专利名称：用于微生物学诊断的设备,套件和方法
技术领域：
本发明涉及微生物学，特别是涉及一种用于快速微生物学诊断的一部设备、一组套件以及一种方法，所有这些在人类医学临床和兽医临床中都得到应用。
基于物理的、化学的以及生物学的方法的微生物学诊断，是在原有技术中已经广泛地被探讨的一个方面。
专利US 8,000,755涉及一种用于检出细菌的电化学方法，其要点是，在一个电分析池中含有两个不同的电极，它们被浸泡在已接种的培养介质之中，通过测量在电分析池中循环流动的氧的极谱内容物的减少来检出细菌。这个系统用于探测大量的培养介质(15-18毫升)，这使得按照一种常规水平来操作诸样本发生困难。
已经被用于检测微生物生长的另一种方法就是伏打电池源，它基于使用一种具有贵金属电极和所需容积的适当的容器，用以产生一个电位，在细菌生长的瞬间，该电位下降。在专门的文献中，已经叙述了基于这个原理的其他设备。例如，专利GB 83-17685使用相同的步骤。它使用一种检测与液体样本相接触的诸电极间的电位变化的方法。这隐含着以高输入阻抗来测量较低的电位，在大多数情况下，除了使用具有贵金属的容器或者不可回收的镀金容器以外，由于不需要的和不可避免的噪声，会给可测量的信号带来损害。
一种用于检测微生物生长的有效和简单的方法基于测量电导率的变化，在一种适当的培养介质中，由于微生物的生长，就会出现电导率的变化。根据有关的文献，离子的运动产生一个信号，它表示在进行电导率测量的一个池子所含的溶液中的电导率数值。
人们已经知道，在其原有的规模上，电导率池子并不具有完全正统的行为，这样的测量在很大程度上依赖于温度。在专利US4,482,967中，描述了能纠正这些缺点的一种检测器以及一种方法。这是一种高精度的和具有特殊要求的复杂设备，用以在一部具有常规测量池和大容积的气相色谱仪中，测量电导率的绝对值。
人们已经知道，可以通过不同途径来检测液体样本中微生物的生长，例如，通过使用浊度计的方法，在其中，细菌的生长产生浊度，系统读出这个浊度，并跟已知的标准进行比较。这个系统需要常规的光学传感器，以及具有光学质量的样本的容器，当需要处理含有肉眼都能看见的可察觉的固体物质(例如，抗菌素圆盘)时，设备就显得很复杂。这个系统的一个重大缺点就是这样一个事实，即，它不能处理受到干扰的样本，也就是说，除了它所具有的光学复杂性以外，它还要求在光学上均匀的样本。各专利US 3,852,532；US 3,895,661和US 3,889,011都描述了基于这些原理、用于此种目的的各种方法和装置。
各专利US 4,021,120和US 3,714,445描述了基于浊度计原理的、用以在液体样本中测量微生物生长的诸装置。专利US 4,021,120描述了在含有气体的液体介质中监测微生物的生长的装置。样本从含有介质的容器中被取出，借助于一个泵，将介质载运到一个除气室中，以便消除气泡。此后，样本被送往一个测量室，一束光线从测量室中通过。光线投射到光电池上，产生一个电流，并由一个放大器进行放大。这就是微生物生长的一个指示器。这个电流的大小将依赖于光线的强度，并且它将同时受到介质的浊度的影响。在进行分析之后，借助于另一个泵，使样本再次回到容器里面。这种测量方法，以及在专利US 3,714,445中所描述的方法，从光学和机械方面来看，都是十分复杂的，不仅测量室，而且各个泵以及样本的输送管道，都要频繁地进行灭菌，这种复杂性使得它难以在常规的诊断方法中使用。
各专利GB 2,221,986，US 3,819,278和US 4,725,148都使用与上述方法相同的原理，用浊度计来直接地测量微生物的生长。它们提供复杂的光学和机械系统，并且在每一批微生物之间，都要对它们的各部件进行灭菌处理。
另一方面，专利US3,832,532也使用一种常规的光学装置，它包括一个透明的分光光度计腔体，尝试用抗菌素圆盘来进行测量，在其装置中包括一个双瓣室，它以这样一种方式互相连接，使得一旦完成培养之后，液体必需进入另一个室。以便进行测量，并且尝试用这种方法，以避免在读数操作过程中抗菌素圆盘的出现。这项发明所提出的解决方案不仅在操作上，而且在技术上呈现出重大的复杂性，并且它还牵涉到经济方面。
微生物学的当前趋势集中于寻找一些能够快速地(介于2-4小时之间)识别微生物样本的方法。为了满足这种要求，-已经使用了不同的策略，其中一种就是使用各种特定的酶标记物。
根据技术的发展现状，大多数的生物样本都不能直接地使用，需要事先进行待识别的微生物的隔离和生长，这就需要占用大量的时间。并且在从化验室接收样本之后的24-48小时以内，不可能取得各项结果。
在各种感染疾病中，尿路感染被认为是最频繁地发生的一种。
用于检测尿液中的细菌感染的经典技术需要在平板上进行培养，至少需要24小时，以便抛弃所有的阴性样本，并选出各阳性样本。
人们已经知道，在送到化验室的尿样中，仅有20％为阳性，而在这里面，又有70％对应于由大肠杆菌引起的感染。这就是为什么大肠杆菌的识别能相当可观地节省时间和资源，因为仅有30％的阳性样本需要隔离，以便进行后面的识别。
根据技术的发展现状，大肠杆菌的识别主要地用这种细菌的两种特定的酶标记物，β-D-glucoronidase和Triptofanase，通过吲哚形成物来进行(Kovacks，N.Eine vereinfachye Methode zum derNachweis der Indolbildung durch Bakterien.Z.Immunitatsforsch.，55；311-315，1928)。
94％的大肠杆菌，少数的沙门氏菌和志贺氏菌对β-D-glucoronidase呈阳性反应。全部的大肠杆菌中，有99％对吲哚形成物呈阳性反应，因此这两种检验的组合允许对这种微生物进行无差错的识别。
现在，像BACTIDENT-大肠杆菌这样的不同的检验方法以及像FLUOROCULT-MUG这样的不同的培养介质(两者都来自MERCK DIAGNOSTICA公司)都正在商品化。它们都基于上述的原理。然而，为了利用它们，有必要事先将微生物加以隔离，以便取得隔离的菌落，用以进行BACTIDENT识别，或者样本在培养介质中被接种，并且需要24小时以便获得隔离的菌落，因此，仅仅有可能检出对特定基质转换(FLUOROCULT-MUG)的相关变化。
在专利申请号WO 95/03424中，报道了一种用于在水样本以及在食品中同时检出筛状细菌和/或大肠杆菌的固体培养介质。为此，在将待评估的样本接种到平板上之后，需要进行24小时的培养。在法国BIOMERIEUX公司出品的诊断套件URILINE ID以及培养介质CPS ID中，也仿效类似的步骤。在两种情况下，在识别微生物之前，都需要将样本放到固体介质中进行24小时的培养。
专利申请号WO 80/02433提供了一种识别细菌的方法，通过不同检验的组合来测定26种细菌酶；在其中，β-D-glucoronidase和Triptofanase对识别大肠杆菌是有用的。在这项发明中，在对细菌进行识别之前，应当从临床样本中对细菌进行隔离。
