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第八章 微生物检测技术和相关仪器习题
参考答案

一、名词解释
1．自动血培养检测和分析系统：重要由培养系统和检测系统组成。培养系统涉及培养基、恒温装置和震荡培养装置。检测系统由计算机控制，对血培养实行连续、无损伤瓶外监测。通过自动监测培养基中的混浊度、pH值、代谢终产物CO2的浓度、荧光标记底物或代谢产物等的变化，定性地检测微生物的存在。
2．检测导电性和电压的血培养系统：血培养基中因具有不同电解质而具有一定导电性。微生物在生长代谢的过程中可产生质子、电子和各种带电荷的原子团（例如在液体培养基内CO2转变成CO3－），通过电极检测培养基的导电性或电压可判断有无微生物生长。
3．应用测压原理的血培养系统：许多细菌生长过程中，常伴有吸取或产气愤体现象，如很多需氧菌在胰酶消化大豆肉汤中生长时，由于消耗培养瓶中的氧气而一方面表现为吸取气体。而厌氧菌生长时最初均无吸取气体现象，仅表现为产气愤体（重要为CO2），因此可运用培养瓶内压力的改变检测微生物的生长情况。
4．采用光电原理监测的血培养系统：微生物在代谢过程中必然会产生终代谢产物CO2，引起培养基pH值及氧化还原电位改变。运用光电比色检测血培养瓶中某些代谢产物量的改变，可判断有无微生物生长。
5．BacT/Alert自动血培养系统：该系统在每个培养瓶底部装置一带含水指示剂的CO2感受器，当培养瓶内有微生物生长时，其释放出的CO2可渗透至感受器，并与感受器指示剂上饱和水发生化学反映，产生游离氢离子使pH值减少，感受器上的指示剂由绿变黄。感受器上方的光发射二极管每10min发一次光投射到感受器上，再由一光电探测器测量其产生的反射光。反射光强度传送至微机后，会自动连续记忆并绘成生长曲线图，由微机分析判断阴性或阳性，以此拟定是否有微生物生长。
6．Bactec9000自动血培养系统：系统运用荧光法作为检测手段，其CO2感受器上具有荧光物质。当培养瓶中有微生物存在时，产生的CO2可与感受器中的水发生反映产生H+，使pH值减少，酸性环境促使感受器释放出荧光物质。从光发射二极管发射的光激发荧光感受器而产生荧光。光电比色检测仪每10min直接对荧光强度进行检测，此荧光强度随CO2的产生量增多而增强。数据传输到计算机后，生长监测系统根据荧光的线性增长或荧光产量的增长等特有标准，分析细菌的生长情况，最终判断阳性或阴性。
7．Vital血培养系统：系统采用同源荧光技术来监测微生物的生长。与培养基结合的荧光分子在最初具有一定荧光值，当有微生物存在时，其生长代谢过程中或产生CO2、或发生pH值改变、或氧化还原使电位改变等，均可导致液体培养基内的荧光分子结构发生改变而成为无荧光的化合物，即发生荧光衰减。通过光电比色计检测荧光衰减水平，可判断有无微生物生长。
8．微生物自动鉴定分析系统：将物理和化学分析方法相结合，根据细菌不同的生物学性状和代谢产物的差异，在微量快速培养基和微量生化反映系统的基础上，将细菌对底物的生化类型与已建立数据库类型相比较，即可得出鉴定结果。
9．微生物数码鉴定：指通过数学的编码技术将细菌的生化反映模式转换成数学模式，给每种细菌的反映模式赋予一组数码，建立数据库或编成检索本。通过对未知菌进行有关生化实验并将生化反映结果转换成数字（编码），查阅检索本或数据库，得到细菌名称。
10．自动化抗生素敏感性实验：其实质是微型化的肉汤稀释实验。将抗生素微量稀释在条孔或条板中，加入菌悬液孵育后放入仪器或在仪器中直接孵育，仪器每隔一定期间自动测定细菌生长的浊度，或测定培养基中荧光指示剂的强度或荧光原性物质的水解，观测细菌的生长情况。得出待检菌在各药物浓度的生长斜率，经回归分析得到最低抑菌浓度MIC值，并根据CLSI标准得到相应敏感度。
