一种快速检测系统技术方案

本申请属于生物检测技术领域，特别是涉及一种快速检测系统。现有的检测方法和仪器存在检测耗时较长、无法检测未知病原菌等问题，无法满足临床应用的及时性需求。本申请提供了一种快速检测系统，所述系统包括细菌培养捕获子系统、成像子系统、图像处理子系统、数据分析子系统和终端，所述终端与所述细菌培养捕获子系统连接，所述终端与所述成像子系统连接，所述终端与所述图像处理子系统连接，所述终端与所述数据分析子系统连接，所述图像处理子系统与所述数据分析子系统连接。能够实现在2小时内对多种临床致病细菌的耐药性进行快速检测的功能。功能。功能。

【技术实现步骤摘要】
一种快速检测系统


[0001]本申请属于生物检测
，特别是涉及一种快速检测系统。

技术介绍

[0002]细菌的耐药性已经成为世界性难题，它是指细菌对于抗菌药物的耐受性。耐药性的产生会明显降低药物的治疗作用。细菌产生耐药性是不可避免的自然进化过程，但是近年来抗生素的过度使用大大加速了这一进程，给人类的缓冲时间和应对策略提出了极大的挑战。快速确定细菌对抗生素的敏感性是为临床治疗提供及时和合理指导的前提和关键。临床治疗中耐药性的检测包括对感染病人的样本采集、体外分离培养以及抗生素敏感性检测等步骤。根据采集病例的样本和菌种的不同，体外分离培养得到单克隆一般需要1～3天，而进一步地对抗生素敏感性进行检测的结果通常需要额外耗时1～2天，不能满足临床需求的及时性。抗生素敏感性的检测结果对医生具有指导意义，可以帮助确定抗生素的选择及合理剂量。在缺乏检测结果的期间医生只能依靠经验治疗，不仅容易错过急性感染或感染初期的最佳诊断时机，而且会让耐药情况更加严重。对于临床诊疗而言，缩短细菌耐药性检测周期的时间可以提高及时治疗的成功率，因此临床中亟需一种对细菌耐药性的快速检测手段。
[0003]在对细菌耐药性的研究和临床检测方法中，主要的分析手段分为两大类：常规药敏实验和耐药基因分析。常规的药敏实验检测方式是对微生物进行表型筛查，即通过检测药物对细菌生长状况的影响来判断耐药性的程度。传统方法有纸片法、E-test法、微量稀释法和琼脂稀释法等，其中以纸片法和微量稀释法最为常用。目前的市场上有多种这种基于表型分析的自动检测设备，如PhoenixTM细菌鉴定药敏系统，VITEK-AMS细菌鉴定和药敏分析系统和 Sensititre荧光快速微生物鉴定/药敏系统等。细菌产生耐药性的遗传基础是基因突变或获得耐药基因，基于耐药基因检测的新技术是重要的手段和途径，包括飞行时间质谱技术、基于聚合酶链式反应(PCR)扩增技术的检测方法、基因芯片和全基因组测序。
[0004]现有的基于常规药敏实验的分析手段是在细菌有无抗生素刺激下，通过检测细菌的吸光度值或抑菌区域的大小来进行评价。相关的仪器设备具有先进的自动化系统和广泛的鉴定功能，适用于临床微生物实验室、卫生防疫和商检系统等，虽然在一定程度上缩短了微生物的鉴定和抗生素敏感性的检测时间，但耗时仍然较长(通常18～36小时)，难以满足目前临床急症感染的快速诊断需求。现有技术中基于耐药基因分析的方法因其较高的灵敏性和特异性，可以在药敏实验结果之前为临床提供参考，但是也存在诸多不足之处，如利用飞行时间质谱进行病原菌指纹图谱识别的方法由于技术设备和配套试剂昂贵、检测耐药种类有限，主要用于细菌耐药的科研领域。全基因组测序在发现新耐药基因/机制上有着先天优势，但对基因数据库要求严格，因此适合对耐药机制的深入挖掘和研究工作；基因芯片技术基于核酸杂交的特异性未知样品进行检测和分析，具有高通量、快速准确的特点，其局限性在于如技术成本昂贵、检测灵敏度较低等，这些制约了大规模推广应用；PCR方法通过针对不同细菌设计特异性引物进行扩增和检测，对病菌检测具有很高的灵敏性和选择性，是
一种通用并可扩展的微生物鉴定方法。但由于其复杂的预处理过程，难以在商业化仪器的应用中普遍推广。

