傲生物检测技术和相关仪器 知识护充 首页·第八章微生物检测技术和相关仪器 自动血培养仪进展 血培养检查是用于检验血液样品中有无细菌存在的一种微生物 学检查方法，对于快速检测临床上严重危及患者生命的败血症、菌 血症患者血液中是否有细菌生长以明确诊断有十分重要的作用，是 临床有效治疗的关键。近年来，随着科学技术进步和微生物学的发 展，微生物学家、计算机专家和工程技术人员相结合，已经创造出 许多自动化、电脑化的智能型自动血培养仪。 一、自动血培养仪的基本结构和检测原理 自动血培养仪包括培养系统或恒温孵育系统、检测系统、计算 机及外围设备。培养系统设有恒温装置和震荡培养装置，其中培养 瓶的支架根据容量不同分为50瓶、120瓶、240瓶等。自动血培养 仪根据各自检测原理设有相应的检测系统。计算机及外围设备用于 判断发出阴性、阳性结果报告，记录和打印结果，进行数据储存和 分析等。自动血培养仪的检测原理主要有二氧化碳感受器、荧光检 测和放射性标记物质检测三种检测技术。出于对环保和安全性方面 的考虑放射性标记物质检测已较少使用。美国BD公司BACTEC系 列自动血培养仪荧光增强检测技术的原理是细菌在代谢过程中利用
微生物检测技术和相关仪器 首页 → 第八章 微生物检测技术和相关仪器 自动血培养仪进展 血培养检查是用于检验血液样品中有无细菌存在的一种微生物 学检查方法，对于快速检测临床上严重危及患者生命的败血症、菌 血症患者血液中是否有细菌生长以明确诊断有十分重要的作用，是 临床有效治疗的关键。近年来，随着科学技术进步和微生物学的发 展，微生物学家、计算机专家和工程技术人员相结合，已经创造出 许多自动化、电脑化的智能型自动血培养仪。 一、自动血培养仪的基本结构和检测原理 自动血培养仪包括培养系统或恒温孵育系统、检测系统、计算 机及外围设备。培养系统设有恒温装置和震荡培养装置，其中培养 瓶的支架根据容量不同分为 50 瓶、120 瓶、240 瓶等。自动血培养 仪根据各自检测原理设有相应的检测系统。计算机及外围设备用于 判断发出阴性、阳性结果报告，记录和打印结果，进行数据储存和 分析等。自动血培养仪的检测原理主要有二氧化碳感受器、荧光检 测和放射性标记物质检测三种检测技术。出于对环保和安全性方面 的考虑放射性标记物质检测已较少使用。美国 BD 公司 BACTEC 系 列自动血培养仪荧光增强检测技术的原理是细菌在代谢过程中利用
培养基内营养成分，释放出二氧化碳，二氧化碳与培养瓶底部含有 荧光染料的感应器反应，使感应器内结合二氧化碳的荧光物质被激 发出荧光，系统每10mi血自动测定一次荧光水平，24h连续进行， 通过电脑数据系统处理得出培养结果，并立即以声、光信号报警。 法国bioMerieux公司VITAL自动血培养仪的检测原理是在液体培 养瓶内含有发荧光物质的分子，在孵育过程中，如有细菌生长，其 代谢过程中会产生氢离子、电子和各种带电荷的原子团，发荧光的 分子接授了这些物质后改变自身结构转变为不发光的化合物，出现 荧光衰减现象，一旦被测出，即提示有细菌生长。荷兰0 rganon Teknika公司BacT/alert自动血培养仪的检测原理是在血培养瓶底部 有一个固相感应器，感应器上有半渗透性薄膜将培养基与感应装置 隔离，只有二氧化碳能通过薄膜。当培养瓶内有细菌生长，其释放 的二氧化碳可渗透至感应器，经水饱和后，产生氢离子，使H值发 生改变，感应器的颜色也随之改变，颜色由原来的绿色变成黄色 这一过程由一个置于检测组件内部的光反射检测计进行连续监测。 二、自动血培养仪的性能特点 与自动血培养仪配套的培养瓶是血培养仪重要的核心技术，设 置不同培养瓶的目的主要是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较大及培养前是否使用抗生素三大要素 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。目前常用的培 养瓶种类一般有标准需氧培养瓶、标准厌氧培养瓶、树脂或活性炭
培养基内营养成分，释放出二氧化碳，二氧化碳与培养瓶底部含有 荧光染料的感应器反应，使感应器内结合二氧化碳的荧光物质被激 发出荧光，系统每 10min 自动测定一次荧光水平，24h 连续进行， 通过电脑数据系统处理得出培养结果，并立即以声、光信号报警。 法国 bioMerieux 公司 VITAL 自动血培养仪的检测原理是在液体培 养瓶内含有发荧光物质的分子，在孵育过程中，如有细菌生长，其 代谢过程中会产生氢离子、电子和各种带电荷的原子团，发荧光的 分子接受了这些物质后改变自身结构转变为不发光的化合物，出现 荧光衰减现象，一旦被测出，即提示有细菌生长。荷兰 Organon Teknika公司BacT/alert自动血培养仪的检测原理是在血培养瓶底部 有一个固相感应器，感应器上有半渗透性薄膜将培养基与感应装置 隔离，只有二氧化碳能通过薄膜。