11．VITEK自动鉴定及药敏分析系统：鉴定原理是根据不同微生物的理化性质不同，采用光电比色法，测定微生物分解底物导致pH值改变而产生的不同颜色，来判断反映的结果。VITEK系统可快速鉴定500多种临床病原菌。具有20多种药敏测试卡、90多种抗生素和测定超广谱β-内酰胺酶测试卡。尚有根据细菌耐药规律而设定的专家系统，可帮助校正和修改结果。
12．MicroScan Walk/ Away自动鉴定及药敏分析系统：系统除采用传统呈色反映法外，同时采用敏感度极高的快速荧光测定技术来检测细菌胞外酶。鉴定板有普通板和快速板两种，普通板获得结果需要16～18h，快速板测定只需2～3.5h，可鉴定近800种细菌。药敏部分采用比浊法进行测定。
13．Biolog微生物鉴定系统：其原理是运用微生物对不同碳源代谢率的差异，通过检测微生物细胞运用不同碳源进行新陈代谢过程中产生的氧化还原酶与显色物质发生反映而导致的吸光度以及由于微生物生长导致的浊度差异，与标准菌株数据库进行比对，即可得出最终鉴定结果。

二、选择题
【A型题】
1．B． 2．D 3． C 4．E 5．A
6．C 7．B 8．D 9．E 10．C
11．A 12．B 13．C 14．D 15．E
【X型题】
1．BD 2．ABCDE 3．ABC 4．ABCD 5．BDE
6．ABCD 7．ACD 8．ABCDE 9．ABCDE 10．ABCDE
11．BCDE 12．BCDE 13．ABCDE 14．ABCDE 15．ABCDE

三、简答题
1. 简述自动化血培养仪培养系统的特点。
答：培养系统涉及培养基、恒温装置和震荡培养装置。具有培养基营养丰富，检测灵敏度高，检出的时间短，检出病原菌的种类多，抗干扰能力强、污染明显减少等特点。
2. 简述自动化血培养仪检测系统的工作原理。
答：检测系统由计算机控制，对血培养实行连续、无损伤瓶外监测。其工作原理重要是通过自动监测培养基（液）中的混浊度、pH值、代谢终产物CO2的浓度、荧光标记底物或代谢产物等的变化，定性地检测微生物的存在。
3. 自动化血培养检测和分析系统按检测原理可分为哪几类，各类型的工作原理是什么？
答：以检测培养基导电性和电压为基础的血培养系统：血培养基中因具有不同电解质而具有一定导电性。微生物在生长代谢的过程中可产生质子、电子和各种带电荷的原子团，通过电极检测培养基的导电性或电压可判断有无微生物生长；应用测压原理的血培养系统:许多细菌生长过程中，常伴有吸取或产气愤体现象，因此可运用培养瓶内压力的改变检测微生物的生长情况；采用光电原理监测的血培养系统:微生物在代谢过程中产生的CO2引起培养基pH值及氧化还原电位改变。运用光电比色检测血培养瓶中某些代谢产物量的改变，可判断有无微生物生长。
4. 简述自动血培养仪的基本结构及其功能。
答：重要培养瓶、培养仪和数据管理系统等三部分组成。培养瓶:通常为一次性无菌培养瓶，提供不同细菌繁殖所必需的增菌液体培养基和适宜的气体成分，并且具有不同的指示系统；培养仪：设有恒温、振荡培养装置及监测装置,培养瓶放入仪器后进行培养及连续监测，并给予提醒信息；数据管理系统：收集并分析来自培养仪的数据，以及将患者和培养瓶的资料存入数据库。
5. 采用光电原理监测的血培养系统，按检测手段可分为哪几类？
答：采用光电原理监测的血培养系统，按检测手段可提成BioArgos系统、BacT/Alert系统、Bactec9000系列和Vital系统等四类。
6. 简述BacT/Alert自动血培养系统工作原理。
