Микробиологические анализаторы

Микробиологические анализаторы — это различные по степени автоматизации приборы, которые позволяют ускорить детекцию микроорганизмов (бактерий, грибов и, в некоторых случаях, вирусов) с последующим определением их типовой/родовой/видовой принадлежности и/или количественного содержания в различных образцах, таких как почва, пищевые продукты, клинические образцы и других. Эти устройства также используются для определения чувствительности микроорганизмов к широкому спектру антибиотиков. Микробиологические анализаторы представляют собой более эффективную альтернативу ручным методам выявления микроорганизмов или с использованием тест-систем.

Общие принципы работы микробиологических анализаторов

Приборы реализуют все необходимые стадии для идентификации микроорганизмов в зависимости от типа анализатора и используемых методик. Как правило, процесс состоит из следующих этапов:

• Пробоподготовка: из образца выделяют микроорганизмы, при необходимости разделяют клетки, удаляют лишние компоненты и освобождают от ингибиторов.
• Культивирование: микроорганизмы помещают в оптимальную для их роста среды и обеспечивают необходимые условия, такие как температура, влажность и наличие питательных веществ (на некоторых приборах можно обойтись без этого этапа).
• Обнаружение и идентификация: для этой цели используются различные методы, которые иногда объединяются в одном приборе. Наиболее распространенные методы:
  • кондуктометрический метод — регистрация изменений сопротивления питательной среды (импеданса) во время роста микроорганизмов с учетом их метаболической активности;
  • турбидиметрический или нефелометрический метод — регистрация изменения мутности суспензии микроорганизмов, то есть количества света, поглощенного ею, или на регистрации интенсивности светового потока, рассеянного твердыми частицами в суспензии;
  • колориметрический метод — регистрация изменений интенсивности окраски суспензии во время роста микроорганизмов с учетом их метаболической активности;
  • флуориметрический метод — регистрация изменений интенсивности флуоресценции при поглощении кислорода микроорганизмами в процессе культивирования;
  • молекулярно-генетические методы — полимеразная цепная реакция (ПЦР), гибридизация ДНК, секвенирование и т.п.
  • масс-спектрометрический метод: анализ спектральных характеристик значительного числа белковых молекул, преимущественно рибосомальных белков, являющихся уникальным для конкретного микроорганизма.

Анализ результатов: обработка данных при помощи специализированных алгоритмов программного обеспечения.

В результате работы прибора получается список обнаруженных микроорганизмов с указанием их концентрации и/или чувствительности к определенным препаратам.

Преимущества такого подхода включают:

• увеличение эффективности детекции за счет устранения человеческого фактора, связанных с ним ошибок и погрешностей измерения, таких как отклонения от оптимальной температуры;
• сокращение времени получения результатов (обычно в течение первых суток, иногда за несколько часов);
• возможность информатизации процесса: автоматизированная регистрация образцов, обработка и документирование результатов, анализ данных с использованием специального программного обеспечения, создание отчетов, составление клинических рекомендаций.

При выборе прибора следует учитывать:

• степень автоматизации: полуавтоматические приборы требуют выполнения некоторых операций вручную, в то время как полностью автоматические приборы выполняют все процессы;
• диапазон и спектр определяемых микроорганизмов и получаемых данных;
• чувствительность и предел обнаружения;
• производительность (количество образцов в одном запуске и объем пробы);
• количество и виды используемых реагентов, которые вместе со стоимостью прибора и его обслуживания, влияют на себестоимость анализов;
• особенности вывода результатов, такие как возможность получения данных в цифровом формате, печать, использование внешних носителей, визуализация данных и создание отчетов;
• наличие регистрационных свидетельств и сертификатов.