[发明专利]一种通过单细胞分析检测细菌耐药性的方法和装置

说明书

一种通过单细胞分析检测细菌耐药性的方法，将细菌样品取一定量和一定量抗生素稀释液混合安置在载玻片上，利用盖玻片盖住并利用密封剂四边密封，形成一个板式微生化反应系统，细菌和抗生素稀释液在其中发生生化反应。通过相差显微镜进行平面扫描观察和定位细菌，再通过激光扫描所定位的细菌得到拉曼光谱，通过分析可以取得细菌耐药性情况。本发明还提供了实现上述方法的装置，包括一个板式微生化反应系统、相差显微镜、高倍光学显微镜、拉曼光谱激发系统和拉曼光谱收集系统。通过相差显微镜和高倍光学显微镜观察定位细菌，然后使用拉曼光谱激发系统和拉曼光谱收集系统获得细菌拉曼光谱的变化，从而检测细菌耐药性。

技术领域

本发明涉及物理领域，尤其涉及光学检测技术，特别是一种通过单细胞分析检测细菌耐药性的方法和装置。

背景技术

据浙江大学医学院有关教授综合分析多项数据后发现，我国抗生素每年总使用量约为15万吨～20万吨，使用量约占世界总使用量的50％。同时受人口密集，制药业、农业、养殖业分布等因素影响，中国东部流域的抗生素使用量和排放量密度高于西部流域6倍以上。大规模经常不必要的抗生素使用意味着越来越多的病原体对药物不敏感，以前可治疗的感染可能会危及生命。

抗生素大量使用造成了环境中抗生素残留的广泛存在与细菌耐药的传播扩散，进一步影响生态环境与人类健康，抗生素环境污染与细菌耐药问题越来越受到社会广泛关注。2016年8月26日国家卫生计生委等14部门联合印发的《遏制细菌耐药国家行动计划(2016—2020)》明确提出：“加强抗菌药物应用和耐药控制体系建设”和“完善抗菌药物应用和细菌耐药监测体系”。2018年三月国家卫健委再次发出《关于持续做好抗菌药物临床应用管理有关工作的通知》，强调进一步加强抗菌药物临床应用管理，限制抗生素的使用再次升级，防止出现针对细菌“无药可用”“束手无策”的情况。

目前大多临床诊断并不开展病原体精细化检测，尤其在诊治一些严重感染如败血症时，不能够快速精准用药往往造成生命危险。为了更好地服务于临床，精细化用药具有非常重要意义。不仅可以大幅减少抗生素的使用量，节约资源保护环境。更可以有效精准治疗疾病，及时挽救病人生命，具有重大社会意义。

现有技术中检测细菌耐药性的方法包括：

1：传统的鉴定方法

主要是通过病原体的形态学、生物化学、免疫学等检查。由于每个病原体的个体数量少，不利于进行生理生化和免疫学的鉴定，需要经过体外培养使其数目达到一定程度后，再进行鉴定。传统的病原体检测方法大多只针对特定的、可培养的细菌，并且耗时较长。对于可培养细菌约需2d的检测时间，对于生长较慢的菌种需要7d左右，对于实验室无法培养的细菌则无能为力。而且传统方法难以区分某一传染是由一个还是多个菌病原体所引起的。正常情况下从病原体准备到最后获得结果要2～3天时间。这些方法的优点是准确，缺点是费时费力，样品容易被污染。

2：自动化仪器检测

根据病原体不同的生物学性状和代谢产物的差异，逐步发展了微量快速培养基和微量生化反应系统，使原来缓慢、烦琐的手工操作变得自动化。目前已有多种病原体自动鉴定及药敏测试系统问世，如VITEK-AutoMicrobicSystem(AMS)、PHOENIXTM、MicroScan、Sensititre、ABBott(MS-2System)、AUTOBACIDXSys-tern等。这些自动化系统具有先进的微机系统，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，主要功能包括细菌鉴定、细菌药物敏感性试验及最低抑菌浓度(MIC)的测定等，其准确性和可靠性均已大大提高。

虽然这些设备被一些场所使用，但存在一些缺点：(1)：它们只适用于可以体外培养的常见病原体，样品体外培养仍然需要花费很长时间；(2)：只能从单方面了解微生物物种，一些表现出独特的生化特性的微生物不能正确判别。

3：分子生物鉴定方法