本发明的目的是提供一个系统，它允许从动物、植物以及它们的体液所直接得到的样本中，尽早地检测到微生物的生长，在检测微生物生长的过程中，使用微样本是必要的。本系统基于在培养介质中检测由于微生物的生长而产生的浊度变化。本系统包括一部设备，一组诊断套件，以及一种为此目的而设计的方法。
本技术方案的新颖性在于，它允许检测受到感染的样本，上述样本从产生它们的物种中直接获得。
还有，在其他应用中，本发明通过使用事先隔离的菌落或者尿细菌培养和血培养的阳性样本，允许得到对不同微生物的抗菌素的敏感性方案，在这种情况下，可以节省用于隔离和纯化过程所需的时间。
在尿路感染的特定病例中，本发明允许使用不管是否受到其他细菌污染的直接的尿样，从阴性样本中鉴别出阳性样本。它还可以包括同时识别那些受到感染的样本，特别是受到大肠杆菌感染的样本。
使用本发明的系统，基于1000例以上的样本的检验结果显示出，跟在CLED培养介质中的活细胞总计数相比较，符合的程度达到95％；后一种方法通常用于检出尿路感染。
在抗菌素谱测定中，与Bauer-Kirby方法的符合程度已经达到92.4％，重大差错占1.3％，十分重大差错占0.4％。
本发明能在一段很短的时间内提供涉及临床微生物学诊断的有用信息。这种信息在避免不适当地使用抗菌素，微生物耐力的发展，长期住院以及在严重感染情况下的死亡等方面是非常重要的。
本系统的特征在于它的迅速，能在4小时内确定尿样的感染情况，并且能够得到关于阳性样本的可靠的抗菌素谱结果。
与此同时，本系统显得高度精确。所获得的结果可以经得起反复检查。
从社会的观点来看，由于有可能以一种合理和方便的方式提供抗菌素谱，从而避免长期住院，所以本系统具有很大的重要性。从生态学的观点来看，本发明类似地限制了细菌耐力的发展。它是一个高度灵活的系统，允许适应用以满足用户需求的程序的信息。本系统提供了一种可能性，它能根据特定的需求去改变抗菌素集合的使用。
本发明的系统具有一部设备，一组诊断套件以及一种为快速微生物学诊断而设计的方法，它们可以用于人类医学临床以及兽医临床。
本设备被设计成能够处理大量的样本，并且它不仅使用一种操作程序，还有一个功能很强的人-机接口。它还提供一种声光报警，用以安排读数/讲演以及避免操作错误。本设备的测量模块可以插入到一部计算机的空插槽之中。
本发明的设备包括下列各装置·一个控制模块，它被纳入到一部个人计算机之中。
·一块接口卡。
·一个蠕动(peristaltic)泵。
·一个传感器。
·一个校准器。
·一部打印机。
·一盏紫外灯，可选。
个人计算机应当具有下列特性-兼容于IBM，386/486，25-66Mhz。
-内存RAM，至少1MB。
-硬盘至少40 MB。
- 3.5英寸软盘塔，可选。
- SVGA彩色显示器。
-键盘、鼠标和打印机。
蠕动泵被设计成令样本在传感器中循环流动。它具有一个可设置的和便于操作的盒子，它能提供一种经过调节的和不间断的流量，它可以独立使用，也可以纳入到系统之中。该泵使用2.0-2.6毫升/每分钟的流量，并且它可选地由交流220伏或直流12伏供电。它的功耗为0.5瓦特。
传感器跟一个连续的微流量读数器集成在一起，它被用来检测浊度的变化，后者是由来自不同来源的事先制备的样本中的微生物生长而引起的，上述不同来源处于非常小的容积(达200微升)之中，并且处于运动之中，即，处于流动的液体之中，在那里，样本可以受到或不受到干扰。使用本发明时，在测量过程中，不需要“清洗”流量的读数器，因此，可以用离散方式或连续方式对样本进行测量。此项测量不受作为样本改变的结果的培养介质的浊度变化的干扰，但是它允许检测由于微生物生长所引起的介质浊度的细小变化。测量不需要温度控制，并且有可能进行次数不确定的、来自不同来源的、以及具有不同微生物细胞浓度的测量。
此外，这个传感器的特色在于它的校准，校准是自动进行的，并且最后达到2-2.6毫升/每分钟的连续流量。测量的光学范围为0.00-2.00麦法兰(McFarland)单位。
在本发明中，使用一个基于浊度计技术的校准器，并且它遵从麦法兰标度。它由直射光源以及一个光传感器组合而成，并且通过一段程序进行调整。校准器的功能是在高达2.0麦法兰单位的Mueller-Hinton液体介质中测量浊度。电能要求为直流5伏，电流消耗为50毫安。
紫外灯可选地被连接到本设备，它允许在被检验的样本中识别大肠杆菌。本程序提供一个友好的人-机界面，它易于操作，允许通过菜单条或功能键，并与使用图标相结合，来选择不同的选项，还可以以自动方式存储数据。
它使用一种结构化查询语言(SQL)以便获取信息，还使用一种外部应用程序“BACKUP”，以便进行可靠的备份。
本程序具有一个报警系统，它在进入状态受到侵犯的情况下被使用，一种声光报警信号用于控制每一个样本的读数时间，还用于控制针对技术维修的其他应用程序。
本发明的设备的独特的重要特征是浊度计静态的小型读数器，由蠕动泵供液的微流量传感器，以及它们跟一部微型计算机的连接，微型计算机具有一个程序包，用于采集、处理和生成数据库，后者用于产生必要的报告。
图1以总览的形式表示本发明的设备的总体设计方案。如图所示，本设备基于一个微流量的浊度计读数器(1)，微流量由一个蠕动泵(2)给出，并且被适配于一个高灵敏度的电子设备(3)，后者通过一种测量方法检测(1)的浊度计读数变化，上述测量方法允许使用一组算法去检测细小的浊度计读数变化以及适当地处理所获得的数据。它由浊度计测量电路(4)来形成，并且通过一块接口卡被连接到一个中央处理单元(5)。这个单元接收所有的键盘命令(6)，并将各项结果送往显示器(7)。它能够检测到在即将被检验的样本的已接种的培养介质中浊度的最小变化。
图2表示浊度计读数器(1)的内部结构的详细设计方案，在这里，浊度的变化已被检测。测量的方法非常简单读数器(8)的小口被插入到待检验的样本之中，借助于图1中的蠕动泵(2)，使样本在其中循环流动。这个蠕动泵在进行测量所需的全部时间内不停地运行。首先，样本的存在被检测，获得一个超出一个事先指定的阴影的电压数值，并且在一段确定的时间之后完成测量。由于图1的蠕动泵(2)继续运行，所以在前后两次测量之间的一段时间内，让空气在浊度计读数器(1)中循环流动。这段时间被认为是浊度计读数器进行保洁的时间，它意味着不需要旨在对读数器所有部件进行灭菌的附加的清洗过程。
测量室由一根塑料管(9)构成，塑料管(9)被插入到一根玻璃毛细管(10)之中。其孔径构成光通路(11)，来自发光器(12)的光通过它产生小孔成像，以便到达测量室(9和10)。通过测量室(9和10)而传输的光辐射的强度将依赖于样本的浊度等级，并且由一个光检测器(13)对它进行测量，借助于一种常规的自动控制的电子环路来稳定发光器(12)所产生的辐射。
