微生物自动化检测系统的进展微生物自动化检测系统的进展

概述概述概述概述

传统的微生物学鉴定方法传统的微生物学鉴定方法

过程烦琐费时费力

易发生主观片面错误

质量控制难

微生物学技术方法快速、准确、简易和自动化 ?

微电子学微电子学

化学化学

计算机学计算机学分子生物学分子生物学

物理学物理学

渗透

交叉

微生物学微生物学

自动化检测系统自动化检测系统自动化检测系统自动化检测系统



自动微生物鉴定及药敏分析系统

化检测系统

化检测系统

微生物自动

微生物自动

化检测系统

化检测系统

微生物自动

微生物自动

自动血培养系统

( 点击进入 )

主要功能检测标本中是否有微生物存在，计算机自动扫描进行连续监测，当微生物生长代谢导致某些生长指数超标时，仪器自动报警提示有细菌生长。

自动血培养系统


主要功能将培养基上分离的可疑致病菌配制成纯菌液，放入自动微生物鉴定及药敏分析系统中，通过计算机自动扫描、读数、分析、最后报告鉴定及药敏结果。

自动微生物鉴定及药敏分析系统


主要内容主要内容主要内容主要内容

第一节自动血培养系统

第二节自动微生物鉴定及药敏分析系统

本章小结

第一节自动血培养系统第一节自动血培养系统第一节自动血培养系统第一节自动血培养系统

自动血自动血培养仪培养仪（目录）（目录）

工作原理及分类工作原理及分类

基本结构与功能基本结构与功能

性能特点性能特点

常见故障及维护常见故障及维护

血培养仪的进展血培养仪的进展

通过自动监测培养基（液）中的混浊度、pH 值、代谢终产物 CO2 的浓度、荧光标记底物或代谢产物等的变化，定性地检测微生物的存在。

自动血培养仪的工作原理


混浊度

CO2

pH

荧光标记底物代谢

产物

检测培养基导

的血培养系统

电性和电压

的血培养系统

应用测压原理采用光电原理监测的

血培养系统

根据检测原理分类根据检测原理分类

点击进入


检测培养基导电性和电压的血培养系统检测培养基导电性和电压的血培养系统　　　　　　　

血培养基中因含有不同电解质而具有一定导电性。微生物在生长代谢的过程中可产生质子、电子和各种带电荷的原子团（例如在液体培养基内 CO2 转变成 CO3

－），通过电极检测培养基的导电性或电压可判断有无微生物生长。


许多细菌生长过程中，常伴有吸收或产生气体现象，如很多需氧菌在胰酶消化大豆肉汤中生长时，由于消耗培养瓶中的氧气，故首先表现为吸收气体。而厌氧菌生长时最初均无吸收气体现象，仅表现为产生气体（主要为 CO2 ），因此可利用培养瓶内压力的改变检测微生物的生长情况。


应用测压原理的血培养系统应用测压原理的血培养系统　　　　　　　

必然会产生终代谢产物 CO2 ，引起培养基 pH 及氧化还原电位改变。利用光电比色检测血培养瓶中某些代谢产物量的改变，可判

微生物在代谢过程中

判断有无微生物生长。


采用光电原理监测的血培养系统采用光电原理监测的血培养系统　　　　　　　

BioArgos系统

Vital系统

根据检测手段不同分成四类

Bactec9000系列

点击进入BacT/Alert系统

点击进入

目前临床最常见的血培养系统



BacT/Alert系统工作原理


co2

co2

co2

培养基

光电感应器

荧光感应物质光源

中央处理器报告

Bactec9000系列工作原理

自动血培养仪的基本结构与功能自动血培养仪的基本结构与功能

培养瓶培养瓶

培养仪培养仪

数据管理系统

数据管理系统

点击图片进入


培养瓶

培养瓶

需

氧

培养瓶

厌

氧培养瓶

小

儿

培

养

瓶

分支杆菌

培

养

瓶

其

他


临床常见的血培养瓶 1

为一次性无菌培养瓶，瓶内为负压，便于标本采集时依靠负压作用将血液直接引人培养瓶。每个培养瓶底部都包含一个检测 CO2 的传感器，通过检测作为微生物生长状况的指示器。


BacT/Alert 系统

Bactec9000 系列

临床常见的血培养瓶 2

针对微生物对营养和气体环境的要求悬殊，患者的年龄和体质差异大以及培养前是否服用抗菌素等要素， BACTEC9000 系统提供多种专用封闭式培养瓶，不仅提供不同细菌繁殖所必需的增菌液体培养基，还包含适宜的气体成分，最大限度检出所有阳性标本，防止假阴性。


