Με την ανάπτυξη της επιστήμης και της τεχνολογίας, τα μικροβιολογικά όργανα αντικαθιστούν σταδιακά τις χειροκίνητες λειτουργίες, ειδικά στην αυτοματοποιημένη καλλιέργεια αίματος, την αυτοματοποιημένη βακτηριακή ταυτοποίηση και την ανάλυση ευαισθησίας στα φάρμακα, όπου έχουν επιτευχθεί καινοτομίες. Ωστόσο, προς το παρόν, δεν μπορούν να αντικαταστήσουν πλήρως τις χειροκίνητες λειτουργίες. Ανάλογα με το αν απαιτείται απομόνωση και πολιτισμός, χωρίζονται σε αυτοματοποιημένα συστήματα πολιτισμού και μη-συστήματα πολιτισμού.
Αυτοματοποιημένα συστήματα καλλιέργειας: Τα αυτοματοποιημένα συστήματα καλλιέργειας χωρίζονται περαιτέρω σε δύο κύριες κατηγορίες ανάλογα με τις λειτουργίες τους: αυτοματοποιημένα συστήματα ανίχνευσης και ανάλυσης καλλιέργειας αίματος και αυτοματοποιημένα συστήματα ανάλυσης μικροβιακής ταυτοποίησης και ευαισθησίας στα φάρμακα.
Αυτοματοποιημένα συστήματα ανίχνευσης και ανάλυσης καλλιέργειας αίματος: Τα αυτοματοποιημένα συστήματα ανίχνευσης και ανάλυσης καλλιέργειας αίματος ανιχνεύουν κυρίως την παρουσία μικροοργανισμών στα δείγματα αίματος. Κατά τη διαδικασία καλλιέργειας, ένα σύστημα ανίχνευσης και ανάλυσης υπολογιστή σαρώνει αυτόματα μπουκάλια καλλιέργειας που κατασκευάζονται με ειδικές διαδικασίες. Μέσω συνεχούς-ποιοτικής παρακολούθησης σε πραγματικό χρόνο για 24 ώρες, εάν προκύψουν αλλαγές στη μικροβιακή ανάπτυξη και τον μεταβολισμό, το όργανο ειδοποιεί αυτόματα για να υποδείξει την παρουσία παθογόνων.
Συστήματα αυτοματοποιημένης μικροβιακής ταυτοποίησης και ανάλυσης ευαισθησίας στα φάρμακα: Συνήθως, αφού απομονωθούν ύποπτα βακτήρια από το δείγμα μέσω μη αυτόματης καλλιέργειας, απαιτείται χειροκίνητη ταυτοποίηση και έλεγχος ευαισθησίας σε φάρμακα των μικροοργανισμών. Αυτή η διαδικασία δεν είναι μόνο χρονοβόρα-και πολύπλοκη, αλλά και επιρρεπής σε πολλούς παράγοντες που επηρεάζουν. Τα αυτοματοποιημένα συστήματα μικροβιακής ταυτοποίησης και δοκιμών ευαισθησίας στα φάρμακα αντικαθιστούν τη χειρωνακτική εργασία στην αυτοματοποιημένη ανίχνευση και ανάλυση. Η μικροβιακή ταυτοποίηση και η ανάλυση ευαισθησίας στο φάρμακο πραγματοποιούνται ταυτόχρονα. Με βάση τις αρχές της ψηφιακής ταυτοποίησης βιοπληροφορικής, διαμορφώνεται ένα μοναδικό σύστημα αναγνώρισης. Ταυτόχρονα, εκτελείται αυτοματοποιημένη ανάλυση ευαισθησίας φαρμάκου με τη χρήση μεθόδων διάχυσης δίσκου ή αραίωσης μικρο{6}}ζωμού, μεγιστοποιώντας την εξοικονόμηση χρόνου, μειώνοντας τις χειροκίνητες λειτουργίες, βελτιώνοντας την απόδοση εργασίας και διασφαλίζοντας την ακρίβεια των αποτελεσμάτων των δοκιμών.