图3通过一份流程图，说明浊度计读数器的工作。首先，借助于检测子程序验证浊度计的存在，并且若它存在，则检查蠕动泵是否存在，蠕动泵除了建立所需的工作流量以外，它对于浊度计读数器的工作以及清洗子程序的执行都是必需的，由于读数器的参数依赖于测量室的洁净度，所以清洁子程序具有一种显著的重要性。这个方面影响到它的使用寿命。
一旦所有的工作参数已经调整完毕，该浊度计读数器将处于就绪状态。任何子程序受到干扰将使读数器失去其功能。这个设备的主要应用是面向样本的抗菌素谱测定(抗菌素微生物敏感性)，在为此目的而设计的一组诊断套件的支持下，上述测定在介于2和6小时之间的一段时间内完成。
被纳入到本发明的设备之中的其他装置是前面引用的静态浊度计小型读数器。它检测在一个装有液体培养介质的玻璃瓶的样本中由于微生物生长而引起的浊度改变，该玻璃瓶是本发明的诊断套件中的一个部件。该玻璃瓶精确地被适配于本设备的读数轴。本装置被调适去使用上述的玻璃瓶以便进行样本的直接读数，它意味着，在进行读数时，不需要专门的透明小容器，而在常规的诊断介质中，这是可能要用到的。上述装置被用来校准在诊断套件中所使用的、用于检测抗菌素谱的种菌。它根据NCCLS标准的乳液图形，在已建立的量程(0-4.0麦法兰单位)内，以麦法兰单位报告所测得的浊度。
本发明的诊断套件包括一个容积为8毫升的浊度计玻璃瓶，其中装有4.5毫升的培养介质，并且它是带有一个塑料盖子的可进行高压消毒的硼硅酸盐(borosilicate)玻璃瓶。
图4表示本发明的诊断套件的各部件，它由一个装有培养介质以及聚合物的玻璃瓶、支板支架以及用于测定待检验样本的抗菌素谱的支板组成。
pH值为7.4±0.2的变性的Mueller-Hinton Broth OXOID无菌溶液被用作培养介质，以便跟随微生物的生长，它附带地包括一种聚合物。
用于在一个样本中检测抗菌素谱的诊断套件，其特征在于使用市售的抗菌素圆盘。在使用中，可以根据需要来改变组成方案。各抗菌素圆盘被安排在不透明的支板上，其中包括两个自由位置，分别用于阴性和阳性对照，它们分别地被填充以未经接种的培养介质和经过接种的培养介质。它们被用来计算待检验的样本中的生长指数。而且，还有另外的10到22个位置，可以用来放置各抗菌素圆盘。
为此目的而建立的程序允许在采集和编辑过程中引入这些变化。这意味着，该诊断套件具有高度的灵活性，并且允许根据不同需要加以调适。
一种聚合物，它可能是结构式为CH3-CH3-CH3-N或者与此类似的、分子量介于50.000和150,000之间的任何直系的聚糖类，被添加到上述的装有培养介质的玻璃瓶中以供稀释之用，它形成本发明的诊断套件的一部份。将这种聚合物按照介于0.05％和1％的浓度纳入到培养介质之中，有助于消除与待检验的样本种菌相伴随的分解代谢产物的抑制效应。因此，跟不用所述聚合物而使用相同的培养介质所需的时间相比，前者能在一段较短的时间内，获得所涉及的细菌感染的较大的生长指数。在诊断套件中的这个新成分减少了在敏感性研究中所获得的各种假敏感结果，并且，与此同时，改进了与作为参照的Kirby-Bauer方法的符合程度(Bauer，A.W.；Kirby，W.M.M.；Sherris，J.C.以及Turck，M.美国临床病理学杂志。1966，45，第493-496页)。
考虑到这种聚合物仅仅由在数量上被减少了的微生物使之产生代谢变化，而这些微生物在应用本系统的那些分析中通常是发现不了的，可以推论，细菌生长效应是由存在于培养介质中的抑制剂的抑制作用所促动的。因为这个原因，所述聚合物应当吸收分解代谢产物，后者是偶然地跟被分析的种菌结合在一起的。此外，已经观察到，在微生物生长的测量过程中，一旦这些代谢产物被上述聚合物所中和，被检验的抗菌素的细菌活性就更加具有特异性。
本发明的优点之一就是这样的事实，即，本系统不仅能诊断事先隔离的菌株，而且还能诊断直接的阳性样本，例如血培养、尿样等。
首先，将所提交的样本置入装有聚合物和培养介质的玻璃瓶中，在测得浊度(t0)之后，紧接着由所使用的程序根据每一个样本的已判定的号码，将这个数值以及读数时间加以确定。在这之后，在介于35和37℃的温度下，对所述玻璃瓶进行2到5小时的培养。在培养结束时，根据所建立的程序，系统发出报警声，并且屏幕警告显示应当对样本进行再次读数。那些显示出高于0.08麦法兰单位的增量的样本就被认为是阳性样本。
本发明的系统允许，用一种非常快速的方法，从一旦被检出的阳性样本中，确定它们的抗菌素谱。为此目的，取出样本的一个等分试样，并把它转移到装有新鲜培养介质的新的稀释玻璃瓶中，上述玻璃瓶分布于支板上，在该支板上有两个对照物(阳性和阴性)以及10到22个抗菌素圆盘。在37℃温度下经过4小时的培养周期之后，将微流量传感器置入到每一个微井中，对支板(上的各样本)进行读数，跟随着该程序发出的指令，以串行方式选择每一次测量的时间。因此，先前读数的干扰得以消除。从所得到的密度数值，(根据对照关系)可以计算出生长指数，以及每一种抗菌素对每一个样本的抑制百分比。根据样本所表现的抑制水平，在处于60％到100％范围内的抑制数值中，判定敏感的、有抵抗力的或中间的标准。这意味着，具有小于60％的抑制百分比的那些样本可以被认为是有抵抗力，显示数值介于60％到80％的那些可以被认为是中等水平的敏感，至于那些被抑制到介于80％和100％之间的则被认为对所测试的抗菌素敏感。
对每一项结果都进行检查，以便验证它是否介于可接受的生长(指数)的最小值和最大值之间(满意的抗菌素谱)。每一个样本所获得的各项结果以及编辑数据自动地通过以便生成对应的数据库。
如前所述，当本发明应用于尿细菌培养时，它允许处理处于液体介质中的直接样本，在市售的玻璃瓶中进行读数，并且随后在阳性样本中执行抗菌素谱的测定。所有这些过程都在短于9小时的时间内被执行，免除了原先的样本隔离和纯化诸步骤，并且得到高于90％的敏感性水平。
所提供的系统还允许面对由于受污染的样本以及因一种以上的细菌引起的感染所产生的干扰。污染所带来的干扰已经被克服，将用于检测感染水平的大小、符号以及时间调整到国际上普遍接受的水平(＞100,000菌落形成单位/毫升)，这样一来，对污染严重的样本不作进一步的处理，由于它的较低的细菌水平(＜1000菌落形成单位/毫升)，所以给出了这样的机会，即，仅当它们被感染，才仅检出受到污染的样本。在这种特殊情况下，考虑到这样的事实受到污染的物种通常是腐物寄生菌，根据细菌反应，对所有抗菌素都是敏感的，显而易见，它们不能干扰受感染菌株的耐力方案的检测。这些都符合本发明的独特的特征。
至于由一种以上的细菌所产生的感染，可能出现两种情况在第1种情况下，经过最短的培养时间后，由于较高的比生长率，引起感染的细菌中的一种可能占优势，在这种情况下，抗菌素谱将被接受。在第2种情况下，两种细菌以相同的速率在生长，抗菌素谱可能显示出一种对两者来说都有效的抗菌素，或者可能出现一种绝对耐受。在最后一种情况下，可能要检验一种新的抗菌素，否则，样本应当通过隔离和纯化诸步骤。
由于在高干扰水平下对直接样本进行读数的概念，使得对每一种特殊情况的分析的联合和快速解决方案成为可能，这些方面是本发明的系统的特征所在。