答：该系统在每个培养瓶底部装置一带含水指示剂的CO2感受器，当培养瓶内有微生物生长时，其释放出的CO2可渗透至感受器，并与感受器指示剂上饱和水发生化学反映，产生游离氢离子使pH值减少，指示剂由绿变黄。感受器上方的光发射二极管每10min发一次光投射到感受器上，再由一光电探测器测量其产生的反射光。产生的CO2越多，则被反射的光就越多。反射光强度传送至微机后，会自动连续记忆并绘成生长曲线图，由微机分析判断阴性或阳性，以此拟定是否有微生物生长。
7. 简述Bactec自动血培养系统工作原理。
答：BACTEC系统运用荧光法作为检测手段，其CO2感受器上具有荧光物质。当培养瓶中有微生物存在时，产生的CO2可与感受器中的水发生反映产生H+，使pH值减少，酸性环境促使感受器释放出荧光物质。从光发射二极管发射的光激发荧光感受器而产生荧光。光电比色检测仪每10min直接对荧光强度进行检测，此荧光强度随CO2的产生量增多而增强。数据传输到计算机后，生长监测系统根据荧光的线性增长或荧光产量的增长等特有标准，分析细菌的生长情况，最终判断阳性或阴性。
8. 简述Vital自动血培养系统工作原理。
答：该系统采用同源荧光技术来监测微生物的生长。也就是说，与培养基结合的荧光分子在最初具有一定荧光值，当有微生物存在时，其生长代谢过程中或产生CO2、或发生pH值改变、或氧化还原使电位改变等，均可导致液体培养基内的荧光分子结构发生改变而成为无荧光的化合物，即发生荧光衰减。通过光电比色计检测荧光衰减水平，可判断有无微生物生长。
9. 简述BacT/Alert自动血培养系统的重要组成部分及相应功能。
答： BacT/Alert自动血培养系统的重要组成部分有培养瓶、培养仪和数据管理系统。培养瓶为一次性无菌培养瓶，每个培养瓶底部都包含一个检测CO2的传感器，通过检测CO2变化作为微生物生长状况的指示器；培养仪中设有恒温装置、振荡培养装置及监测装置。培养瓶放入仪器后进行培养并借助固相反射光光度计连续监测每个培养瓶的状态。数据管理系统由主机、监视器、键盘、条形码阅读器及打印机等组成。重要功能是收集并分析来自BacT/Alert血培养仪的数据，并将患者和培养瓶的资料存入数据库。数据管理系统可根据各实验室的规定追踪大量的信息，根据病区、微生物类型及时间追踪分析结果。
10. 简述BACTEC9000系列自动血培养系统的重要组成部分及相应功能。
答：重要组成部分有培养瓶、培养仪和数据管理系统。培养瓶针对微生物对营养和气体环境的规定悬殊较大，涉及患者的年龄和体质差异以及之前是否服用抗菌素等要素。BACTEC9000系统可提供多种专用封闭式培养瓶；各种仪器的培养仪结构基本相同，重要由转动体、键盘、条形码阅读器、液晶显示屏、计算机及外部接口等组成。培养瓶放入仪器后进行转动，恒温培养，并连续监测每个培养瓶荧光信号的变化；数据管理系统获取、整理、解决并分析来自BACTEC9000系列培养仪的数据信息，以及将患者相关信息和培养瓶资料存入数据库，并进行管理。
11. 第三代自动血培养仪有哪些性能特点？
答：（1）培养基营养丰富；（2）以连续、恒温、振荡方式培养，细菌易于生长；（3）培养瓶多采用不易碎材料制成，提高了使用的安全性；（4）采用封闭式非侵入性的瓶外监测方式，避免标本交叉感染，且无放射性污染；（5）自动连续监测，缩短了检测时间，阳性标本检测可快速、准确；（6）结果报告及时，85%以上的阳性标本能在48小时内被检出；（7）培养瓶多采用双条形码技术，只需用电脑上的条码阅读器扫描报告单上的条码，就可直接查询到病人的结果及生长曲线；（8）培养瓶可随时放入培养系统，并进行追踪检测；（9）数据解决功能较强，数据管理系统随时监测感应器的读数，依据数据的变化来鉴定标本的阳性或阴性，并可进行流行病学的记录分析；（10）设有内部质控系统，可保证仪器的正常运转；（11）可进行血液及所有无菌体液的细菌培养检测。
