国内临床微生物检测产业，近二十年来取得很大发展。从手工到半自动单机，再到全自动单机、流水线，国产厂家在崛起。

微生物检验仪器，在所有IVD仪器序列中，自动化发展是较慢的一支。因为微生物标本来源丰富、种类多样、采集容器各异，在过去几十年里，很难建立统一的检测标准。检测标本有呼吸道、肠道、生殖道、无菌体液、组织标本等各种类型，与标本对应的前处理流程和培养基种类差异也很大。

近年来，随着各类信息技术和先进制造工艺，与微生物检验技术的交叉渗透，微生物检测仪器变得更加先进了。和其他IVD仪器一样，微生物检测仪器，同样经历了从手工、半自动，到全自动、流水线、智能实验室的发展阶段。

和生化、免疫 、分子、血球等常规仪器不同的是，微生物检验仪器，检测标本是微生物，而非人体细胞及细胞内物质。检测对象不同，检测方法也随之而异。《临床检验装备大全：仪器与设备》指出，引起人类感染的病原微生物，包括8大类：真菌、细菌、放线菌、支原体、螺旋体、立克次体、衣原体、病毒。前6种可用培养方法检测，根据临床需要做药敏试验；后2种难培养或不能培养，需用免疫学、分子生物学方法检测。见图1。

△图1：人间传染的病原微生物8大类

微生物诊断产品，都有哪些？黄工综合行业标准、教材研报、业内文章，画了一张《微生物诊断产品系统图》（图2）。根据《临床微生物检验基本技术标准》（WS/T 805—2022），以及临床微生物专家观点，微生物检验技术，分成四大类：染色镜检；微生物培养、鉴定和药敏检测；免疫学检测；分子生物学检测。

△图2：主要的微生物诊断产品系统图

微生物检验仪器，主要解决：标本中，有无目标微生物？有的话，是哪一种，药物敏感性如何？（一）按检测方法学划分，有8大类，见图2。包括：自动标本前处理系统、血培养/微生物培养系统、微生物鉴定药敏分析系统、飞行时间质谱鉴定系统、分子检测系统、免疫分析系统、厌氧培养装置、自动染色仪。当然还有配套的，培养瓶、培养基、药敏测试板卡等耗材及相关检测试剂盒。（二）按NMPA医疗器械注册法规，传统微生物检测仪器分8大类。包括产品描述、预期用途、注册名称、管理级别等，见图3。

△图3：微生物分析设备注册编码及分类

2022年11月2日发布的《临床微生物检验基本技术标准》中，明确微生物检验基本技术包括染色技术、显微镜检查技术、接种技术、培养技术、鉴定技术、分子检测技术和免疫学检测技术等。以下图4、图5，是对分子、免疫检测技术特点的概述。

△图4：用于微生物分子检测的技术类型和技术特点

前面对微生物检验仪器，作了概览介绍。下文主要介绍，血培养仪、微生物质谱仪、微生物鉴定与药敏分析仪、微生物流水线四类产品。对其他微生物检验仪器，作简述。每一类仪器，尽可能包括：仪器发展简史及代际分布、仪器技术原理简述与分类、仪器构造和系统组成、国内外主要厂家及产品型号。这里主要讲临床应用方向，其他的如工业应用领域：食品安全监测、环境卫生检测等，暂不陈述。

行业标准YY/T 0656-2008 《自动化血培养系统》规定，自动化血培养系统，是指用于临床实验室，在体外对人体血液或其他无菌体液中的微生物，连续培养、自动检测和判断培养结果(阳性或阴性)的系统，该系统包括血培养仪及其相配套的培养基。

自第一代血培养仪发布至今，已过去55年，现今发展至第三代了。55年来，血培养仪在三个方面经历了，观察指标从肉眼到放射性标记、非放射性标记，仪器操作从手工到半自动、全自动，结果判断从终点到连续判读、能记录细菌生长曲线、出现阳性结果可随时报告等几个阶段。在全球血培养仪品类中，占据垄断地位的，是美国BD和法国生物梅里埃。

血培养仪工作原理是：自动监测培养基（液）中的混浊度、pH、代谢产物CO₂浓度、荧光标记底物或代谢产物等的变化，定性检测微生物的存在。按检测原理不同，可分为比色法、荧光法、气压法、电极法四种。这几种方法，都是非穿刺检测。前两种检测方法，均是监测细菌生长产生的CO₂，引起培养液中的pH值变化，从而引起颜色变化或荧光变化。气压法，是监测微生物生长过程中气体的产生和消耗，带来培养瓶气压的变化。

仪器培养的同时，每间隔一定时间，实时检测分析颜色、荧光、压力和电压的变化，绘制生长曲线，当检测值超过阈值，仪器自动报警，作为可能的阳性标本。当标本连续检测规定的天数，无阳性报警，则报告阴性。