除了尿路感染检测报告以及引起感染的细菌敏感性模式之外，还应当纳入细菌的识别，以便产生一份完整的报告。为了达到这个目的，还可以可选地将能够快速地识别尿中的大肠杆菌的两种基质添加到用于检测尿路感染的、带有培养介质和聚合物的玻璃瓶中，如前所述，是在相同的检测玻璃瓶中。
在本发明所提出的系统中可能使用的一种培养介质允许从待检验的受到感染的尿样中，经过4-6小时的培养时间后检出大肠杆菌。
在本发明中所提出的培养介质中，每立升所含的营养基多于Oxoid Muller Hinton培养介质，(其配方是)适当的浸出液，300mg；casein hydrolyzate，17g，淀粉，1.5g，基质，如μ-β-glucoronidase(0.1g)，L-triptophane(1g)，以及具有去抑制活性的聚合物(1g)。所有这些成分都溶解在50毫摩尔的磷酸钾缓冲液中，并且介质的pH值被调节到介于7-7.5之间。待该介质被分布在玻璃瓶中的4.5毫升容积之后，最后用高压消毒锅在121℃高温下进行20分钟的灭菌。
所引用的基质，在检测由大肠杆菌所产生的μ-β-glucoronidase和Triptofanase的酶活性方面是有用的。对最后一种酶来说，需要进行吲哚检测，在介质中出现细菌生长之后，为了活性的发展，添加一种辅助的反应剂(变性的柯瓦氏化学反应剂)；其配方是对二甲氨基苯甲醛(2g)，酒精和浓盐酸(29毫升)。
所产生的酶-基质相互作用信号被检测，作为一个第1步骤，通过将具有浊度增量(阳性)的各玻璃瓶暴露在一个紫外光源(可以可选地包括在本发明的设备之中)下，用于荧光检测，后者从4-methilumbeliferone的释放而产生。作为一个第2步骤，通过添加变性的柯瓦氏反应剂，在同一玻璃瓶中检测吲哚生成物。
本发明的工作实例例1.启动设备在开始讲演的15分钟之前，设备接通电源。一旦计算机被激活以后，自动执行程序直接地进入为所有处理过程而设计的程序，按照这种方式，首先将检查数据库的存在与否及其完整性，同时检查每一个测量模块部件的作用能力传感器，种菌校准器和蠕动泵。还有，它将检查被连接到计算机的一个并口的电子键盘的存在与否。程序将通报在系统各元件中任何一部分所检测到的任何差错并将使相关的选项失效。若数据库尚未生成，并且用户决定要生成的话，就生成该数据库。若不存在任何数据库而用户决定要生成的话，就生成该数据库。
例2.尿细菌培养检验的样本制备尿细菌培养是一种众所周知的用于尿样感染普查的检验，过程开始于光学密度测量，在各玻璃瓶被接种(T0h)并培养4小时之后，紧接着进行第2次测量(T4h)。
通过利用种菌校准器，用光度学方法进行测量。下列各步骤表示整个过程1.用500微升的尿液对一个4.5毫升的无菌培养介质玻璃瓶进行接种。
2.用种菌校准器以麦法兰为单位进行初始浊度测量。
3.在37℃温度下对样本进行4小时的培养，一旦结束培养，该设备为每一个样本发出一次声音报警。
4.在4小时的培养之后，进行已接种的玻璃瓶的浊度测量(T4h)，并根据所检测到的增量水平，诸样本被分类为阳性、阴性或可疑。在最后一种情况下，应当在继续培养1小时后对样本进行检查，以便查出可能的阳性。同样，在有肾脏病史的病人中，建议进行和上面相同的步骤(T5h)。
根据需要，当全部测量已经完成后，就可以进行每一个病例的编辑工作，并将结果存储到系统的数据库中去。若自动打印机选项被激活并且打印机已准备就绪，则病例将被自动地打印。被分类为阳性的各样本还要准备进行抗菌素谱检测(直接地)。
例3.测定抗菌素谱的步骤使用含有12到24个微井的支板来进行抗菌素谱测定，其中，头两个分别用于阳性(C+)和阴性(C-)的对照组；抗菌素圆盘被置入其他的微井中。
通过将样本分布于第1个微井以及具有抗菌素圆盘的那些微井，来完成支板上各微井的接种。第2个微井被填充以无菌的培养介质。
例4.种菌的制备。
若从一个纯菌株来制备种菌，则应当执行下列诸步骤1.从一个新鲜的培养介质(18-24小时)取出3或4个菌落，并将其添加到4.5毫升无菌的用分子量为50,000的直系的聚合物强化的Muller Hinton培养基中去，通过进行小型浊度计测试，直到获得一个0.5麦法兰标度单位为止。选项出现在主菜单上(麦法兰)。
2.以150微升这样的细胞浓度加入到放在另一个玻璃瓶里面的4.5毫升无菌培养介质中去，并通过搅拌使之均匀。
3.在用于阳性对照组(C+)的各微井中以及那些具有抗菌圆盘的各微井中，将200微升/每个微井的最后稀释液分布到用于抗菌素谱测定的支板上。
4.在用于阴性对照组(C-)的第2个微井中，分布200微升的无菌培养介质。
5.一旦完成之后，将支板密封起来，并在37℃温度下培养4小时。
6.从培养器中取出支板并在室温下放置10分钟后，开始讲演。建议用人工或机械搅拌方法使支板(上的各样本)保持均匀。
7.打开支板并开始读数。
当介于(C+)和(C-)之间的差值达到由允许的最小生长指数所规定的一个给定值时，要求读出抗菌素谱。若在已证明的各抗菌素中检测到次于由这个参数所建立的各差值的诸数值，则抑制水平均匀地为低(抗菌素谱不可靠)，这时应重复测定抗菌素谱。在这些情况下，建议减少，直至达到先前使用的种菌容积的30％为止。
·若从一个阳性尿细菌培养产物来制备种菌，则为了完成它的抗菌素谱，应让样本的上述稀释液达到0.5个麦法兰标度的较低数值，才能得到准确的结果，并且一旦达到所希望的浊度，就从上述的为了从一个纯的菌株获得种菌的点2继续进行该过程。
在那些在4小时内尿细菌培养产物被检出为阳性、并且具有0.5个麦法兰标度的病例中，这就必需进行培养，直到获得所述数值为止，或者将它扩散到一种培养介质之中，以便选出供日后使用，这是由于1.未受感染的微生物的低载荷。
2.在抗微生物治疗作用下的病人。
·当从阳性的血培养产物(经过18到24小时的培养)来制备该种菌时，应当完成下列诸步骤-从血培养产物的上面的一段(上层清液)中抽取200微升，并将它们加入到4.5毫升的Muller-Hinton+Pol-10培养介质之中。
-在主菜单的麦法兰选项中用小型浊度计来读取浊度数据，并且一直进行监测，直至达到0.5-0.7个这种标度的数值为止。
-继续进行上述点2的过程，这相同于为了获得一个纯菌株的种菌所经历的过程。
例5.程序的各种应用。
本发明提供一集完全交互性的程序，以实行抗菌素谱以及尿细菌培养产物的检验。在每一次检验中所获得的数据可以存储在数据库中，以便作进一步的处理。用户被引导进入一个不要求在计算机操作方面事先具有经验的容易操作的环境之中。
每一项检验都在独立的菜单中进行处理，各独立的(子)菜单构成主菜单。
为了访问任何一个系统级的选项1.按压对应于在所需图标中的加下划线的字母的键。
·将鼠标指向器置于所选定的图标之上，并按压其左键。
为了取消所选择的选项，可按压“ESC”键，或者用鼠标去选择“返回”或“取消”，以便返回到先前的选项或取消该操作。
诸菜单。