12. 简述自动化血培养检测和分析系统常见故障及维护。
答：温度异常：多数情况下是由于仪器门打开的次数太多引起，应尽量减少仪器门开关次数，并保证培养过程中仪器门是紧闭的。应经常进行温度核算。
瓶孔被污染：假如培养仪瓶孔内的培养瓶破裂或泄漏，需按各仪器规定及时进行清洁和消毒解决。
数据管理系统与培养仪失去信息联系或不工作：此类故障只也许在微机与培养仪仪器相对独立的系统中出现。因此必须注意放置培养瓶时，需先扫描条形码，再将它放入启用的瓶孔内，患者、检查号、培养瓶的信息要等到微机系统工作之后才干输入。
仪器对测试中的培养瓶出现异常反映：卸出培养瓶，重新扫描后装入到另一孔内，然后对异常孔作质控。
13. 简述微生物自动鉴定的工作原理。
答：采用微生物数码鉴定原理，这是自动化鉴定系统的基础。数码鉴定是指通过数学的编码技术将细菌的生化反映模式转换成数学模式，给每种细菌的反映模式赋予一组数码，建立数据库或编成检索本。通过对未知菌进行有关生化实验并将生化反映结果转换成数字（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映出现的频率总和。
14. 简述自动化抗生素敏感性实验的检测原理。
答：自动化抗生素敏感性实验使用药敏测试板（卡）进行测试，其实质是微型化的肉汤稀释实验。将抗生素微量稀释在条孔或条板中，加入菌悬液孵育后放入仪器或在仪器中直接孵育，仪器每隔一定期间自动测定细菌生长的浊度，或测定培养基中荧光指示剂的强度或荧光原性物质的水解，观测细菌的生长情况。得出待检菌在各药物浓度的生长斜率，经回归分析得到最低抑菌浓度MIC值，并根据CLSI标准得到相应敏感度：敏感“S”、中度敏感“MS”和耐药“R”。
15. 简述微生物自动鉴定及药敏分析系统基本结构与相应功能。
答：（1）测试卡（板）：是系统的工作基础，各种不同的测试卡（板）具有不同的功能。最基本的测试卡（板）涉及革兰氏阳、阴性菌鉴定卡（板），革兰氏阳、阴性菌药敏实验卡（板）。使用时应根据涂片和革兰氏染色结果进行选择。
（2） 菌液接种器：可分为真空接种器和活塞接种器，以真空接种器较为常用。可将配好的菌液接种至测试卡中。
（3）培养和监测系统：测试卡（板）接种菌液后即可放入孵箱/读数器中进行培养和监测。监测系统每隔一定期间对每孔的透光度或荧光物质的变化进行检测，并将检测数据传送给数据管理系统。
（4）数据管理系统：数据管理系统就象整个系统的神经中枢，始终保持与孵箱/读数器、打印机的联络，控制孵箱温度，自动定期读数，负责数据的转换及分析解决。
16.简述微生物自动鉴定系统的鉴定卡类型及工作原理。
答：微生物自动鉴定系统的鉴定卡通常涉及常规革兰氏阳（阴）性卡和快速荧光革兰氏阳（阴）性卡两种。常规革兰氏阳（阴）性卡对各项生化反映结果（阴性或阳性）的鉴定是根据比色法的原理，系统以各孔的反映值作为判断依据，组成数码并与数据库中已知分类单位相比较，获得相似系统鉴定值；快速荧光革兰氏阳（阴）性板则根据荧光法的鉴定原理，通过检测荧光底物的水解、荧光底物被运用后的pH值变化、特殊代谢产物的生成和某些代谢产物的生成率来进行菌种鉴定。
17．简述微生物自动鉴定系统的药敏卡类型及工作原理。
答：药敏测试板分为常规测试板和快速荧光测试板两种。常规测试板的检测原理为比浊法，在具有抗生素的培养基中，浊度的增长提醒细菌生长，根据判断标准解释敏感或耐药；快速荧光测试板的检测原理为荧光法，在每一反映孔内参入荧光底物，若细菌生长，表面特异酶系统水解荧光底物，激发荧光，反之无荧光。以最低药物浓度仍无荧光产生的浓度为最低抑菌浓度(MIC)。