一般来讲，血培养仪包括2大核心系统，恒温孵育系统和检测系统。前者要确保，培养系统中，温度波动不超过3℃。而检测系统，则是在培养瓶底部或顶部，安装有物理传感器，如光电传感器、气体传感器、压力传感器等，将模拟量转为数字量。

国外在20世纪60年代开始，研发自动血液培养系统。第一代血培养仪，以放射性核素测定，由于环保和安全性考虑，现已停止使用。第二代血培养仪，采用红外线检测瓶内CO₂气体含量变化，还需注入新鲜气体，存在敏感性低、交叉污染等问题，先较少使用。第三代血培养仪，采用更敏感的荧光和显色技术，同时将培养箱、搅拌系统和检测系统合为一体，克服了前两代诸多问题，受到临床很大的欢迎。

1968年，美国BD公司生产出，世界上第一代半自动血培养仪 BACTEC 110。1980年，美国BD又推出，世界上第一台半自动结核分枝杆菌检测仪 BACTEC 460。1982~1994年，美国BD相继推出，BACTEC 9120/9240及9050全自动血培养系统。同一时期，荷兰欧加侬公司（Organon Teknika）推出，BacT/Alert 120全自动血培养系统，MB/BacT全自动结核菌培养系统。法国生物梅里埃推出，Vital全自动血培养系统。

法国生物梅里埃踩在20世纪的尾巴，于1998年收购了欧加侬公司，推出全新的BacT/Alert 3D全自动血培养/分枝杆菌培养仪。2008年，美国BD推出新一代血培养仪BACTEC FX；2014年，又推出BACTEC FX40，适合基层使用且可模块化联机。美国赛默飞Thermo Fisher则靠收购，拥有了自己的微生物培养和药敏鉴定系统：VersaTREK240（台式）、VersaTREK528（立式）。

以上是国外微生物培养系统主要里程碑。而在国内，同样有一批企业，投身于血培养仪的开发报证和临床应用。到2023年8月底，已获批NMPA注册的血培养/微生物培养系统，共有45个注册证。来自28个国内外厂家，共计99个型号。其中，珠海迪尔、长沙天地人（深圳迈瑞）、珠海美华、山东鑫科，在国产厂家中型号数量靠前。血培养仪厂家，主要分布在广东珠海、湖南长沙、河南郑州、山东等地。尤其是珠海，可谓是国内微生物诊断产业重镇。

△图6：国内血培养/微生物培养仪厂家和型号列表

△图8：国内外血培养/微生物培养瓶厂家和型号列表

△视频：德国布鲁克 微生物质谱仪MALDI Biotyper

△图11：国内微生物质谱仪厂家和型号列表

血培养仪，回答标本中，有无微生物的问题。微生物质谱仪，回答标本中，有没有以及是哪一种微生物的问题。临床微生物检测的最终目标，是治疗。因此，还需要知道，检测出的微生物，其药物敏感性如何。即通过药敏分析系统，得出微生物最低抑菌浓度值（MIC），根据CLIS的标准，得出相应药物敏感度：敏感S、中介I、耐药R三个结果。

传统微生物鉴定仪原理，基于微生物标本各自的酶系统不同、新陈代谢的产物不同，以及相应底物生化反应的颜色变化不同，进行区分。一般来说，有四种技术：光电比色法、荧光法、数码鉴定法、质谱法。微生物鉴定和药敏分析系统，具体的工作原理及流程，可通过下方两个视频详细了解。

△视频：迈瑞医疗 微生物鉴定药敏分析系统 AF-600

△视频：迪尔生物 细菌鉴定及药敏分析系统 D2Mini

到2023年8月，国内获批NMPA注册的微生物鉴定和药敏分析系统，共有17家41个型号。从型号数量整体来看，还是上海、广东两地为主。上海以进口的微生物4大家，广东以迪尔、迈瑞两家为主。当然还有其他省市的也有获批。

△图12：国内微生物鉴定和药敏分析系统厂家和型号列表

抗菌药物敏感性试验，AST，简称药敏试验。是指在体外测定抗菌药物抑制或杀灭微生物的能力。通过药敏试验，可以预测抗菌药物临床效果，进而指导临床医生选择合适抗菌药物。微生物药敏检测方法学，主要有三种：纸片扩散法（KB法）、E试验法和稀释法。对应的试剂盒，有药敏条、药敏板等。