当培养瓶内有细菌生长，其释放 的二氧化碳可渗透至感应器，经水饱和后，产生氢离子，使 pH 值发 生改变，感应器的颜色也随之改变，颜色由原来的绿色变成黄色， 这一过程由一个置于检测组件内部的光反射检测计进行连续监测。 二、自动血培养仪的性能特点 与自动血培养仪配套的培养瓶是血培养仪重要的核心技术，设 置不同培养瓶的目的主要是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较大及培养前是否使用抗生素三大要素， 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。目前常用的培 养瓶种类一般有标准需氧培养瓶、标准厌氧培养瓶、树脂或活性炭
需氧培养瓶、树脂厌氧培养瓶、树脂儿童培养瓶等。标准培养瓶用 于未使用抗菌素的患者，经济实用，节约成本，适合各种细菌和酵 母菌的生长；树脂培养瓶适合已使用抗菌素患者的标本，树脂包括 亲水树脂和疏水树脂两种剂型，可分离已与细菌结合的抗菌素，裂 解红细胞释放养分供细菌使用，裂解白细胞释放已被吞噬的细菌， 断开链球菌及葡萄球菌簇以加速细菌生长，可以吸附临床使用的绝 大多数抗菌素，使此类标本临床阳性培养率提高13：儿童培养瓶专 门为儿童设计，添加特殊促进细菌生长因子，并含树脂，可提高血 培养阳性率。自动血培养仪检测速度快、准确性及敏感性高是血培 养仪的的突出特点。如根据1994年美国微生物协会年会报告美国BD 公司BACTEC9050自动血培仪平均阳性标本检出时间为9.65h,最 快阳性报告时间为30mi血，培养20h阳性标本检出率为88.9%，培 养48h阳性标本检出率为95%，法国bioMerieux公司的miniVITAL 自动荧光血培养仪灵敏度为1000CFUL。培养瓶采用真空负压采血 技术，不需使用注射器采血，降低了成本，并减少标本污染机会； 采血时血流量均匀，使病人免受痛苦；血量采集准确，避免血量过 多或过少而影响检测结果的准确性；采血的密闭性操作，提高了医 护人员的安全性。培养瓶有效期长达1年，储藏温度范围2℃~30℃； 需氧培养瓶已预先填充培养所需气体，无须再做通气操作，提高了 检验人员的安全性，降低了成本，减少了污染；培养瓶采用双条形 码技术，撕下1条粘贴在病人报告单上，查询病人结果时，只需用 电脑上的条码阅读器扫描一下报告单上的条码，就可直接查询到病
需氧培养瓶、树脂厌氧培养瓶、树脂儿童培养瓶等。标准培养瓶用 于未使用抗菌素的患者，经济实用，节约成本，适合各种细菌和酵 母菌的生长；树脂培养瓶适合已使用抗菌素患者的标本，树脂包括 亲水树脂和疏水树脂两种剂型，可分离已与细菌结合的抗菌素，裂 解红细胞释放养分供细菌使用，裂解白细胞释放已被吞噬的细菌， 断开链球菌及葡萄球菌簇以加速细菌生长，可以吸附临床使用的绝 大多数抗菌素，使此类标本临床阳性培养率提高 1/3；儿童培养瓶专 门为儿童设计，添加特殊促进细菌生长因子，并含树脂，可提高血 培养阳性率。自动血培养仪检测速度快、准确性及敏感性高是血培 养仪的的突出特点。如根据 1994 年美国微生物协会年会报告美国 BD 公司 BACTEC9050 自动血培仪平均阳性标本检出时间为 9.65h，最 快阳性报告时间为 30min，培养 20h 阳性标本检出率为 88.9%，培 养 48h 阳性标本检出率为 95%。法国 bioMerieux 公司的 miniVITAL 自动荧光血培养仪灵敏度为 1000CFU/L。培养瓶采用真空负压采血 技术，不需使用注射器采血，降低了成本，并减少标本污染机会； 采血时血流量均匀，使病人免受痛苦；血量采集准确，避免血量过 多或过少而影响检测结果的准确性；采血的密闭性操作，提高了医 护人员的安全性。培养瓶有效期长达 1 年，储藏温度范围 2℃～30℃； 需氧培养瓶已预先填充培养所需气体，无须再做通气操作，提高了 检验人员的安全性，降低了成本，减少了污染；培养瓶采用双条形 码技术，撕下 1 条粘贴在病人报告单上，查询病人结果时，只需用 电脑上的条码阅读器扫描一下报告单上的条码，就可直接查询到病