一旦完成系统初始化之后，程序将显示主菜单，这是所有能完成的操作的起点。菜单的主窗口包括3块基本的面板·中央面板，它显示能激活该程序的各种主要操作的诸图标。
·上面板，它显示涉及以下内容的信息系统的版本、日期和时间、当前菜单以及关于为了选择一个新的选项应如何进行操作的简短说明。上面板在其最右边的角落处提供两个特殊的选项退出只要不是正在进行一个测量过程或者一种重要的操作，都可以用这个选项来在任何瞬间停止程序的执行。建议经常地使用这个选项。当程序正在运行时，不要关闭计算机的电源，以避免最终陷入软件矛盾之中。
SCR.S.当本仪器正在处于待机状态时，允许用户通过选择，激活系统的屏幕保护器，以避免屏幕发生损坏，当一幅稳定的图像长时间地停留在屏幕上时，就会出现这种情况。
·下面板显示关于尿细菌培养检验的信息。在某些检验数据正在等待读出的情况下，应当读出由“下一个读数”选项所排序的、处于列表前头的那一次检验的数值和时间。
下面板还显示本系统用于尿细菌培养读数的报警是否已被激活。
主菜单诸选项主菜单由一组图标综合而成，诸图标含有涉及某些操作的图形，当这些图形被激活，就执行该项操作。在选项“URO和ATB”中一个指向右方的黑色三角形是一个指示器，它表明在激活它们当中的一个时，将显示一份具有附加的选项的子菜单。
在主菜单中由9个图标规定了可用的各选项，本系统的所有动作均由它们进行控制。它们是URO激活尿细菌培养的图标菜单。
ATB激活抗菌素谱的图标菜单。
麦法兰允许测量校准单元的玻璃瓶中的内容物(麦法兰标度)。
数据库允许访问抗菌素谱或尿细菌培养的数据库。
选项改变系统的配置。
信息显示系统的管理信息。
DIRAMIC提供本系统的生产地址。
求助给出关于当前操作的信息。
退出离开本系统。
尿细菌培养菜单URO尿细菌培养菜单当选择主菜单中的URO图标时，将提供一份用于尿细菌培养检验的、具有一组新选项的子菜单。在这份子菜单中，提供了下列操作。
尿细菌培养菜单的诸选项的说明读出UROS用于读出尿细菌培养的步骤。当激活这个选项时，显示一份等待读出的尿细菌培养病例的列表，该表显示出连续的病例号码，在两次读数之间应当经历的时间，以及下一个读数的日期和时间。若该列表为空，则表示不存在未决的病例。
为了从列表中选择一个特定的病例，当鼠标指向该病例时，以一种相当高的速度双击鼠标的左键(或者按压键盘的空格棒)。然后将出现各项选择，在它的旁边出现一个检查标记，并且各项操作中的大多数将仅针对它们而实施。
“读出URO”选择将提供下列各选项·新的uros允许读出尿细菌培养病例的T0h(第1次读数)。
若麦法兰校准器事先没有进行补偿，则该程序将要求操作员将一个无菌的培养介质长颈瓶置入校准器的井中，以便在加入新病例之前设置零参考。一旦完成了麦法兰校准器的补偿，一个消息窗口将它的各项结果通知操作员。一个“补偿因子”将对校准器的性能进行评估。任何低于2.5的数值都将被接受。然而，远离2.0的数值可能是测量井的脏的程度的一种表示。在这样的情况下，尝试用一块棉织物蘸上酒精来清洁该井。接着，将显示出一个窗口，让操作员在读数、编辑或者改变介于诸读数(T0-TFh)之间所必需经历的时间这几个选项中进行选择。在完成第2次读数之前，应当设定最后一个选项。
·再读允许重复读取一个样本的时间T0h。这个选项用于纠正诸病例当中的一个的读数错误。当激活这个选项时，将出现一个具有相同的可能性的显示“新的uros”的窗口，加上一项新的选择，以便在不修改当前病例的条件下，跳到“下一个”病例。
·编辑借助于这个选项可以填写一份具有病人的一般数据的表格。另一组字段收集本化验室感兴趣的信息。为了节省击键次数，可以在所需要的选项上按压鼠标左键。换另一种方式，使用“回车”键去接受，或者用“ESC”键去终止编辑过程。
当编辑几份病例时，选项“下一个”将变为可用。采用这个选项时，当前病例的编辑被放弃，并且跳到下一个病例。若选择选项“OK”，则数据集将被存储，并且将出现下一个病例以供编辑。
一个由一个指向下方的黑色三角形作出标记的字段表明，当该字段被选中，将出现一份事先编辑好的列表，以便从其中选择所需的文本。通过键入待查找的字的首字母，可能实现一种智能查找。使用这种编辑风格可以使对应于重要字段的文本标准化，从而避免会“搅乱”查找过程的拼写错误。在这份列表中的各字可以被删除、修改或添加，但若列表中的一个文本元素被修改，则要相应地对整个数据库进行修改。
在编辑过程中，要从一个字段跳到另一个字段，可按压TAB键，或者简单地在所需字段上点击鼠标左键。
若同时选择几个病例用于编辑，则一个“下一个”选项将变为可用的。这个选项忽略对当前病例已作出的更改，并且跳到随后的病例。反之，若选择选项“OK”，则在下一个病例出现以供编辑之前，当前数据将被保存到数据库中去。
·T0h-TFh允许用户去设置介于第1个和其后的读数之间所经历的时间。对于所有已选定的病例来说，若它是可能的话，则这个选项将被执行。
注意若已经被设置的时间短于已经经历的时间，则系统将发出一条出错消息。
·取消允许用户去删除不需要的未决的病例。将为所有已选出的病例执行这个选项。
·读出Tfh允许进行关于一次尿细菌培养的最后读数，以便获得检验结果。当激活这个选项时，将出现一个窗口，在其中显示该病例的一般数据，并将其分类为“阳性、阴性或可疑”。为了接受这个读数，可选择“读数”。若选择选项“下一个”来取代“读数”，则当前病例的各项结果将不被认为是最后的，并且动作将跳转到下一个被选定的病例。当操作员决定增加介于两次读数之间的时间以便研究一个特定样本的演变时，就使用这个选项。
·选择允许选择在列表中的所有病例。
·排序按照连续号码或者按照下一个读数的时间来安排该列表。当希望按照各病例被读出的时间(这个时间并不总是跟连续号码相符)对各病例进行排序时，这个选项是有用的。
·打印跟用户进行对话，以便将数据的输出送往一部合适的打印机。可以选择下列各选项·打印机允许设置一种特定类型的打印机·Epson针对各种标准的点阵打印机。
·HP Laserjet针对各种激光打印机。
·Adobe Script用于各种PostScript打印机。
·ASCII将数据写入ASCII文件。当选择这个选项时，你可以指定存放数据的文本文件的名字和路径。
·取消返回到先前的选项。
·拷贝份数将被打印的拷贝的数目。
·行数/每页在每一页中文本的行数。
·打印到允许选择计算机与打印机连接的输出口，通常为LPT1，LPT2，LPT3或LPT4。
·返回返回到先前的选项。
在这个选项里面，可用的命令为·OK开始打印。在激活这个选项以后，将显示一条关于打印选择的信息报文。其中包括取消打印的可能性。
·取消取消该操作。
·返回将控制转移到尿细菌培养菜单。
报告产生一份具有尿细菌培养检验结果的报告。这份报告可以被打印。
麦法兰允许按照NCCLS标准以麦法兰为单位对微生物的生长进行测量，将一种未经接种的无菌培养介质作为零生长参考。以一种图形标度以及数字方式来显示读出(的数据)。数字数值的第2份图应当仅被视为和理解为该样本的趋势的一个参考。此外，还提供了按照NCCLS标准、通过数学计算而得到的近似的细胞计数。