18．简述微生物自动鉴定及药敏分析系统的性能特点。
答：（1）自动化限度较高，可自动加样、联机孵育、定期扫描、读数、分析、打印报告等；（2）功能范围大，涉及需氧菌、厌氧菌、真菌鉴定及细菌药物敏感实验、最低抑菌浓度（MIC）测定；（3）检测速度快，快速荧光测试板的鉴定期间一般为2～4小时，绝大多数细菌的鉴定可在4～6小时内得出结果；（4）系统具有较大的细菌资料库，鉴定细菌种类可达100～700余种不等，可进行数十甚至100多种不同抗生素的敏感性测试；（5）使用一次性测试卡或测试板，可避免由于洗刷不洁而导致人为误差；（6）数据解决软件功能强大，可自动检测结果作出记录和组成多种记录学报告；（7）软件和测试卡（板）大多可不断升级更新，使设备功能不易老化；（8）设有内部质控系统，保证仪器的正常运转。
19．简述微生物自动鉴定及药敏分析系统的维护。
答：（1）严格按手册规定进行开、关机及各种操作；（2）定期清洁比浊仪、真空接种器、封口器、读数器及各种传感器，避免由于灰尘而影响判断的对的性；（3）定期用标准比浊管对比浊仪进行校正，用ATCC标准菌株测试各种试卡，并作好质控记录；（4）建立仪器使用以及故障和维修记录，具体记录每次使用情况和故障的时间、内容、性质、因素和解决办法；（5）定期由工程师作全面保养，并排除故障隐患。
20．临床常见的自动鉴定及药敏分析系统提成哪几类？
答：临床常见的自动鉴定及药敏分析系统提成VITEK 系统、MicroScan Walk/Away系统、PHOENIX 系统和SENSITITRE ARIS系统等四类。
21. 简述VITEK 系统的鉴定原理及特点。
答：VITEK 系统的鉴定原理是根据不同微生物的理化性质不同，采用光电比色法，测定微生物分解底物导致pH值改变而产生的不同颜色，来判断反映的结果。VITEK系统可快速鉴定约500种临床病原菌。具有20多种药敏测试卡、90多种抗生素和测定超广谱β-内酰胺酶测试卡，快速检测细菌药敏情况。该系统有根据细菌耐药规律而设定的专家系统，可帮助校正和修改结果。
22. 简述MicroScan Walk/Away系统的鉴定原理及特点。
答：MicroScan Walk/Away系统除采用传统呈色反映法外，同时采用敏感度极高的快速荧光测定技术来检测细菌胞外酶。系统采用8进制计算法分别将28个生化反映转换成8位生物数码。可鉴定近800种细菌，药敏部分采用比浊法进行测定。
23. 简述PHOENIX 系统的鉴定原理及特点。
答：PHOENIX 系统鉴定实验采用荧光增强技术与传统酶、底物生化呈色反映相结合的原理。药敏实验采用传统比浊法和呈色（Chromogenic ）反映双重标准进行药敏实验结果判断。 
24. 简述SENSITITRE ARIS系统的鉴定原理及特点
答：SENSITITRE ARIS系统的底物中加入酶基质，使其与细菌产生的酶结合成荧光物质。不同的细菌作用于不同的底物，激发出不同强度的荧光，即可鉴定不同的细菌。药敏实验采用微量肉汤稀释2~8点，在每一反映孔内参入荧光底物，若细菌生长，表面特异酶系统水解荧光底物，激发荧光，反之无荧光。以最低药物浓度仍无荧光产生的浓度为最低抑菌浓度(MIC)。该系统采用荧光快速分析技术，检测时间明显缩短。
25．简述自动化微生物检测仪器的发展趋势。
答：自动血培养仪的发展趋势规定作到：检出的范围更广，阳性率、灵敏度更高，自动化和计算机的智能化限度更强，体积更小，血液样品极微量；同时仪器和设备的单位体积也要大大减少；检查周期更短，工作效率更高；成本更低，收费减少，使血培养检查更容易被患者接受。未来抱负的微生物鉴定和药敏分析系统应当做到检测速度更快；检测的准确率和分辨率更高；自动化和电脑的智能化限度更强；检测成本更低。