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微生物自動化鑒定系統(tǒng)的工作原理
閱讀：1865發(fā)布時間：2017-4-17
微生物鑒定的自動化技術近十幾年得到了快速發(fā)展。數碼分類技術集數學、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)已在世界范圍內臨床實驗室中廣泛應用。
一、微生物數碼鑒定法
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。這些技術的應用，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已經得到普遍應用，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。
( 一)數碼鑒定法基本原理
數碼鑒定是指通過數學的編碼技術將細菌的生化反應模式轉換成數學模式，給每種細菌的反應模式賦予一組數碼，建立數據庫或編成檢索 本。通過對未知菌進行有關生化試驗并將生化反應結果轉換成數字（編碼），查閱檢索本或數據庫，得到細菌名稱。其基本原理是計算并 比較數據庫內每個細菌條目對系統(tǒng)中每個生化反應出現的頻率總和。隨著電腦技術的進步，這一過程已變得非常容易。
1．簡要介紹計算步驟：
(1)出現頻率（概率）的計算：將記錄成陽性或陰性結果轉換成出現頻率：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個數太超量，為了使結果不出現過小或過大，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頻率相乘，得出總出現頻率。
(3)在每個分類菌群中的所有菌的總出現頻率相加，除以一個分類單位的總出現頻率，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據譜得出的結果有以下幾種形式（以api鑒定系統(tǒng)為例）。
(1)有此數碼譜:①有一個或幾個菌名條目及相應的鑒定值（%id和t值）。②對鑒定結果好壞的評價，*……等。 ③用小括號列出關鍵的生化結果及陽性百分率。④有時，鑒定結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 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，可與供應商技術服務部。
3. 結果解釋
(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”的項目及陽性反應率， 可通過這些生化反應將幾種菌區(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不同是生化反應鑒定細菌的基礎，而試驗結果的準確度取決 于鑒定系統(tǒng)配套培養(yǎng)基的制備方法、培養(yǎng)物濃度、孵育條件和結果判定等。大多鑒定系統(tǒng)采用細菌分解底物后反應液中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-梅里埃公司產品，由計算機和讀數器兩部分組成，計算機程序包括atb和api的鑒定數據 庫、atb的藥敏數據庫、數據儲存和分析系統(tǒng)及藥敏專家系統(tǒng)。鑒定和藥敏反應板在機外孵育后，一次性上機讀取結果，由計算機進行 分析和處理，并報告細菌鑒定和藥敏結果。
2．autoscan-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，由計算機和讀數器兩部分組成。鑒定和藥敏反應板在機 外孵育后，一次性上機，自動判讀鑒定和藥敏試驗結果；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公司產品，將傳統(tǒng)的酶、底物生化呈色反應與先進的熒光增強顯 色技術結合以設計鑒定反應*組合。反應板在機外孵育后，上機自動判讀鑒定結果。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配所需濁度的菌液
4．autoreader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.產品，由計算機和讀數儀等組成。采用熒光測定法，反應板在機外作定時孵育后，上機讀數，由sams軟件評定測定 結果，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，已在臨床應用。經孵育后的藥敏平板，被儀器的圖象分析 系統(tǒng)識別并計算抑菌圈直徑。根據判斷標準，報告藥敏試驗結果。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)宣稱能根據抑菌圈大小來計算mic，值得注意的是該類儀器對抑菌圈內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重要，讀取每個平板時必須進行人工觀察。
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