为了进行测量，在校准器中使用的各长颈瓶的外表面应当是清洁的，并且不得有划痕。
为了提高精度，对于在麦法兰校准器中被测量的各长颈瓶应当这样进行标记，使得该长颈瓶每次进行读数时，其位置可以容易地被重复。该标记应当经常都是操作员所看得见的。
在这个窗口内，有两条命令是可用的·补偿根据用户的选择，这个动作对各样本长颈瓶的微生物生长读数进行设置。若在该校准器被补偿之后，准备使用不同批次的培养介质，则该信息可能是有用的。通过将装有一种未经接种的培养介质的一个长颈瓶置入麦法兰校准器的测量井中，就能实现这个步骤。
·返回返回到先前的选项。
数据库使用这个选项，可以进行关于已存储的尿细菌培养病例的研究和打印。还可以根据用户的选择来修改已存储的数据。在一次检索中，通过指定一个或多个字段的内容就能查询该数据库。
在窗口的上半部，显示当前数据的病例号码。还报告在数据库中病例的总数(例如100个病例中的病例1)以及显示方式。
显示方式指的是，从数据库中抽取数据的方式若使用“浏览”选项，将报告“所有的病例”，但若执行一个检索过程，将报告“检索”，并且只有那些与检索条件相匹配的病例才是可得到的。词语“观察”报告所显示的数据对应于“一般数据”，还是对应于检验的最终“结果”。
一旦选择了“数据库”，在窗口内将出现下列诸选项·第一显示数据库的第一病例。
·上一个显示当前病例的上一个病例。
·下一个转到跟在当前病例后面的下一个病例。
·最后一个跳到数据库中的最后一个病例。
·进入病例跳到一个选定的病例号码。
·数据/结果将显示数据从“一般数据”切换到检验“结果”。
·编辑编辑该次检验的一般数据。
·检索/所有病例这个选项将观察方式从一次“检索”过程的各项结果切换到在数据库中可用的“所有病例”。在选择检索方式时，将打开一个窗口，在其中操作员可以对数据库的14个字段施加约束条件，以便满足检索的特定要求。每一个选项将提供一份菜单，在其中可以选择针对已选定字段的检索标准。在这个窗口内，可以使用3种命令·检索允许根据一个事先规定的字段约束条件的集合，开始进行一次检索或查询。
·新条件在不同的约束条件下，形成一次新的检索或查询。
·返回返回到先前的窗口。
现在说明某些可用的“检索”标准·包含允许在不考虑以大写或小写方式键入字段的条件下进行检索。它还允许针对包含在一个字或短语中的诸字或诸音节进行检索，例如在严重感染中的“感染”。
·不包含按照类似于“包含”的方式进行检索，所不同的是，它将排除那些符合特定条件的诸病例。
·在列表中包括允许生成一份具有所需要求的列表。
当检索几种细菌时，使用这个选项。在激活这个选项时，将显示一份列表，在其中的各元素可以被添加或删除。
·在列表中不包括类似于“在列表中包括”选项，但排除满足所需条件的诸病例。
·忽略在检索过程中忽略已选定的字段。
·精确匹配以及不同于精确地比较诸字，考虑到它们是用大写字母录入还是用小写字母录入。这就意味着，若有两个相同的字，一个用大写字母录入，而另一个用小写字母录入，则在这个选项中将视为不同的字。如果要进行一次不考虑这个条件的检索，为方便起见，可使用“包含”或“不包含”选项。
·打印产生一个打印输出，送往一部指定的打印机或者送往一个ASCII文件。
·返回返回到尿细菌培养菜单。
选项允许设置下列的各种可能性·在抗菌素谱检验之后自动打印输出。
·使用或不使用尿细菌培养超时声音信号。
·在屏幕报告中使用彩色。
·介于第1次和下一次尿细菌培养读数之间将要经历的时间(程序的默认值为400小时)。
·补偿用户选择这个选项来设置用于微生物生长测量的0麦法兰参考。使用一个装有未经接种的培养介质的玻璃瓶来实施此步骤。
·连续的允许为尿细菌培养的新病例设置连续的号码，同时这样的设置不妨碍一次现有的未读数的尿细菌培养(的检验)。
当需要从一个不同于1的数目开始尿细菌培养计数器的计数，例如，从50,100等开始计数时，这个选项就变为有用的。注意程序将连续的号码当作“当天的连续号码”来处理。当检测到日期的改变时，通过默认，系统将连续号码设置为1。
求助向用户显示关于系统及其每一个选项和操作的信息。返回返回到主菜单。
抗菌素谱菜单。
ATB抗菌素谱菜单。
当在主菜单中选择ATB图标时，将提供一份具有为此项检验所需的12种基本操作的附加的子菜单。
选项的说明读ATB允许读出一个抗菌素谱，它将确定一种给定的细菌对抗菌素的敏感性方案。
在一个第1步骤中，系统将自动地检查传感器是否已经清洗和补偿，以及蠕动泵是否正常工作。若没有遇到问题，则这个步骤对用户来说是透明的。被检测到的任何故障都将告知用户。
当准备进行一天的第1次ATB检验时，系统将进行工作，以便补偿微流量传感器的电子(线路)工作点。为了顺应这种要求，一个完全交互式的一步一步的步骤将引导操作员通过这个过程。
调整步骤一旦完成，系统将送出一份带有“补偿常数”的报告，补偿常数是一个通常小于2.00的数字数值。然而，大于2.00但小于2.50的诸数值将被接受，同时向用户提出关于安装一个新的传感器的警告。
在满足所有技术要求的情况下，将出现一份可以键入病例的一般数据的表格。
下列诸字段将变为有效的-病史-名字-中名-姓-年龄-性别-检验日期-样本×-说明
-微生物×-区域×-医师-医院-死亡情况现在有两条命令可用·取消返回到ATB菜单。
·OK选择这个选项将使用户进入测量环境，在这里，它的病例号码标识每一种抗菌素谱。一个低频音调信号，连同在该窗口的标题条中的“插入传感器”消息，指示用户将传感器插入到第1测量井之中。一个较高频率的音调以及一段“取出传感器”的消息表明相应的测量已经完成，以及应当从当前的测量井中取出该传感器并将其插入下一个井中。对于在支板上的每一个井都重复这个步骤。将在这个窗口上显示使用中的抗菌素集合以及病例号码。在测量过程中，系统继续不断地监测任何可能的操作差错，提供指令以解决可能出现的任何矛盾。
在下面的图中，将说明读数周期读数周期消息插入传感器+低频音调＝＞传感器位于井内+读出结果消息取出传感器+高频音调＝＞从当前井中取出传感器并跳转到下一个井在测量过程中，下列动作是可用的·上一个这个选项允许从该井中取出一个先于当前读数的新读数。它被用来纠正各种读数误差。
·下一个跳转到下一个井。当前读数将被忽略。
·放弃取消当前的抗菌素谱测量。
当完整的(数据)集已经被读出，将显示一个具有抗菌素谱各项测量结果的新窗口，在其中，细菌对每一种抗菌素的耐力被分类为敏感的、中等的或有抵抗力的。对于进行检验的每一种抗菌素，以单位数来表示其抑制百分比。归一化算法将阴性对照井的标准值设置为1000单位。
3种附加的参数，允许的最小生长率、生长指数以及抑制因子将被考虑，以便根据下列3种可能性来对抗菌素谱各项结果进行分类-成功的抗菌素谱测量数据以及最终的各项结果都是可靠的。
-不可靠的抗菌素谱尚未达到允许的最小生长率。
-无用的抗菌素谱抑制因子的数学分析表示一个不正常的数据集。
