微生物自动鉴定和药敏分析系统以数码分类技术为基础，集数学、计算机、信息及自动化分析为一体的分析系统，采用商品化和标准化配套的鉴定与抗菌药物敏感试验卡或条板，可快速准确地对临床上常见分离菌进行自动分析鉴定、抗菌药物敏感试验及最低抑菌浓度（minimal inhibitory concentration, MIC）的测试。

一、自动鉴定及药敏系统的基本结构

（一）则试卡／板

测试卡／板是微生物自动鉴定及药敏分析系统的工作基础，并与各种分析系统相配套。不同的测试卡／板具有不同的功能。最基本的测试卡／板包括革兰阳性菌鉴定卡／板、革兰阴性菌鉴定卡／板、革兰阳性菌药敏试验卡／板和革兰阴性菌药敏试验卡／板。

1．自动鉴定系统的鉴定卡常规鉴定卡对各项生化反应结果（阴性或阳性）的判定是根据比色法的原理，系统以各孔的反应值作为判断依据，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。

快速荧光鉴定卡是根据荧光法的鉴定原理，通过检测荧光底物的水解、荧光底物被利用后的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的。

2．微生物药敏测试卡常规测试卡检测原理为比浊法，如Vitek系统，在含有抗生素的液体培养基中，若浊度增加则提示细菌生长，根据判断标准解释敏感或耐药。

快速荧光测试卡检测原理为荧光法，如Sensititre系统，在每一反应孔内均有荧光底物，若细菌生长，其特异酶系统水解荧光底物而激发荧光，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)。

（二）菌液接种器

微生物自动鉴定及药敏分析系统都配有自动接种器，分为真空接种器和活塞接种器两种，以真空接种器较为常用。仪器一般都配有标准麦氏浓度比浊仪，操作时只需将稀释好的菌液放入比浊仪中测定浓度，调整所需菌液浓度即可进行孵育培养及鉴定。

（三）培养和鉴定系统

测试卡／板接种菌液后即可放入孵箱中进行孵育培养和监测，监测系统每隔一定时间对测试卡／板每孔的透光度或荧光物质的变化进行扫描，获得首次和后续多次监测的转换后数据，根据数据变化推算出菌种类型及药敏结果。快速荧光测定系统直接对荧光测试板／卡各孔中产生的荧光进行测定，将荧光信号转换成电信号后，经数据处理系统再转换成数据，最后获得鉴定和药敏结果。

（四）数据管理系统

数据管理系统始终保持与孵箱、读数器、打印机的联络，控制孵箱温度，自动定时读数，负责数据的转换及分析处理。配套的专家系统软件，编制有标准化程序，自动检查并验证所得数据，将检测结果与数据库结果比较，对鉴定和药敏结果进行判读，并预测细菌的耐药性。

二、自动鉴定及药敏系统的检测原理

（一）鉴定原理

微生物自动鉴定方法是采取数码鉴定法。早期的生物信息编码鉴定细菌的技术为微生物检验工作提供了一个简便、科学的鉴定程序，也提高了细菌鉴定的准确性。基于微生物编码鉴定技术的日益成熟，逐步形成了独特的多种细菌鉴定系统（如API,Micro-ID,RapID, Enterotube和Minitek等系统）。

数码鉴定是指通过编码技术将细菌的生化反应模式转换成数学模式，给每种细菌的反应模式赋予一组数码，建立数据库或编成检索本。通过对未知菌进行有关生化试验并将生化反应结果转换成数字（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应出现的频率总和。

（二）抗菌药物敏感试验的检测原理

微生物自动药敏系统的检测原理是微型化的肉汤稀释试验，将抗菌药物微量稀释于条孔或条板中，加入菌悬液孵育后放入仪器或在仪器中直接孵育，仪器每隔一定时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、荧光原性物质的水解程度，观察细菌的生长情况，从而得出待检菌在各药物浓度的生长斜率，经回归分析得到MIC值，并根据CLSI每年颁布的标准得到相应敏感度。

（三）自动微生物质谱检测系统

微生物质谱检测系统采用基质辅助激光解析电离飞行时间质谱（matrix-assisted laser desorption ionization time-of-fliz;ht mass spectrometry, MALDI-TOF MS）技术原理，是近年来发展的一种简便、快速、准确的微生物鉴定新方法，改变了微生物实验室的工作模式和流程。由于微生物可以产生特殊的蛋白指纹图谱，通过MALDI-TOF MS测得样品的相对分子质量，依据样品质荷比（m/z)的不同进行分析鉴定。鉴定分析过程是先通过MALDI-TOF MS获得质谱，然后与细菌数据库中不同微生物家族的种／属特定蛋白质谱相比对，从而得出鉴定结果。此法还可进行细菌毒力因子、耐药分析、细菌分型及大规模的细菌蛋白质组学研究。

自动微生物质谱检测系统快速，比芯片技术成本低，样品处理简单，上样后几分钟内可获得鉴定结果；其安全性及溯源性较好，每个样品的信息和标本板上的孔位以及测试卡相对应，并实现一站式鉴定及药敏检测，平板培养基、基质和标本板的条码唯一性保证了患者检测信息的可追溯性；鉴定准确，数据库包含了大量临床相关细菌菌种，应用特有计算方法，增加了细菌鉴定的准确率；包含宽泛灵敏的检测范围（>10000)，拥有高分辨率的质谱信号。此技术在欧洲已用于临床微生物常规鉴定检测。

三、微生物自动鉴定和药敏系统的性能特点

随着微生物自动鉴定和药敏系统在临床上的广泛使用，日益显现出其优势特征：①自动化程度高，可自动加样、孵育和读数同时进行、自动分析；②鉴定测试范围广，包括需氧菌、厌氧菌、真菌鉴定、一些特殊细菌（如棒状杆菌）及细菌的抗菌药物敏感试验、MIC测定；③检测速度快，快速荧光测定系统的鉴定时间一般为2～6 h，常规测试板的鉴定时间一般为18h左右；④使用一次性测试卡／板，软件和测试卡板大多可不断升级更新，测试卡／板的抗菌药物组合类型多，可根据需要进行选择；⑤数据处理软件功能强大，细菌数据库覆盖临床常见分离菌，自动完成细菌鉴定和药敏试验并作出多种统计学报告；⑥设有内部自动质控系统，自动仪器维护。