技术实现思路

[0005]1.要解决的技术问题
[0006]基于常规药敏实验的分析手段普遍操作复杂，检测周期较长，需要1～3天才能获得分析结果。而基于耐药基因分析方法目前尚不能检测新的耐药机制，且不能确定含有耐药基因的菌株是否处于耐药状态。现有的检测方法和仪器存在检测耗时较长、无法检测未知病原菌等问题，无法满足临床应用的及时性需求的问题，本申请提供了一种快速检测系统及方法。
[0007]2.技术方案
[0008]为了达到上述的目的，本申请提供了一种快速检测系统，所述系统包括细菌培养捕获子系统、成像子系统、图像处理子系统、数据分析子系统和终端，所述终端与所述细菌培养捕获子系统连接，所述终端与所述成像子系统连接，所述终端与所述图像处理子系统连接，所述终端与所述数据分析子系统连接，所述图像处理子系统与所述数据分析子系统连接。
[0009]本申请提供的另一种实施方式为：所述细菌培养捕获子系统包括芯片、压力调节组件和温度调节组件，所述压力调节组件与所述芯片连接，所述温度调节组件与所述芯片连接，所述压力调节组件与所述终端连接，所述芯片与所述终端连接，所述芯片设置于所述温度调节组件内。
[0010]本申请提供的另一种实施方式为：所述芯片为微流控芯片，所述压力调节组件为压力泵或者程控注射器，所述温度调节组件为恒温箱。
[0011]本申请提供的另一种实施方式为：所述成像子系统包括显微平台、物镜、电动平移台、自动对焦单元和成像相机；所述电动平移台设置于所述显微平台上，所述物镜设置于所述显微平台内，所述温度调节组件设置于所述电动平移台上，所述电动平移台与所述终端连接，所述电动平移台与所述自动对焦单元连接，所述自动对焦单元与所述终端连接，所述显微平台与所述成像相机连接，所述成像相机与所述终端连接。
[0012]本申请提供的另一种实施方式为：所述图像处理子系统包括通道识别算法模块和细菌识别算法模块，
[0013]所述通道识别算法模块，用于对采集的图像进行细菌捕获通道的定位和识别；
[0014]所述细菌识别算法模块，用于对从通道识别算法提取出的细菌捕获通道中的细菌进行形态学识别，得到定量的细菌形态参数。
[0015]本申请提供的另一种实施方式为：所述数据分析子系统包括细菌追踪算法模块和表型统计算法模块，所述细菌追踪算法模块，用于对延时显微成像过程中采集的每个位点每帧图像，得到细菌随时间演变的形态变化矩阵数据；
[0016]所述表型统计算法模块，用于对细菌追踪算法得到的形态变化矩阵数据分析，计算得到细菌表型指标，得出在不同药物环境下细菌表型指标的值。
[0017]本申请提供的另一种实施方式为：所述芯片为微流控芯片，所述微流控芯片包括若干微流通道，所述微流通道包括连通的进样口、主通道、细菌捕获通道和出样口。
[0018]本申请提供的另一种实施方式为：所述微流控芯片为基于聚二甲基硅氧烷的微流控芯片。
[0019]本申请还提供一种快速检测方法，采用所述的快速检测系统进行检测。
[0020]本申请提供的另一种实施方式为：所述方法包括如下步骤：
[0021]1)制备芯片；
[0022]2)对细菌进行培养捕获；
[0023]3)运行多位点延时显微成像检测过程；
[0024]4)采集细菌图像；
[0025]5)计算包含细菌形态学信息的数据结构；
[0026]6)定量分析细菌对药物耐受情况；
[0027]7)重复步骤4～6直至全部位点及足够的时间帧采集完毕。
[0028]3.有益效果
[0029]与现有技术相比，本申请提供的一种快速检测系统及方法的有益效果在于：
[0030]本申请提供的快速检测系统，涉及本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种快速检测系统，其特征在于：所述系统包括细菌培养捕获子系统、成像子系统、图像处理子系统、数据分析子系统和终端，所述终端与所述细菌培养捕获子系统连接，所述终端与所述成像子系统连接，所述终端与所述图像处理子系统连接，所述终端与所述数据分析子系统连接，所述图像处理子系统与所述数据分析子系统连接。2.如权利要求1所述的快速检测系统，其特征在于：所述细菌培养捕获子系统包括芯片、压力调节组件和温度调节组件，所述压力调节组件与所述芯片连接，所述温度调节组件与所述芯片连接，所述压力调节组件与所述终端连接，所述芯片与所述终端连接，所述芯片设置于所述温度调节组件内。3.如权利要求2所述的快速检测系统，其特征在于：所述芯片为微流控芯片，所述压力调节组件为压力泵或者程控注射器，所述温度调节组件为恒温箱。4.如权利要求3所述的快速检测系统，其特征在于：所述微流控芯片包括若干微流通道，所述微流通道包括连通的进样口、主通道、细菌捕获通道和出样口。5.如权利要求3所述的快速检测系统，其特征在于：所述微流控芯片为基于聚二甲基硅氧烷的微流控芯片。6.如权利要求2所述的快速检测系统，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄术强，李思宏，刘陈立，傅雄飞，于跃，
申请(专利权)人：中国科学院深圳先进技术研究院，
类型：新型
国别省市：