URO-ATB将一种尿细菌培养跟一种抗菌素谱联系起来。当作出一份阳性尿样的一个抗菌素谱以便继承该病人的数据时，要使用这个选项。为了选择准备进行检验的该病例，仅需要连续号码以及检验日期。然后，用在尿细菌培养数据库中的指定的URO-ATB以及对应的连续号码来标识这些病例。
麦法兰激活麦法兰校准器，以便监测微生物的生长。
数据库允许显示和处理已存储的抗菌素谱病例数据。这个步骤类似于在“尿细菌培养菜单”(数据库)中所描述的步骤。
选项与URO菜单中的相同。允许设置下列几种可能性·在进行抗菌素谱测量之后自动打印输出。
·使用或不使用尿细菌培养超时声音信号。
·在屏幕报告中使用彩色。
·介于第1次和下一次尿细菌培养读数之间将要经历的时间(程序的默认值为400小时)。
抗菌素允许操作员去删除、修改或使用一个已经存在的各种抗菌素的集合或者生成一种新的。由顾客规定的抗菌素方案必需精确地匹配于在平板或支板中的现有的诸抗菌素圆盘。
选择“抗菌素”选项，将带来下列的可能性·新的允许生成一个针对一个新的抗菌素集合的方案。
在选择时，将向用户提问支板的数目以及每一块支板上的井的数目，以便建立相应的方案(通常为2×8)。然后，将显示一个窗口，以便填入该集合的名字，并从一份所提供的列表中选择将被使用的每一种抗菌素。
·观察允许显示或打印各种抗菌素的一个特定的集合。
·修改改变其分布，或者从一个特定的集合中删除各种抗菌素。
·删除删除各种抗菌素的一个完整的集合。
·变为当前这个选项预先确定将用于下一次抗菌素谱测定的抗菌素集合。为了改变当前的设置，应当选择所需的集合，并且在完成选择之后，激活“变为当前”选项。
·选择全部选择每一种现有的抗菌素集合。
·不选择不选择事先选定的每一种抗菌素集合。
·返回返回到先前的选项。
稳定性这个步骤被用来检验传感器的性能。计算一组16个相同的样本的统计参数，例如平均值、标准差以及方差系数。各项结果被存储在一个特定的数据库之中，可以按照用户的选择，从数据库中检索这些结果数据以便观察或打印。
为了进行此项检验，这16次测量中的每一次都使用蒸馏水。
这些统计参数的期望值为2000＜平均值＜3000标准差＜20方差系数＜2.00
清洗传感器除了由系统软件自动地指示的系统的每天的清洁步骤以外，还可以进行由用户选择的传感器清洗步骤，在其中，每一个步骤的持续时间可以人工地编程。完整的清洗周期包括3个基本步骤1)使用蠕动泵，将一种生物洗净剂稀释液输送到流量传感器里面。
2)为了清洗传感器，用蒸馏水来代替生物洗净剂。
3)允许经过一段时间，以便充溢整个系统。
校准为微流量传感器执行校准步骤。为了更新系统的性能，每次安装一个新的传感器，或者按照软件周期性地给出的指示，应当对传感器进行校准。
校准是一个过程，借助于这个过程，建立每一个传感器对一个预定的细菌生长率(0.5麦法兰)的响应电平。虽然这不是一种日常的常规操作，但是我们建议，每当软件建议进行此种操作时，就应进行校准，以便保持一种标准化的响应和灵敏度。
为了进行校准，用符合于本系统的麦法兰校准器的、具有0.5麦法兰的生长指数(C+)的金黄色葡萄球菌来接种一个长颈瓶。使用一个装有无菌培养介质的第2长颈瓶，以便得到一个0麦法兰指数(C-)。
从ATB菜单中选择“校准”并且跟随交互式步骤，以便进行3次交替的读数，每次先是一个(C+)，其后跟随一个(C-)。
系统将为这3次测量计算一个平均值，并且在选择“OK”之后存储该最终结果。
流量检查由于在测量过程中，流量缺乏连续性或者不正确的流量都会引起误差，所以在检查由蠕动泵提供的流量的数值和稳定性时，这个辅助步骤将向操作员提供帮助。
使用一个10毫升的量筒取样器以及一个装有蒸馏水的容器来检查流量。
为了进行此项检查，将软管的两端插入一个充满蒸馏水的容器中。选择ATB菜单的“流量检查”选项里面可用的“继续进行”命令。交互式的步骤将引导你通过整个过程。一旦完成之后，就能证实所得到的流量约为2.4毫升/每分钟。
若尚未达到所期望的容积，则检查盒式张力杆以及盒内硅酮软管的张力。还要检查硅酮软管的技术状态，特别是处于盒子里面与泵的转子发生机械接触的那一段。若软管已被极端地压扁或损坏，则要安装一根新的。
求助显示关于系统以及每一个选项的信息。
返回返回主菜单。
例6在古巴进行的临床试验的各项结果为了得到足够数量的尿路病例，使用本发明的系统，分析了总数为567件的尿样，并与采用参考方法CLED(Claridge的培养方法的半定量平板)所获得的结果进行匹配。根据分析结果，采用CLED方法发现126例为阳性，而使用本系统仅在4小时内就发现108例为阳性，CLED方法要在培养介质接种24-48小时后才能得出结果。本系统在样本接种后仅4小时内就能以86.1％的有效率检出阳性样本。
用CLED方法发现441个样本为阴性，而本系统则在4小时的时间内能检出440个阴性样本，符合率为99.8％。介于本系统以及传统的CLED方法之间的总的相关系数为89.1％。
例7在加拿大进行的临床试验的各项结果以一种前瞻方式对总数为1016件的尿样进行了研究。用本系统获得的结果跟作为细菌检出的参考方法的Claridge的培养方法的半定量平板所获得的结果进行比较。对于常规培养来说，0.0001毫升的尿液被输送到使用一种已校准的一次性环路的CLED细菌培养基平板上。本方法检测到≥1000个菌落形成单位/亳升(cfu/ml)。
在接种的2、3、4和5小时后进行浊度的读数。在所有样本中共有184例为阳性(≥0.4麦法兰单位)。这些样本的时间分布以及与常规培养方法的相关系数示于表1。
表1<
>因此，本系统总的灵敏度为86.4％，并且特异性(即，真实地检出符合常规方法所定义的阴性样本的能力)为98.5％。
图1以总览的形式表示本发明的设备的总体设计方案。如图所示，本设备基于一个微流量的浊度计读数器(1)，微流量由一个蠕动泵(2)给出，并且被适配于一个高灵敏度的电子设备(3)，后者通过一种测量方法检测(1)的浊度计读数变化，上述测量方法允许使用一组算法去检测细小的浊度计读数变化以及适当地处理所获得的数据。它由浊度计测量电路(4)来形成，并且通过一块接口卡被连接到一个中央处理单元(5)。这个单元接收所有的键盘命令(6)，并将各项结果送往显示器(7)。它能够检测到在即将被检验的样本的已接种的培养介质中浊度的最小的变化。
图2表示属于图1的浊度计读数器(1)的内部结构的详细设计方案。读数器(8)的小口被插入到待检验的样本之中，借助于图1中的蠕动泵(2)，使样本在其中循环流动。测量室由一根塑料管(9)构成，塑料管(9)被插入到一根玻璃毛细管(10)之中。其孔径构成光通路(11)，来自发光器(12)的光通过它产生小孔成像，以便到达测量室(9和10)。通过测量室(9和10)而传输的光辐射的强度将依赖于样本的浊度等级，并且由一个光检测器(13)对它进行测量，借助于一种常规的自动控制的电子环路来稳定发光器(12)所产生的辐射。
