改进型集菌检测装置在室内细菌采集及快速检测中的应用效果

谢玉庆，曾灿

1 南昌市新建区疾病预防控制中心 （江西南昌 330199）；2 湖南湘江新区（岳麓区）疾病预防控制中心 （湖南长沙 410205）

目前，集菌操作主要依靠人工手动实现，但该操作具有技术难度大、操作烦琐及效率低等缺点。此外，在集菌完成后送检的转移过程中，外界因素或操作不当均易导致样本被污染，从而影响检测结果的准确性[1]。近年来，随着集菌、分装相关技术的发展，依托全自动智能化系统进行集菌成为现实，荷兰一家医疗自动化公司于2012 年首次推出了一款辅助配药装置，该装置可初步实现自动化无菌检测，在此之后，类似装置不断被研发和优化[1-2]。但截至目前，市面上仍缺乏集菌和检测连贯操作的全自动或半自动设备。因此，当面对大量检测任务时，检测人员仍需辅助完成部分操作项目，但超负荷、高强度工作易导致操作错误等现象的发生[2]。针对以上问题，我们发明了一种改进型集菌检测装置，初步实现了集菌和检测的一体化、连续性[3]。本研究分析改进型集菌检测装置应用于室内细菌采集及快速检测的效果，现报道如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料

选取2022 年2—8 月南昌市新建区疾病预防控制中心的20 名操作人员，分别使用常规集菌装置和改进型集菌检测装置进行集菌和检测。纳入标准：操作人员均为中级职称且熟悉集菌操作步骤；集菌过程均于室内操作；操作全程避免受到外界污染。排除标准：完成集菌过程后送检时间≥6 h；操作人员合并传染性疾病。

1.2 方法

操作人员分别使用常规集菌装置和改进型集菌检测装置进行集菌和检测。

常规集菌装置：使用DGB220 型集菌培养器（上海方畦仪器有限公司）完成集菌操作，集菌时长均控制为5 min，完成该项操作后立即送检。

改进型集菌检测装置的结构特征及使用方法具体如下。（1）结构特征：检测箱内设有内壳，内壳底部设有旋转齿盘，而其上设有若干个放置槽，放置槽内部还设有培养皿；检测箱底部设有稳定盘，而稳定盘与旋转齿盘之间设有转轴杆，稳定盘顶部设有环形滑槽，旋转齿盘底部设有若干个固定块，环形滑槽内连接若干个滑块；检测箱底部的电机输出轴连接有与旋转齿盘啮合的齿轮，内设储料箱，其内部固定有抽水泵，抽水泵一侧贯穿储料箱连接于出料管，另一侧则贯穿检测箱连接于入料管；检测箱内设温度控制器得以实现温度控制，其顶部还设有灯光控制器，以实现顶部照射灯照射强度的即时控制[3]（改进型集菌检测装置整体结构见图1，实物图见图2，检测部分见图3）。（2）使用方法：检查装置各开关状态以确保正常，调整稳定组件（图4）避免装置在受到外力后发生侧翻；开启装置，置入若干培养皿；同时设置搅拌器功能，确定储料箱内液体的搅拌频率、时间；揭开培养皿的皿盖，开始集菌和检测一体化操作过程。

图1 改进型集菌检测装置整体结构示意图

图2 改进型集菌检测装置实物图

图3 改进型集菌检测装置检测部分示意图

图4 改进型集菌检测装置稳定组件示意图

1.3 质量控制

（1）操作前，对操作人员进行同质化培训，使其熟悉研究内容和操作步骤，尽量避免人为操作对结果的影响。（2）常规集菌装置集菌和检测两个步骤连贯进行，尽量避免操作间隙对整体检测效率的影响。（3）采用两种检测装置进行集菌相关操作均在疾病预防控制中心实验室内完成，尽可能确保处于相同的操作环境，避免外界因素对结果产生影响。同时要求操作人员全程遵循无菌操作的原则，避免外界污染影响检测结果。

1.4 观察指标

（1）比较两种检测装置的使用效果（操作人员完成5 个样品的集菌和检测总时长及1 h 内检测培养皿最大数量）。（2）比较两种检测装置的使用满意度：使用满意度包括运行稳定性、操作便捷性、转移方便性及推广适用性4 个维度，每个维度均设置3 级评价（满意、一般、不满意），由操作人员主观评定[4]。

1.5 统计学处理

采用SPSS 22.0 统计软件进行数据分析。计量资料以±s表示，采用t检验。等级资料采用秩和检验。P＜0.05 为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 两种检测装置的使用效果比较