Τα μη-συστήματα καλλιέργειας αναφέρονται σε συστήματα που δεν απαιτούν καλλιέργεια παθογόνου. Επικεντρώνονται στην ταχεία και δυναμική ανίχνευση συγκεκριμένων βιοδεικτών, κυτταρικών συστατικών ή μεταβολιτών σε παθογόνους μικροοργανισμούς. Πετυχαίνουν έμμεσα ταχεία αιτιολογική διάγνωση χρησιμοποιώντας βιοχημικές, ανοσολογικές και μοριακές βιολογικές τεχνικές. Το κύριο όργανο που χρησιμοποιείται είναι ένας γρήγορος μικροβιακός αναλυτής.
Ανίχνευση βιοδεικτών: Με την ανίχνευση βιοδεικτών βακτηριακής λοίμωξης, μπορεί να διαφοροποιηθεί η λοίμωξη και η μη-λοίμωξη, να εκτιμηθεί δυναμικά η σοβαρότητα της νόσου και να καθοδηγηθεί η ορθολογική χρήση αντιμικροβιακών φαρμάκων. Οι βασικοί δείκτες περιλαμβάνουν την προκαλσιτονίνη, την C{2}}αντιδρώσα πρωτεΐνη και τις ιντερλευκίνες, οι οποίες συνήθως ανιχνεύονται με μεθόδους ανοσοδοκιμασίας.
Ανίχνευση συστατικού παθογόνου: Οι ασθενείς με μολυσματικές ασθένειες παρουσιάζουν συχνά υψηλό πυρετό, που σχετίζεται κυρίως με τα συστατικά του ίδιου του παθογόνου. Η ανίχνευση των συστατικών των ίδιων των παθογόνων βοηθά στη διάγνωση βακτηριακών ή μυκητιασικών λοιμώξεων. Συνήθως χρησιμοποιούνται βιοχημικές ή ανοσολογικές μέθοδοι. Για βακτηριακές ενδοτοξίνες, μπορούν να χρησιμοποιηθούν τεχνικές όπως ηλεκτροφόρηση γέλης, χρωματομετρία και χημειοφωταύγεια. για 1,3- -D-γλυκάνη σε κυτταρικά τοιχώματα μυκήτων, μπορούν να χρησιμοποιηθούν μέθοδοι όπως η ανάλυση παράγοντα G Limulus Amebocyte Lysate (LAL), ELSA και ανοσοθολερομέτρηση. και για τη γαλακτομαννάνη σε κυτταρικά τοιχώματα μυκήτων, μπορούν να χρησιμοποιηθούν μέθοδοι όπως η συγκόλληση λατέξ, η ραδιοανοσοδοκιμασία και η ενζυμική ανοσοδοκιμασία.
Η μοριακή βιολογική ανίχνευση συστατικών νουκλεϊκού οξέος επιτρέπει την άμεση εξαγωγή DNA ή RNA από το δείγμα, χωρίς να λαμβάνονται υπόψη τα βιολογικά χαρακτηριστικά του ίδιου του παθογόνου. Η ταυτοποίηση του παθογόνου επιτυγχάνεται με την ανάλυση των ειδικών αλληλουχιών νουκλεϊκών οξέων του. Οι τεχνικές ανίχνευσης περιλαμβάνουν κυρίως γονιδιακή ενίσχυση, 16S rRNA, ταυτοποίηση νουκλεϊκού οξέος και πρωτεομική, τα οποία υπόσχονται πολλά για ταχεία ανίχνευση παθογόνων.
Τα αυτοματοποιημένα συστήματα καλλιέργειας αίματος και τα συστήματα αυτοματοποιημένης μικροβιακής ταυτοποίησης και δοκιμών ευαισθησίας στα φάρμακα είναι δύο κύρια αναλυτικά συστήματα στις μικροβιακές δοκιμές. Τα αυτοματοποιημένα συστήματα καλλιέργειας αίματος χρησιμοποιούνται για την ανίχνευση της παρουσίας παθογόνων στα δείγματα. Τα αυτοματοποιημένα συστήματα μικροβιακής ταυτοποίησης και δοκιμών ευαισθησίας στα φάρμακα μπορούν να εντοπίσουν απομονωμένα παθογόνα και να εκτελέσουν in vitro δοκιμές ευαισθησίας στα φάρμακα. Επιπλέον, χρησιμοποιούνται ευρέως όργανα ταχείας μικροβιακής ανίχνευσης που χρησιμοποιούν μη-μεθόδους καλλιέργειας.
