上海复星埃科得科技有限公司 宫劲松，沈兆源
细菌的鉴定是细菌分类的实验过程，即将未知细菌按分类原则放入某系统中的适当位置与已知细菌比较，如果相同就采用已知细菌的名称；不同则按命名原则，确定一个新的名称。
长期以来，临床微生物学实验室一直沿用100多年前由革兰（Gram）、马斯德（Pasteur）、郭霍（Koch）及皮特里（Petri）等创造的传统的微生物学鉴定方法。但是这些传统的鉴定方法不仅过程繁琐，费时费力，且在方法学和结果的判定、解释等方面易发生主观片面而引起的错误，难以进行质量控制。
70个代以来诞生的微生物数码分类鉴定法集数学、电子、信息和自动分析等技术于一体，可将已知菌科鉴定到属、群、种和亚种或生物型，并可对不同来源的临床标本进行针对性的鉴定，该方法具有标准化、商品化、简易化、微量化和系统化等特点。但由于该方法涉及的技术范围广、内容多，目前国际上只有少数几个厂家能够提供，其中以法国生物——梅里埃集团为主要代表。
上海复星埃科得科技有限公司瞄准国际水准，根据多年的技术研究和经验积累，成功推出国内首台自动微生物药敏分析系统——2000型自动微生物药敏分析系统。
1 系统原理
2000型自动微生物药敏分析系统通过实验总结不同的细菌与不同的物质反应规律，设计独特的配方通过与未知细菌反应，根据反应结果鉴定出细菌及其药物敏感程度。2000型自动微生物药敏分析系统现可在鉴定细菌的同时自动处理药物敏感性试验和进行最低抑菌浓度（MIC）的测定，及时准确地打印报告，为临床诊断提供依据。
2000型自动微生物药敏分析系统采用标准化、成品化和配套的生化反应试剂板条，配上自动读数仪和电脑分析软件，组成一套完整自动的微生物药敏分析系统。
1.1 生化反应试剂板条
细菌的生化反应板条排列结构如图所示。
列 行 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | A | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | B | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | C | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | D | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | E | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | F | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | G | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | H | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ |
图1细菌生化反应试剂板排列结构图
其中：A1-A12,B1-B12共有24种反应来鉴定细菌；C1-C12,…,H1-H12共72种反应用来进行药敏分析试验。
说明：A1即指第A行第1列孔，其他类推。
2000型自动微生物药敏分析系统根据细菌生理学特点利用物化学方法鉴定细菌的类别，主要采用的试验包括：糖（醇）发酵试验、伏普（V-P）试验、甲基红试验、七叶苷水解试验、石蕊牛乳试验、靛基质（吲哚）试验、硫化氢试验、明胶液化试验等。并通过抑菌试验测定抗菌药物体外抑制细菌生长的效力，根据测定药物常用剂量给药时在体内能达到的血药浓度而将细菌敏感性标准分为三级：敏感、 中敏和耐药，并定出细菌的最低抑菌浓度（MIC），从而为临床上用药提供依据。
1.2 自动读数仪和电脑自动分析系统
2000型自动微生物药敏分析系统的自动读数仪由光学成像物镜、CCD像感器、精密机械扫描器、A/D变换、帧存储器、接口、控制部分和微电脑等组成。系统工作过程是：细菌反应试剂板被光源均匀照明后，经物镜成像在CCD光敏阵列上，CCD通过驱动电路完成一行扫描，在控制电路的控制下，视频信号处理电路将CCD输出信号进行滤波放大处理，经A/D电路数字化，这样一行图像数据通过数据通道进入帧存储器。随后控制电路启动步进电机，带动CCD移动到下一个采样位置。CCD重复以上过程，输入第二行图像的数据，直到完成整信试剂板的图像数据输入。接着，控制电路启动步进电机向旋转，带动CCD复位。帧存储器中的数据经接口传送到微电脑，电脑通过处理确定每一个反应孔中的数据结果。系统软件通过对细菌分类入库，不同的细菌对应不同的生化反应拥有不同的结果，通过把未知细菌与各个不同的生化反应结果相计算，确定相应的鉴定百分率，从而确定最终结果。见图2所示。
1.3 系统软件主要鉴定原理
2000型自动微生物药敏分析系统的系统软件是计算并比较数据库内每个细菌对24个生化反应出现的频率的总和来确定所需鉴定细菌的：
①假设数据库各细菌对24个生化反的阳性百分率记为P；
②计算未知细菌对24个生化反应的出现频率：
阳性反应=P/100
阴性反应=1-（P/100）
③计算单项总发生频率即每个细菌条目中各种生化反应频率之积和多项总发生频率即各单项总发生频率之总和；
④计算全体鉴定百分率%id=单项总发生频率/多项总发生频率×100；
⑤按%id大小排序，通过%id值以及其他参考值最终确定未知细菌。
2 系统特点
2.1 主要指标：
2.1.1 系统分析指标： 鉴定细菌科别 | 鉴定时间（小时） | 符合率 | 肠杆菌科 非发酵菌 弧菌科 微球菌属 葡萄球菌属 链球菌科 奈瑟氏菌属 | 16-18 18-24 18-24 18-24 18-24 18-24 18-24 | 98.5% 96% 95.5% 96… 98.5% 96% 97% |
2.1.2 系统工作指标：
输入电源：电压220V±020Hz
频率50Hz±0.5Hz
空气相对湿度：≤70%
环境温度：10-30℃
大气压力：86-106kPa
（3）试剂板条保存条件：
温度-4-10℃，有效期6个月。
（4）读数系统：
光学分辨率：600×1200dpi
线扫描速度：≤微秒/每条线
（5）计算机系统
软件平台：Windows 95/98
硬件平台：HP/NEC等名牌微电脑
打印机：HP激光打印机
2.2 主要特点：
（1）一体化设计可同时进行微生物鉴定和药敏分析，无论是传统的试管法还是国外的微量细菌检测法所要进行微生物鉴定和药敏分析这两个过程都需分别进行，2000型自动微生物鉴定和药敏分析一步到位。
（2）采用RGB色彩模型把不同的生化反应结果和药敏试验结果数码化处理，转换成相应RGB分量值，每个分量取值范围从0到255，从而组合上百万果，更有效地区分细微反应和药敏试验结果。
（3）采用专家知识库和人工智能辅助鉴定，更科学、更高效在检测分析过程中，对于有经验的专家可以加上人工经验知识，使得鉴定更符合实际。而国外的产品要么是完全需要人工干预，要么则是人工无法干预而完全自动处理。
3 系统应用前景
近年来，各级医院在创建现代化等级医院的过程中，检验科各类自动化仪器的配备发展迅速，缩短了与国外的差距，惟独微生物鉴定方面发展缓慢，微生物鉴定主要长期采用费时、繁琐的微量试管法分析鉴定方法，并且由于抗生素的不合理使用，使耐药菌株增多，有的造成严重的院内感染，这样不仅延长了病人的住院时间，增加了医疗费用，有的甚至造成了严重后果。2000型自动微生物药敏分析系统的推出可以改变这种状况，使得微生物鉴定和药敏分析工作实现自动化、微量化、标准化、简易化和系统化，并为广大使用单位带来可观的经济效益和社会效益。
本系统除了应用于临床诊断外，还可拓展应用于包括兽医、制药、化妆品、环境、食品、饮料、防疫、农业、植物病理、海运和水平等在内的其它领域，应用前景非常广阔。
摘自：《中国医疗器械杂志》2001年25卷第2期
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