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微生物自動化鑒定系統(tǒng)的工作原理
閱讀：1866發(fā)布時間：2017-4-17
微生物鑒定的自動化技術(shù)近十幾年得到了快速發(fā)展。數(shù)碼分類技術(shù)集數(shù)學,、計算機,、信息及自動化分析為一體，采用商品化和標準化的配 套鑒定和抗菌藥物敏感試驗卡或條板,，可快速準確地對臨床數(shù)百種常見分離菌進行自動分析鑒定和藥敏試驗,。目前自動化微生物鑒定和藥 敏分析系統(tǒng)已在世界范圍內(nèi)臨床實驗室中廣泛應(yīng)用。
一,、微生物數(shù)碼鑒定法
早在七十年代中期,，一些國外公司就研究出借助生物信息編碼鑒定細菌的新方法,。這些技術(shù)的應(yīng)用，為醫(yī)學微生物檢驗工作 提供了一個簡便,、科學的細菌鑒定程序,，大大提高了細菌鑒定的準確性,。目前,，微生物編碼鑒定技術(shù)已經(jīng)得到普遍應(yīng)用，并早已商品化和 形成*的不同細菌鑒定系統(tǒng),。如api,、micro-id、rapid,、enterotube和minitek等系統(tǒng),。這種鑒定 系統(tǒng)是自動化鑒定系統(tǒng)的基礎(chǔ)。
( 一)數(shù)碼鑒定法基本原理
數(shù)碼鑒定是指通過數(shù)學的編碼技術(shù)將細菌的生化反應(yīng)模式轉(zhuǎn)換成數(shù)學模式,，給每種細菌的反應(yīng)模式賦予一組數(shù)碼,，建立數(shù)據(jù)庫或編成檢索 本。通過對未知菌進行有關(guān)生化試驗并將生化反應(yīng)結(jié)果轉(zhuǎn)換成數(shù)字（編碼）,，查閱檢索本或數(shù)據(jù)庫,，得到細菌名稱。其基本原理是計算并 比較數(shù)據(jù)庫內(nèi)每個細菌條目對系統(tǒng)中每個生化反應(yīng)出現(xiàn)的頻率總和,。隨著電腦技術(shù)的進步,，這一過程已變得非常容易。
1．簡要介紹計算步驟：
(1)出現(xiàn)頻率（概率）的計算：將記錄成陽性或陰性結(jié)果轉(zhuǎn)換成出現(xiàn)頻率：①對陽性特征,，則除以100即得,。②對陰性特征，除以1 00的商被1減去即可,。③說明：對“0”和“100”,，因這2個數(shù)太超量，為了使結(jié)果不出現(xiàn)過小或過大,，而用相似值0.01或0 .99值代替,。
(2)在每一個分類單位中，將所有測定項目的出現(xiàn)頻率相乘,，得出總出現(xiàn)頻率,。
(3)在每個分類菌群中的所有菌的總出現(xiàn)頻率相加，除以一個分類單位的總出現(xiàn)頻率,，乘100,，即得鑒定%（%id）
(4)在每個菌群中，再按%id值大小順序重新排列,。將未知菌單次總發(fā)生頻率除以zui典型反應(yīng)模式單次總發(fā)生頻率,，得到模式頻率t 值，代表個體與總體的近似值。t值越接近1,，個體與總體越接近,，鑒定價值越大。按%id大小排序,，將相鄰兩項的%id之比為r,， 代表著條目與次選條目的差距，差距越大,，價值越大,。如果%id≥80，參考t及r值可作出鑒定,。
2．在編碼檢索本中檢索數(shù)據(jù)譜得出的結(jié)果有以下幾種形式（以api鑒定系統(tǒng)為例）,。
(1)有此數(shù)碼譜:①有一個或幾個菌名條目及相應(yīng)的鑒定值（%id和t值）。②對鑒定結(jié)果好壞的評價,，*……等,。 ③用小括號列出關(guān)鍵的生化結(jié)果及陽性百分率。④有時,，鑒定結(jié)果不佳或有多條菌名條目,需進一步補充試驗項目才能得出良好的鑒定結(jié) 果,。⑤指出某些注意要點，需用“推測性鑒定”,，并將此菌送至參考實驗室,；需用“血清學鑒定”，作進一步的證實等,。
(2)無此數(shù)碼譜：可能有以下原因：①此生化譜太不典型,。②不能接受，鑒定值低(%id＜80.0),。③可疑,。需進一步確認是否 純培養(yǎng)，重新鑒定,，可與供應(yīng)商技術(shù)服務(wù)部,。
3. 結(jié)果解釋
(1)如果排序*的細菌%id≥80.0，則可將未知菌鑒定在此條目中,，并按%id值的大小對鑒定的可信度作出評價,。%id≥ 99.9和t≥0.75為*的鑒定；%id 99.0~98.9之間,，t≥0.5為很好的鑒定,；%id 90.0~98.9之間，t≥0.25為好的鑒定,；%id 80.0~89.9之間為可接受的鑒定,。
(2)如果*條目的%id＜80.0,，則將前2個條目的%id加在一起，若仍不足80.0,，則將前3個%id相加,。若≥80. 0，則有2種可能：①為同種細菌,，可能是不同生物型,。②為同一菌屬的不同種。