人的结果及生长曲线。通常血液培养仪不仅可进行血液标本的检测 也可以用于临床上所有无菌体液的细菌培养检测，如胸水、腹水、 脑脊液、骨髓、关节液、腹透液、膀胱穿刺液、心包积液等。 三、自动血培养仪发展趋势 自动血培养仪的发展经历了观察指标从肉眼到放射性标记、再 到非放射性标记，操作从手工到半自动、再到自动，结果判断从终 点到连续判读、能记录细菌生长曲线、一旦出现阳性结果可随时报 告几个阶段。今后自动血培养仪的发展趋势包括要求作到以下几个 方面检出的范围更广，阳性率更高，能同时检出需氧菌、苛氧菌、 厌氧菌、分支杆菌和真菌等；灵敏度更高，并采用非放射性标记和 全封闭系统，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，包括条形码识别功能、专家系统和便于 网络化的数据分析和储存系统；体积更小，仅需极微量的血液样品 即可检出所有的微生物，同时仪器和设备的单位体积也要大大减少 检验周期更短，工作效率更高；成本更低，收费降低，使血培养检 查更容易被患者接受。 微生物自动化鉴定条统的工作原理 微生物鉴定的自动化技术近十几年得到了快速发展，数码分类技 术集数学、计算机、信息及自动化分析为一体，采用商品化和标准 化的配套鉴定和抗生素敏感试验卡或条板，可快速准确地对临床数 百种常见分离菌进行自动分析鉴定和药敏试验。目前自动化微生物 鉴定和药敏分析系统已在世界范围内临床实验室中广泛应用
人的结果及生长曲线。通常血液培养仪不仅可进行血液标本的检测， 也可以用于临床上所有无菌体液的细菌培养检测，如胸水、腹水、 脑脊液、骨髓、关节液、腹透液、膀胱穿刺液、心包积液等。 三、自动血培养仪发展趋势 自动血培养仪的发展经历了观察指标从肉眼到放射性标记、再 到非放射性标记，操作从手工到半自动、再到自动，结果判断从终 点到连续判读、能记录细菌生长曲线、一旦出现阳性结果可随时报 告几个阶段。今后自动血培养仪的发展趋势包括要求作到以下几个 方面:检出的范围更广，阳性率更高，能同时检出需氧菌、苛氧菌、 厌氧菌、分支杆菌和真菌等；灵敏度更高，并采用非放射性标记和 全封闭系统，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，包括条形码识别功能、专家系统和便于 网络化的数据分析和储存系统；体积更小，仅需极微量的血液样品 即可检出所有的微生物，同时仪器和设备的单位体积也要大大减少； 检验周期更短，工作效率更高；成本更低，收费降低，使血培养检 查更容易被患者接受。 微生物自动化鉴定系统的工作原理 微生物鉴定的自动化技术近十几年得到了快速发展。数码分类技 术集数学、计算机、信息及自动化分析为一体，采用商品化和标准 化的配 套鉴定和抗生素敏感试验卡或条板，可快速准确地对临床数 百种常见分离菌进行自动分析鉴定和药敏试验。目前自动化微生物 鉴定和药敏分析系统已在世界范围内临床实验室中广泛应用
早在七十年代中期，一些国外公司就研究出借助生物信息编码 鉴定细菌的新方法。这些技术的应用，为医学微生物检验工作提供 了一个简便、科学的细菌鉴定程序，大大提高了细菌鉴定的准确性。 目前，微生物编码鉴定技术已经得到普遍应用，并早已商品化和形 成独特的不同细菌鉴定系统。如API,Micro-D、RapID、Enterotube 和Minitek等系统。这种鉴定系统是自动化鉴定系统的基础。 一、数码鉴定法基本原理 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。随着电脑技术的进步，这一过程已变得非常容易。 (一)简要介绍计算步骤： 1·出现频率（概率）的计算将记录成阳性或阴性结果转换成 出现频率：①对阳性特征，则除以100即得。②对阴性特征，除以 100的商被1减去即可。③说明：对0和“100”，因这2个数太超量 为了使结果不出现过小或过大，而用相似值0.01或0.99值代替。 2.在每一个分类单位中，将所有测定项目的出现频率相乘，得 出总出现频率。 3.在每个分类菌群中的所有菌的总出现频率相加，除以一个分 类单位的总出现频率，乘100，即得鉴定%（%d)
早在七十年代中期，一些国外公司就研究出借助生物信息编码 鉴定细菌的新方法。这些技术的应用，为医学微生物检验工作 提供 了一个简便、科学的细菌鉴定程序，大大提高了细菌鉴定的准确性。 目前，微生物编码鉴定技术已经得到普遍应用，并早已商品化和 形 成独特的不同细菌鉴定系统。如 API、Micro-ID、RapID、Enterotube 和 Minitek 等系统。这种鉴定 系统是自动化鉴定系统的基础。 一、数码鉴定法基本原理 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。随着电脑技术的进步，这一过程已变得非常容易。 （一）简要介绍计算步骤： 1．出现频率（概率）的计算 将记录成阳性或阴性结果转换成 出现频率：①对阳性特征，则除以 100 即得。②对阴性特征，除以 100 的商被 1 减去即可。③说明：对“0”和“100”，因这 2 个数太超量， 为了使结果不出现过小或过大，而用相似值 0.01 或 0 .99 值代替。 2．在每一个分类单位中，将所有测定项目的出现频率相乘，得 出总出现频率。 3．在每个分类菌群中的所有菌的总出现频率相加，除以一个分 类单位的总出现频率，乘 100，即得鉴定%（%id）