改進型集菌檢測裝置在室內細菌采集及快速檢測中的應用效果

謝玉慶，曾燦

1 南昌市新建區(qū)疾病預防控制中心 （江西南昌 330199）；2 湖南湘江新區(qū)（岳麓區(qū)）疾病預防控制中心 （湖南長沙 410205）

目前，集菌操作主要依靠人工手動實現，但該操作具有技術難度大、操作煩瑣及效率低等缺點。此外，在集菌完成后送檢的轉移過程中，外界因素或操作不當均易導致樣本被污染，從而影響檢測結果的準確性[1]。近年來，隨著集菌、分裝相關技術的發(fā)展，依托全自動智能化系統(tǒng)進行集菌成為現實，荷蘭一家醫(yī)療自動化公司于2012 年首次推出了一款輔助配藥裝置，該裝置可初步實現自動化無菌檢測，在此之后，類似裝置不斷被研發(fā)和優(yōu)化[1-2]。但截至目前，市面上仍缺乏集菌和檢測連貫操作的全自動或半自動設備。因此，當面對大量檢測任務時，檢測人員仍需輔助完成部分操作項目，但超負荷、高強度工作易導致操作錯誤等現象的發(fā)生[2]。針對以上問題，我們發(fā)明了一種改進型集菌檢測裝置，初步實現了集菌和檢測的一體化、連續(xù)性[3]。本研究分析改進型集菌檢測裝置應用于室內細菌采集及快速檢測的效果，現報道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取2022 年2—8 月南昌市新建區(qū)疾病預防控制中心的20 名操作人員，分別使用常規(guī)集菌裝置和改進型集菌檢測裝置進行集菌和檢測。納入標準：操作人員均為中級職稱且熟悉集菌操作步驟；集菌過程均于室內操作；操作全程避免受到外界污染。排除標準：完成集菌過程后送檢時間≥6 h；操作人員合并傳染性疾病。

1.2 方法

操作人員分別使用常規(guī)集菌裝置和改進型集菌檢測裝置進行集菌和檢測。

常規(guī)集菌裝置：使用DGB220 型集菌培養(yǎng)器（上海方畦儀器有限公司）完成集菌操作，集菌時長均控制為5 min，完成該項操作后立即送檢。

改進型集菌檢測裝置的結構特征及使用方法具體如下。（1）結構特征：檢測箱內設有內殼，內殼底部設有旋轉齒盤，而其上設有若干個放置槽，放置槽內部還設有培養(yǎng)皿；檢測箱底部設有穩(wěn)定盤，而穩(wěn)定盤與旋轉齒盤之間設有轉軸桿，穩(wěn)定盤頂部設有環(huán)形滑槽，旋轉齒盤底部設有若干個固定塊，環(huán)形滑槽內連接若干個滑塊；檢測箱底部的電機輸出軸連接有與旋轉齒盤嚙合的齒輪，內設儲料箱，其內部固定有抽水泵，抽水泵一側貫穿儲料箱連接于出料管，另一側則貫穿檢測箱連接于入料管；檢測箱內設溫度控制器得以實現溫度控制，其頂部還設有燈光控制器，以實現頂部照射燈照射強度的即時控制[3]（改進型集菌檢測裝置整體結構見圖1，實物圖見圖2，檢測部分見圖3）。（2）使用方法：檢查裝置各開關狀態(tài)以確保正常，調整穩(wěn)定組件（圖4）避免裝置在受到外力后發(fā)生側翻；開啟裝置，置入若干培養(yǎng)皿；同時設置攪拌器功能，確定儲料箱內液體的攪拌頻率、時間；揭開培養(yǎng)皿的皿蓋，開始集菌和檢測一體化操作過程。

圖1 改進型集菌檢測裝置整體結構示意圖

圖2 改進型集菌檢測裝置實物圖

圖3 改進型集菌檢測裝置檢測部分示意圖

圖4 改進型集菌檢測裝置穩(wěn)定組件示意圖

1.3 質量控制

（1）操作前，對操作人員進行同質化培訓，使其熟悉研究內容和操作步驟，盡量避免人為操作對結果的影響。（2）常規(guī)集菌裝置集菌和檢測兩個步驟連貫進行，盡量避免操作間隙對整體檢測效率的影響。（3）采用兩種檢測裝置進行集菌相關操作均在疾病預防控制中心實驗室內完成，盡可能確保處于相同的操作環(huán)境，避免外界因素對結果產生影響。同時要求操作人員全程遵循無菌操作的原則，避免外界污染影響檢測結果。

1.4 觀察指標

（1）比較兩種檢測裝置的使用效果（操作人員完成5 個樣品的集菌和檢測總時長及1 h 內檢測培養(yǎng)皿最大數量）。（2）比較兩種檢測裝置的使用滿意度：使用滿意度包括運行穩(wěn)定性、操作便捷性、轉移方便性及推廣適用性4 個維度，每個維度均設置3 級評價（滿意、一般、不滿意），由操作人員主觀評定[4]。

1.5 統(tǒng)計學處理

采用SPSS 22.0 統(tǒng)計軟件進行數據分析。計量資料以±s表示，采用t檢驗。等級資料采用秩和檢驗。P＜0.05 為差異有統(tǒng)計學意義。

2 結果

2.1 兩種檢測裝置的使用效果比較

采用改進型集菌檢測裝置累計完成5 個樣品集菌和檢測總時長短于常規(guī)集菌裝置，1 h 內檢測培養(yǎng)皿最大數量多于常規(guī)集菌裝置，差異均有統(tǒng)計學意義（P＜0.05），見表1。