如果相加的幾個條目既不屬于同一細菌種,，又不屬于同一細菌屬,，在評價中會指出“補充生化反應(yīng)”的項目及陽性反應(yīng)率,， 可通過這些生化反應(yīng)將幾種菌區(qū)分開來,。若前3個條目的和＜80.0，則為不可接受的結(jié)果,。
二,、自動化的微生物鑒定和藥敏試驗分析系統(tǒng)
自動化的微生物鑒定和藥敏試驗分析系統(tǒng)在臨床微生物實驗室的應(yīng)用，為微生物檢驗工作者對病原菌的快速診斷和藥敏試驗提供了有力工 具,。鑒定系統(tǒng)的工作原理因不同的儀器和系統(tǒng)而異,。不同的細菌對底物的反應(yīng)不同是生化反應(yīng)鑒定細菌的基礎(chǔ)，而試驗結(jié)果的準確度取決 于鑒定系統(tǒng)配套培養(yǎng)基的制備方法,、培養(yǎng)物濃度,、孵育條件和結(jié)果判定等。大多鑒定系統(tǒng)采用細菌分解底物后反應(yīng)液中ph的變化,，色原 性或熒光原性底物的酶解,，測定揮發(fā)或不揮發(fā)酸，或識別是否生長等方法來分析鑒定細菌,。
藥敏試驗分析系統(tǒng)的基本原理是將抗生素微量稀釋在條孔或條板中,，加入菌懸液孵育后放入儀器或在儀器中直接孵育，通過測定細菌生長 的濁度,，或測定培養(yǎng)基中熒光指示劑的強度或熒光原性物質(zhì)的水解,，觀察細菌的生長情況。在含有抗生素的培養(yǎng)基中,，濁度的增加提示細 菌生長,，根據(jù)判斷標準解釋敏感或耐藥。
( 一)半自動化細菌鑒定和/或藥敏分析系統(tǒng)
1．vitek-atb半自動細菌鑒定和藥敏分析系統(tǒng)
vitek-atb是生物-梅里埃公司產(chǎn)品,，由計算機和讀數(shù)器兩部分組成,，計算機程序包括atb和api的鑒定數(shù)據(jù) 庫、atb的藥敏數(shù)據(jù)庫,、數(shù)據(jù)儲存和分析系統(tǒng)及藥敏專家系統(tǒng),。鑒定和藥敏反應(yīng)板在機外孵育后,，一次性上機讀取結(jié)果，由計算機進行 分析和處理,，并報告細菌鑒定和藥敏結(jié)果,。
2．a(chǎn)utoscan-4半自動細菌鑒定和藥敏分析系統(tǒng)
autoscan-4是由dade microscan公司生產(chǎn)，由計算機和讀數(shù)器兩部分組成,。鑒定和藥敏反應(yīng)板在機 外孵育后,，一次性上機，自動判讀鑒定和藥敏試驗結(jié)果,；亦可人工進行判讀,，將編碼輸入計算機，由計算機軟件評定結(jié)果,。有鑒定及鑒定 藥敏復合板兩種測試卡,。
3．bbltm crystaltm半自動細菌鑒定系統(tǒng)
bbltm crystaltm半自動細菌鑒定系統(tǒng)是bd公司產(chǎn)品，將傳統(tǒng)的酶,、底物生化呈色反應(yīng)與先進的熒光增強顯 色技術(shù)結(jié)合以設(shè)計鑒定反應(yīng)*組合,。反應(yīng)板在機外孵育后，上機自動判讀鑒定結(jié)果,。配套提供獨立分裝的鑒定用肉湯試管,，確保無菌狀 態(tài)，使用方便,。配套比濁儀可快速調(diào)配所需濁度的菌液
4．a(chǎn)utoreader半自動細菌鑒定和藥敏分析系統(tǒng)
autoreader半自動細菌鑒定和藥敏分析系統(tǒng)是trek diagnostic systems&n bsp;ltd.產(chǎn)品,，由計算機和讀數(shù)儀等組成。采用熒光測定法,，反應(yīng)板在機外作定時孵育后,，上機讀數(shù)，由sams軟件評定測定 結(jié)果,，也可通過sams系統(tǒng)人工確認法輸入計算,，或*由人工輸入作評定。所用鑒定板和藥敏板與全自動機型中的反應(yīng)板是一樣的,。
5．抑菌圈直徑測量儀
抑菌圈直徑測量儀有biomic（giles scientific inc）,，accuzone&nbs p;system (accumed international inc) ，si rscan (sirscan) 等三種單板讀取機,，已在臨床應(yīng)用,。經(jīng)孵育后的藥敏平板，被儀器的圖象分析 系統(tǒng)識別并計算抑菌圈直徑,。根據(jù)判斷標準,，報告藥敏試驗結(jié)果。這些儀器可減少人工測量抑菌圈直徑大小差異及主觀判斷錯誤,。bio mic系統(tǒng)宣稱能根據(jù)抑菌圈大小來計算mic,，值得注意的是該類儀器對抑菌圈內(nèi)模糊生長或微小的菌落不能正確識別,，而這些菌落對 細菌的耐藥性的判定至關(guān)重要，讀取每個平板時必須進行人工觀察,。
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