培养仪的组成

恒温装置

振荡培养装置

监测装置


功能培养瓶放入仪器后进行恒振荡温培养及自动连续监测。不同类型自动血培养系统的单机检测样本数有所不同，一般为数十至数百个。监测数据传送至数据管理系统，一旦系统分析显示某一培养瓶达到阳性判断标准时，培养仪将会给予提示信息。


临床常见的血培养仪


BacT/Alert系统

Bactec9000系列

数据管理系统

主机

监视器键盘

打印机条形码阅读器


功能收集并分析来自培养仪的数据，以及将患者和培养瓶的资料存入数据库。在不使用数据管理系统时，系统处于监视状态并出现监视屏幕。当需要患者及培养资料时，进入系统主菜单。数据管理系统可根据各实验室的要求追踪大量的信息，可保存基本或详尽的资料（如患者检验号，培养瓶号，标本类型以及实验室自己设置的一些特殊项目资料），也可根据病区、微生物类型及时间追踪分析结果。一般还可给出工作量报告。


自动血培养仪的性能特点

培养基营养丰富　　以连续、恒温、振荡方式培养　　　　　　　

培养瓶多采用不易碎材料制成　　　

采用封闭式非侵入性的瓶外监测方式　　　　　　　　自动连续监测


数据处理功能较强设有内部质控系统　　　　　　　

培养瓶可随时放入，并进行追踪检测　　　

培养瓶多采用双条形码技术　　　　　　　　

用途广泛　　　　　　　

阳性结果报告及时，并打印显示或报警提示　　　　　　　


自动血培养仪常见故障及维护

温度异常（过高或过低）

瓶孔被污染

数据管理系统与培养仪失去信息联系或不工作

仪器对测试中的培养瓶出现异常反应


温度异常（过高或过低）

多数情况下是由于仪器门打开的次数太多引起，需注意尽量减少仪器门开关次数，并确保培养过程中仪器门是紧闭的。通常培养仪的门要关闭 30min 后才能保持温度平衡。


瓶孔被污染

如果培养仪瓶孔内的培养瓶破裂或泄漏，需按各仪器要求及时进行清洁和消毒处理。


数据管理系统与培养仪失去信息联系或不工作

此类故障只可能在微机与培养仪仪器相对独立的系统中出现。此时培养仪仍可监测标本，但它只能保留最后 72小时的数据，检测时也只能打印阳性或阴性标本的位置。因此必须注意放置培养瓶时，需先扫描条形码，再将它放入启用的瓶孔内，患者、检验号、培养瓶的信息要等到微机系统工作之后才能输入。


仪器对测试中的培养瓶出现异常反应

在 BACTEC9050 培养仪中，出现此类故障的原因大多是由于培养瓶未经扫描条形码就放入仪器内，或虽已扫描，但未放入规定的瓶孔中，系统将这些培养瓶归为“匿名瓶”，在显示屏上会出现提示信息。此时应将“匿名瓶”取出，重新扫描后放入。


BacT/Alert 培养仪运行中，有时仪器测定系统认为某一瓶孔目前是空的，但是实际上孔内还有一被测的培养瓶（无论是阳性或阴性的），此时应通过打印或 “ Problem Log” 命令读出存在问题的瓶孔号。若整个区块中的所有瓶号都被显示出来，那可能是区块有问题；若只列出一个瓶孔号，那就只是这个瓶孔有问题。故障排除方法：如果这一孔内的培养瓶已经被非法卸出，则可以不管这一信息；如果孔内还有培养瓶，则卸出此瓶，装入到另一孔内，然后对前孔作质控。


血培养仪的进展


检出的范围更广，阳性率更高灵敏度更高，污染率、假阳性率和假阴性率应降至最低自动化和计算机的智能化程度更强体积更小，仅需极微量的血液样品即可检出所有的微生物检验周期更短，工作效率更高成本更低，结果报告更快使血培养检查更容易被患者接受

微生物自动鉴定及药敏分析系统（目录）（目录）

第二节微生物自动鉴定及药敏分析系统第二节微生物自动鉴定及药敏分析系统第二节微生物自动鉴定及药敏分析系统第二节微生物自动鉴定及药敏分析系统

工作原理工作原理

基本结构与功能基本结构与功能


维护和保养维护和保养

进展进展

常见仪器介绍常见仪器介绍

微生物自动鉴定系统工作原理

采用微生物数码鉴定原理数码鉴定是指通过数学的编码技术将细菌的生化反应模式转换成数学模式，给每种细菌的反应模式赋予一组数码，建立数据库或编成检索本。通过对未知菌进行有关生化试验并将生化反应结果转换成数字（编码），查阅检索本或数据库，得到细菌名称。其基本原理是计算并比较数据库内每个细菌条目对系统中每个生化反应出现的频率总和。