图3通过一份流程图，说明浊度计读数器的工作。首先，借助于检测子程序验证浊度计的存在，并且若它存在，则检查蠕动泵是否存在，蠕动泵除了建立所需的工作流量以外，它对于浊度计读数器的工作以及清洗子程序的执行都是必需的，一旦所有的工作参数已经调整完毕，该浊度计读数器将处于就绪状态。任何子程序受到干扰将使读数器失去其功能。
图4表示本发明的诊断套件的各部件，它由一根装有培养介质以及聚合物的玻璃管、支板支架以及用于测定待检验样本的抗菌素谱的支板组成。
图5表示两个屏幕，它们跟用于执行本发明的方法的主要过程的程序有关。
主菜单的屏幕(5A)它构成所有操作的起点，当它被激活后，这些操作就被执行。
9种图标规定了在主菜单中可用的选项，由此对本系统的全部操作进行控制。它们是URO激活尿细菌培养的图标菜单。
ATB激活抗菌素谱的图标菜单。
麦法兰允许测量在校准单元中的玻璃管的内容物(麦法兰标度)。
数据库允许访问抗菌素谱或尿细菌培养的数据库。
选项改变系统的配置。
信息显示系统的管理信息。
DIRAMIC提供本系统的生产地址。
求助给出关于当前选项的信息。
退出离开本系统。
尿细菌培养菜单的屏幕(5B)它表示一份针对尿细菌培养的具体处理的特定的菜单，它作为由主菜单给出的各主要选项的代表，包括在这些检验中所要执行的各项操作。
权利要求
1.用于微生物诊断的设备，其中它由两个主要装置组成一个静态浊度计小型读数器以及一个微流量传感器，后者由一个蠕动泵供液，使用一块接口卡将本设备连接到一部微型计算机，并且可选地具有一个由一盏紫外灯构成的附加装置，用以在所分析的样本中识别大肠杆菌。
2.根据权利要求1所述的装置，其中浊度计小型读数器由一个小的读数室构成，后者包括一根塑料管(9)，它插入到一根玻璃毛细管(10)之中，这个读数室被光通路(11)所照明，其孔径就是光通路，来自发光器(12)的光通过它发生小孔成像，以便到达测量室(9和10)。借助于蠕动泵，使样本在读数室中循环流动，并且读出其数据。
3.根据权利要求1所述的装置，其中微流量传感器由一个光检测器(13)构成，它能够测量与光辐射强度无关的样本的浊度等级，光检测器(13)在光通路后面，通过测量室(9和10)接收光辐射。
4.根据权利要求1至3所述的装置，其中由浊度计小型读数器以及微流量传感器组成的集合被连接到一个电子设备(3)，它包括一个用于自动控制的电子环路，以稳定由发光器(12)所发出的光辐射，并且，借助于光检测器(13)，检测在浊度计读数器(1)的测量室(9和10)中循环流动的样本的浊度变化，所述集合也被连接到一个中央处理单元(5)，它接收所有的键盘命令(6)并且在一个显示器(7)中提供各项结果。
5.用于微生物诊断的套件，其中它使用一块不透明的支板，后者包括两个自由位置，分别用于阳性和阴性对照，还包括另外10到22个位置，根据用户的选择，可以在其中放置抗菌素圆盘，一个装有液体培养介质和一种聚合物的玻璃瓶，所述玻璃瓶可选地包括用于大肠杆菌识别的酶基质以及添加物，用以改进酶活性，还有一个可选的附加玻璃瓶，里面含有用以显现所述酶活性的反应剂。
6.根据权利要求5所述的套件，其中所使用的培养方法是变性的液体介质Muller Hinton(OXOID)。
7.根据权利要求5所述的套件，其中被添加到培养介质中去的聚合物是具有结构式CH3-CH3-CH3-N，分子量约为50,000和150,000的任何直系的聚糖类，它以介于0.05％和1％之间的浓度被添加到介质中去。
8.根据权利要求5所述的套件，其中，为了识别大肠杆菌，装有培养介质和聚合物的玻璃瓶，还可以附加地装有作为基质的μ-D-glucoronidase和L-Triptophane，二者溶解于50毫摩尔(mM)的磷酸钾溶液之中，pH值为7到7.5。
9.根据权利要求5所述的套件，其中所使用的显影剂是变性的柯瓦氏试剂，它的组成是将2g的对二甲氨基苯甲醛稀释于酒精和20毫升的浓盐酸之中。
10.用于微生物诊断的方法包括下列诸步骤a)在一个玻璃瓶中，对直接地从它的源获得的一种样本的等分试样进行接种，该玻璃瓶装有培养介质、聚合物以及可选地装有用于识别大肠杆菌的已选定的基质以及必要的添加物；b)在时间＝0的瞬间，对所述玻璃瓶的浊度进行测定；c)在介于35和37℃之间的温度下，对玻璃瓶进行介于2和6小时之间的培养；d)在时间0以及所选定的培养时间之间的时间内，测定生长指数，并且根据浊度的增加，从阴性样本中鉴别出阳性样本，增长率高于0.08麦法兰单位的样本为阳性，从中取出等分试样，用于进一步的各步骤；e)为了进行抗菌素谱的测定，从步骤c)取出阳性样本的等分试样，并且它被转移到一个装有新鲜培养介质的新玻璃瓶中去，上述新鲜培养介质以支板上的每一个井200微升的定额进行分配，并且在介于35和37℃之间的温度下，对它进行介于3到4小时之间的培养；f)将微流量传感器置入到每一个井里面，跟随着为此目的而设计的程序所发出的指令，对平板进行读出；g)在各对照物中，从所获得的密度数值对生长指数进行计算，并且针对每一种抗菌素以及针对每一个样本，计算抑制百分比；h)根据所获得的水平，针对那些表现出抑制指数介于60％和100％之间的诸样本，判定其灵敏度标准，上述抑制指数是先前针对所述微生物已经检查过的，其结果介于生长指数允许的最小值和最大值之间；i)在前面各步骤中所获得的各项结果以及针对每一个样本而编辑的数据被自动地送出，以生成相应的数据库，用于建立抗菌素谱；j)为了识别被大肠杆菌感染的各阳性样本，从步骤c)取出的等分试样被送往一个紫外光源，以便检测由于4-methylumbeliferone的释放而产生的荧光，并且使用变性的轲瓦氏试剂，对吲哚形成物进行显影；k)对于在步骤j)中没有被识别为大肠杆菌的那些样本，事先在步骤c)中所获得的等分试样被送往传统的隔离与识别过程。
全文摘要
本发明涉及微生物学,并且形成一个用于快速微生物学诊断的系统的一部分。本发明允许检测由于微生物生长而导致的浊度变化,使用一种设备,该设备包括两个主要的装置:一个静态浊度计小型读数器以及一个微流量传感器,后者由一个蠕动泵供液,这个设备被连接到一部具有一个程序包的微型计算机,用于数据库的采集、处理和生成,该数据库用于产生必要的报告。诊断用的套件中有一个玻璃瓶,里面装有培养介质,并且含有一种具有去抑制活性的聚合物,以及两种用于识别大肠杆菌的附加的基质,还有一组抗菌素圆盘,它们被安排在一块支板上。用于从事先从它们的源那里直接获得的、经过隔离的菌落或样本中进行抗菌素谱的测定,本发明还允许从尿的直接样本中检出尿路感染,包括同时识别大肠杆菌。
文档编号C12M1/34GK1265140SQ98805493
公开日2000年8月30日 申请日期1998年4月20日 优先权日1997年4月18日
发明者奥里斯太斯·罗兰多·康特莱拉丝·阿拉肯, 格劳里亚·路拉·卡莫那, 弗朗西斯科·诺娃·迈瑟格, 西尔斡·哈尔南得兹·拉米雷兹, 那多·雷米来兹·弗洛眉塔, 伊凡·曼纽尔·拉米来兹·莫里那, 弗男多·特拉维索·路易斯, 安哥拉·玛利亚那·扎亚斯·塔吗约, 柴拉·洛美·派那巴德 申请人:国家科学研究中心