采用改进型集菌检测装置累计完成5 个样品集菌和检测总时长短于常规集菌装置，1 h 内检测培养皿最大数量多于常规集菌装置，差异均有统计学意义（P＜0.05），见表1。

表1 两种检测装置的使用效果比较（±s）

表1 两种检测装置的使用效果比较（±s）

1 h 内检测培养皿最大数量（个）常规集菌装置 73.52±10.52 4.11±1.08改进型集菌检测装置 43.25±5.60 9.30±3.51 t 11.359 6.320 P 0.000 0.000检测装置完成5 个样品集菌和检测总时长（min）

2.2 两种检测装置的使用满意度比较

操作人员对改进型集菌检测装置运行稳定性、操作便捷性、推广适用性的满意度均高于常规集菌装置，对转移方便性的满意度低于常规集菌装置，差异有统计学意义（P＜0.05），见表2。

表2 两种检测装置的使用满意度比较

3 讨论

使用仪器设备完成集菌、检测一体化操作已成为当今细菌检测领域发展趋势，不仅有助于快速完成批量化检测任务，还可避免因人为操作而导致的结果不精准等情况。本研究结果显示，采用改进型集菌检测装置完成5 个样品的集菌和检测总时长短于常规集菌装置，而1 h 内检测培养皿最大数量多于常规集菌装置，差异有统计学意义（P＜0.05），表明改进型集菌检测装置可有效提升工作效率。主要原因包括以下两点。第一，常规集菌装置使用过程中，工作人员需提前使用培养皿预先完成集菌过程，而后单独封装送检，因此两项操作存在时间间隙。而改进型集菌检测装置在执行样品集菌及检测时，准备工作完成后即可由仪器自动完成集菌、检测，两个步骤相互衔接，减少了人为操作而存在的等待或空置时间，因此检测总时长得到明显控制。第二，面对工作量较大的检测任务时，改进型集菌检测装置更能凸显其优势，工作人员仅需根据实际需要置入若干培养皿，因此单位时间内可采集多个样本，工作效率大大提升[3-4]。

本研究结果还显示，操作人员对改进型集菌检测装置运行稳定性、操作便捷性、推广适用性的满意度均高于常规集菌装置，但对转移方便性的满意度低于常规集菌装置，差异有统计学意义（P＜0.05）。改进型集菌检测装置转移不方便主要与该装置相对笨重有关，加之其内部构造较为精密，易因意外碰撞而损坏部件。改进型集菌检测装置运行稳定性、操作便捷性、推广适用性优于常规集菌装置的原因包括以下4 点。（1）改进型集菌检测装置可通过调节稳定组件对装置实现较好固定，避免因受到外力碰撞而导致侧翻，利于稳定运行；而常规集菌装置在完成集菌后的送检过程中，培养皿主要使用采样箱进行储存，难免因转移过程中的颠簸而损坏培养皿[5]。（2）常规集菌装置通常只能对1 个培养皿中的菌落进行检测，在需要对2 个或多个培养皿中的菌落进行对比检测时，更换培养皿的过程较为烦琐；若检测时需添加反应液，部分反应液在加入前会产生沉淀，从而导致检测结果不准确。操作人员在采用改进型集菌检测装置进行检测时全程只需通过触摸屏选择预设程序，即可较好地弥补以上不足[6]。（3）改进型集菌检测装置实现了集菌和检测过程的程序化、自动化，精密度较好，可降低出错风险；即使出现单次检测错误，操作系统也能主动停止工作并显示具体错误信息，主动对各项模块进行自查，便于工作人员根据提示及时处置[7]。（4）改进型集菌检测装置在完成集菌后可通过旋转齿盘将待检样本送至检测箱，储料箱内部物质传动依托抽水泵实现，样本转移无需与泵体直接接触，不仅可避免污染，还便于后期清理或消毒，而内部物质混匀则通过涡套、涡纹、搅拌杆实现，因此实现了内部结构和外界环境的相对隔离，最大限度降低了外界对样本造成的影响[7-8]。

综上所述，改进型集菌检测装置用于室内细菌采集及快速检测，不仅能连贯进行集菌和检测过程，还能实现多个培养皿的同时集菌操作，且运行稳定、操作便捷、便于推广，操作人员使用满意度较高。其实际使用中也有两点不足：第一，该装置主要用于室内集菌和检测，若延伸至户外使用，需连接外用电源，存在一定不便之处，后续将对该装置进一步优化，通过配置移动电源的方式加以改进；第二，改进型集菌检测装置多个培养皿同时集菌仅能在相同环境下操作，面对不同环境集菌任务则不宜使用该装置进行批量操作。针对外接电源和转移不便的劣势，后续可通过配置移动电源、装置设计小型化等方式进一步优化。