抗菌药物敏感性试验的检测原理

其实质是微型化的肉汤稀释试验将抗生素微量稀释在条孔或条板中，加入菌悬液孵育后放入仪器或在仪器中直接孵育，仪器每隔一定时间自动测定细菌生长的浊度，或测定培养基中荧光指示剂的强度或荧光原性物质的水解，观察细菌的生长情况。得出待检菌在各药物浓度的生长斜率，经回归分析得到最低抑菌浓度 MIC 值，并根据 CLSI 标准得到相应敏感度：敏感“ S” 、中度敏感“MS” 和耐药“ R” 。

Clinical and Laboratory Standards Institute：临床与实验室标准委员会。以前称 NCCLS


基本结构与功能

　　菌液接种器

　　培养和监测系统

　　测试卡（板）

　　数据管理系统


是系统的工作基础，各种不同的测试卡（板）具有不同的功能。最基本的测试卡（板）包括革兰氏阳性菌鉴定卡（板）、革兰氏阴性菌鉴定卡（板）、革兰氏阳性菌药敏试验卡（板）和革兰氏阴性菌药敏试验卡（板）。

测试卡（板）测试卡（板）


微生物自动鉴定系统的鉴定卡

常规鉴定卡对各项生化反应结果（阴性或阳性）的判定是根据比色法的原理，系统以各孔的反应值作为判断依据，组成数码并与数据库中已知分类单位相比较，获得相似系统鉴定值。

快速荧光鉴定卡根据荧光法的鉴定原理，通过检测荧光底物的水解、荧光底物被利用后的 pH 变化、特殊代谢产物的生成和某些代谢产物的生成率来进行菌种鉴定。


快速荧光测试卡检测原理为荧光法，如 Sensititre 系统，在每一反应孔内参与荧光底物，若细菌生长，表面特异酶系统水解荧光底物，激发荧光，反之无荧光。以最低药物浓度仍无荧光产生的浓度为最低抑菌浓度。

微生物药敏测试卡

常规测试卡检测原理为比浊法，如 Vitek 系统，在含有抗生素的培养基中，浊度的增加提示细菌生长，根据判断标准解释敏感或耐药。


绝大多数自动微生物鉴定及药敏分析系统都配有自动接种器，大致可分为真空接种器和活塞接种器，以真空接种器较为常用。仪器一般都配有标准麦氏浓度比浊仪，操作时只需稀释好的菌液放入比浊仪中确定浓度即可。

菌液接种器菌液接种器


监测系统每隔一定时间对每孔的透光度或荧光物质的变化进行检测。快速荧光测定系统可直接对荧光测试板各孔中产生的荧光进行测定，并将荧光信号转换成电信号常规测试板则直接检测电信号，从干涉滤光片过滤的光通过光导纤维导入测试板上的各个测试孔，光感受二极管测定通过每个测试孔的光量，产生相应的电信号，从而推断出菌种的类型及药敏结果。

培养和监测系统培养和监测系统


系统的神经中枢，始终保持与孵箱 / 读数器、打印机的联络，控制孵箱温度，自动定时读数，负责数据的转换及分析处理。

数据管理系统数据管理系统


自动化程度较高　　功能范围大　　　　　　　

检测速度快　　　

系统具有较大的细菌资料库　　　　　　　　



数据处理软件功能强大

软件和测试卡（板）大多可不断升级更新　　　　　　

设有内部质控系统　　　

使用一次性测试卡或测试板


维护和保养维护和保养

严格按手册规定进行开、关机及各种操作，防止因程序错误造成设备损伤和信息丢失。　　定期清洁比浊仪、真空接种器、封口器、读数器及各种传感器，避免由于灰尘而影响判断的正确性。　定期用标准比浊管对比浊仪进行校正，用 ATCC 标准菌株测试各种试卡，并作好质控记录。　

建立仪器使用以及故障和维修记录，详细记录每次使用情况和故障的时间、内容、性质、原因和解决办法。

定期由工程师作全面保养，并排除故障隐患。


微生物自动鉴定及药敏分析系统的进展微生物自动鉴定及药敏分析系统的进展


未来理想的微生物鉴定和药敏分析系统应检测速度更快；检测的准确率和分辨率更高；自动化和电脑的智能化程度更强；检测成本更低。我们相信，随着

生命科学和计算机技术的进步，新一代更适合临床微生物检测鉴定以及药物敏感性分析的自动化仪器将不断涌现。

临床常见的相关仪器临床常见的相关仪器 11


临床常见的相关仪器临床常见的相关仪器 22


第六章 微生物检测技术和相关仪器

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第六章微生物检测技术和相关仪器