纸片扩散法，是指将含有定量抗菌药物的纸片，贴在已接种待检菌落的琼脂平板上，纸片中所含的药物吸取琼脂中的水分溶解后，不断向纸片周围扩散，形成递减的梯度浓度，在纸片周围抑菌浓度范围内，待检菌落生长被抑制，从而产生抑菌圈。抑菌圈大小，反映检测菌落对测定药物的敏感性。这是一种半定量方法。而E试验法，则是浓度梯度琼脂扩散试验。原理同扩散法。可直接测定受试菌的MIC。稀释法与E试验法，均可测定MIC值，是一种定量方法。

△图13：药敏纸片

国内外生产药敏纸片、药敏条、药敏板企业：

（1）国外：法国生物梅里埃、美国BD、英国Oxoid（被Thermo Fisher收购），美国贝克曼、意大利Liofilchem，印度Himedia等。

（2）国内：郑州安图生物、北京天坛药物生物公司、杭州微生物试剂公司、杭州滨和微生物、温州康泰生物、珠海迪尔生物、山东鑫科生物、上海星佰生物等。

另外，还有一些药敏试剂盒生产企业，总体以广东、河南、浙江三省为主。到2023年8月底，搜索NMPA注册证数据库，关键词：药敏试剂盒/药敏检测试剂盒，国内注册证78张。对这78张注册证，做些统计。发现，广东有32张，占41%；河南25张，占32%；浙江10张，占13%；其余省份占14%。注册证数前5的，是郑州安图生物、温州康泰生物、珠海银科医学、珠海迪尔生物、广东阳光生物。29家药敏试剂盒厂家名录，见下图。

△图14：国内药敏试剂厂家名录

以上是三类单机微生物检测系统。从注册证获批地、型号数量及交叉企业来看，法国生物梅里埃、美国BD医疗，是第一梯队，拥有丰富的微生物检测仪器、试剂和耗材综合解决方案。而赛默飞、贝克曼，在微生物领域不像其他IVD板块强势，更多靠收并购补齐产品线。国内的还是以珠海、郑州两地为主，主要企业，以安图生物、迪尔生物、长沙天地人、美华医疗、鑫科生物，在国内微生物检测领域，一直处于国产系统自研的探路者和中流砥柱的角色。

正是因为微生物种属株数量繁多，标本来源、培养基类型各异，检测流程繁杂：接种、涂片、染色、培养、鉴定和药敏试验，在流水线这一综合实力竞争领域，微生物的发展一直较为落后。目前市场主流的2大微生物流水线，是美国BD Kiestra TLA 和意大利COPAN WASPLab。流水线见下方视频。

国内推出的全自动微生物标本前处理系统，一些代表性的厂家及型号有：安图生物AutoStreak S1800，武汉迪艾斯PROBACT Plus-90/70/40，济南百博生物 ET-800+，山东朗迈生物LARK-3200等。

我们来回顾一下，微生物自动化的历史：

1996年，加拿大Dynaco公司推出第一台自动接种仪，以机械臂代替部分人工，推出微生物自动化进程。

2006年，意大利COPAN公司，推出微生物标本前处理系统WASP。

2006年，荷兰Kiestra公司，最先提出了临床微生物实验室全自动化的概念，并成功安装了全球第一套用于临床诊断的微生物流水线。

2010年，意大利COPAN公司改进升级，推出全自动微生物标本前处理和培养系统 WASPLab。

2012年，美国BD医疗收购荷兰Kiestra公司。

国内第一台微生物自动化系统及流水线装机历史：

2010年，国内第一台自动化微生物平板接种系统，法国生物梅里埃 Previ ISOLA，在广州医科大学第一附属医院装机。

2012年，国内第一台全自动微生物标本前处理系统，意大利COPAN WASP，在西京医院装机。

2014年，国内也是亚洲地区第一套全自动微生物标本前处理和培养系统，意大利COPAN WASP Lab，在西京医院装机。

2015年，美国BD 全自动微生物标本前处理系统Kiestra InoqulA，第一台在广州医学院第三附属医院装机。

2019年，国内第一套微生物流水线美国BD Kiestra TLA，在四川大学华西医院装机，并于2020年3月正式启用，同时也是东亚地区首套全面投入临床应用的微生物流水线。

以上都是国内的流水线和自动化系统，而国产的则较为落后。为此，今年4月16日，“十四五”国家重点研发计划“病原微生物检测流水线全自动化系统研发”项目研讨会，在珠海美华医疗总部召开，正式开启国产微生物流水线研发进程。另外，5月31日，中国医学装备协会检验医学分会、中华医学会检验医学分会，发起《中国临床微生物实验室自动化应用及发展专家共识》项目，项目启动会在成都举行。在这里我们能看到，国内微生物流水线发展，的确要比国外慢近20年。未来之路，道阻且长啊，还需加倍努力。

△视频：微生物标本自动化前处理和培养系统 

意大利 COPAN WASPLab