表1 兩種檢測裝置的使用效果比較（±s）

表1 兩種檢測裝置的使用效果比較（±s）

1 h 內檢測培養(yǎng)皿最大數量（個）常規(guī)集菌裝置 73.52±10.52 4.11±1.08改進型集菌檢測裝置 43.25±5.60 9.30±3.51 t 11.359 6.320 P 0.000 0.000檢測裝置完成5 個樣品集菌和檢測總時長（min）

2.2 兩種檢測裝置的使用滿意度比較

操作人員對改進型集菌檢測裝置運行穩(wěn)定性、操作便捷性、推廣適用性的滿意度均高于常規(guī)集菌裝置，對轉移方便性的滿意度低于常規(guī)集菌裝置，差異有統(tǒng)計學意義（P＜0.05），見表2。

表2 兩種檢測裝置的使用滿意度比較

3 討論

使用儀器設備完成集菌、檢測一體化操作已成為當今細菌檢測領域發(fā)展趨勢，不僅有助于快速完成批量化檢測任務，還可避免因人為操作而導致的結果不精準等情況。本研究結果顯示，采用改進型集菌檢測裝置完成5 個樣品的集菌和檢測總時長短于常規(guī)集菌裝置，而1 h 內檢測培養(yǎng)皿最大數量多于常規(guī)集菌裝置，差異有統(tǒng)計學意義（P＜0.05），表明改進型集菌檢測裝置可有效提升工作效率。主要原因包括以下兩點。第一，常規(guī)集菌裝置使用過程中，工作人員需提前使用培養(yǎng)皿預先完成集菌過程，而后單獨封裝送檢，因此兩項操作存在時間間隙。而改進型集菌檢測裝置在執(zhí)行樣品集菌及檢測時，準備工作完成后即可由儀器自動完成集菌、檢測，兩個步驟相互銜接，減少了人為操作而存在的等待或空置時間，因此檢測總時長得到明顯控制。第二，面對工作量較大的檢測任務時，改進型集菌檢測裝置更能凸顯其優(yōu)勢，工作人員僅需根據實際需要置入若干培養(yǎng)皿，因此單位時間內可采集多個樣本，工作效率大大提升[3-4]。

本研究結果還顯示，操作人員對改進型集菌檢測裝置運行穩(wěn)定性、操作便捷性、推廣適用性的滿意度均高于常規(guī)集菌裝置，但對轉移方便性的滿意度低于常規(guī)集菌裝置，差異有統(tǒng)計學意義（P＜0.05）。改進型集菌檢測裝置轉移不方便主要與該裝置相對笨重有關，加之其內部構造較為精密，易因意外碰撞而損壞部件。改進型集菌檢測裝置運行穩(wěn)定性、操作便捷性、推廣適用性優(yōu)于常規(guī)集菌裝置的原因包括以下4 點。（1）改進型集菌檢測裝置可通過調節(jié)穩(wěn)定組件對裝置實現較好固定，避免因受到外力碰撞而導致側翻，利于穩(wěn)定運行；而常規(guī)集菌裝置在完成集菌后的送檢過程中，培養(yǎng)皿主要使用采樣箱進行儲存，難免因轉移過程中的顛簸而損壞培養(yǎng)皿[5]。（2）常規(guī)集菌裝置通常只能對1 個培養(yǎng)皿中的菌落進行檢測，在需要對2 個或多個培養(yǎng)皿中的菌落進行對比檢測時，更換培養(yǎng)皿的過程較為煩瑣；若檢測時需添加反應液，部分反應液在加入前會產生沉淀，從而導致檢測結果不準確。操作人員在采用改進型集菌檢測裝置進行檢測時全程只需通過觸摸屏選擇預設程序，即可較好地彌補以上不足[6]。（3）改進型集菌檢測裝置實現了集菌和檢測過程的程序化、自動化，精密度較好，可降低出錯風險；即使出現單次檢測錯誤，操作系統(tǒng)也能主動停止工作并顯示具體錯誤信息，主動對各項模塊進行自查，便于工作人員根據提示及時處置[7]。（4）改進型集菌檢測裝置在完成集菌后可通過旋轉齒盤將待檢樣本送至檢測箱，儲料箱內部物質傳動依托抽水泵實現，樣本轉移無需與泵體直接接觸，不僅可避免污染，還便于后期清理或消毒，而內部物質混勻則通過渦套、渦紋、攪拌桿實現，因此實現了內部結構和外界環(huán)境的相對隔離，最大限度降低了外界對樣本造成的影響[7-8]。

綜上所述，改進型集菌檢測裝置用于室內細菌采集及快速檢測，不僅能連貫進行集菌和檢測過程，還能實現多個培養(yǎng)皿的同時集菌操作，且運行穩(wěn)定、操作便捷、便于推廣，操作人員使用滿意度較高。其實際使用中也有兩點不足：第一，該裝置主要用于室內集菌和檢測，若延伸至戶外使用，需連接外用電源，存在一定不便之處，后續(xù)將對該裝置進一步優(yōu)化，通過配置移動電源的方式加以改進；第二，改進型集菌檢測裝置多個培養(yǎng)皿同時集菌僅能在相同環(huán)境下操作，面對不同環(huán)境集菌任務則不宜使用該裝置進行批量操作。針對外接電源和轉移不便的劣勢，后續(xù)可通過配置移動電源、裝置設計小型化等方式進一步優(yōu)化。