Ｂ族链球菌痕量检测方法及检测仪与流程

b族链球菌痕量检测方法及检测仪
【技术领域】
1.本发明涉及生物检测技术领域，特别涉及一种b族链球菌痕量检测方法及检测仪。


背景技术：

2.b族链球菌又称无乳链球菌(streptococcus agalactiae，gbs)，是孕妇怀孕后期产检的必检项目，一般是在怀孕35-37周检查阴道、宫颈分泌物,目的是筛查是否存在对孕妇和胎儿不利的细菌感染，以便尽早治疗。
3.现有的b族链球菌(gbs)检测方法主要包括：细菌培养法、荧光pcr法、免疫试验法、微生物自动分析鉴定系统等。
4.细菌培养法是gbs临床筛查的传统方法，临床上通常采用显色培养法(显色琼脂培养和显色肉汤培养)作为推荐的细菌培养法。其原理是gbs生长过程中会衍生独特的类胡萝卜素，后者与显色底物特异性相结合就会显示肉眼可分辨的颜色，颜色的深浅与细菌的载量正相关。该检测方法虽然易于开展，但存在耗时长(24小时以上)、灵敏度低的问题，特别是细菌载量较低时，细菌痕量检测的难度较高，显色强度不足以让肉眼识别，因此存在漏检风险。
5.另外，荧光pcr法需要有pcr实验室，设备成本高；免疫试验法存在检验时间长、灵敏度低的问题；微生物自动分析鉴定系统也存在检验时间长、设备昂贵的问题。
6.可见，现有的检测方法普遍存在灵敏度低，需要长时间培养的问题，难以满足孕检对于时效性的要求。如果培养时间短，则样本中细菌含量低，此时现有的b族链球菌(gbs)由于灵敏度低，难以满足痕量检测的要求。


技术实现要素：

7.本发明的目的是提供一种检测时间短，设备成本低，灵敏度高的的b族链球菌(gbs)检测检测方法和检测仪，能够在培养时间较短的情况下、实现对于低细菌含量的痕量检测要求。
8.为实现上述发明目的，本发明提供了一种b族链球菌痕量检测方法，包括以下步骤：
9.一种b族链球菌痕量检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
10.s1、采集b族链球菌细菌标本；
11.s2、将所述细菌标本加入细菌培养液中进行培养；
12.s3、在培养一定时间之后，利用光源发出的入射光对细菌培养液进行照射，并检测从该细菌培养液中透射的透射光的光强，该透射光的光强度能够反映所述细菌标本所衍生的类胡萝卜素对于所述入射光的吸收能力；
13.s4、根据所述透射光的光强度得到所述类胡萝卜素的含量和/或所述细菌标本中b族链球菌的数量。
14.在一个具体方案中，所述入射光为可见光。
15.在一个具体方案中，步骤s3包括：
16.在检测仪中设置led光源，led光源发出的入射光对细菌培养液进行照射，入射光进入试管之后，一部分入射光会被gbs细菌衍生出的类胡萝卜素吸收；
17.利用光子探测器检测透射光的光强。
18.在一个具体方案中，步骤s4包括：进一步根据入射光以及透射光的光强得到所述类胡萝卜素的含量和/或所述细菌标本中b族链球菌的数量。
19.在一个具体方案中，步骤s3还包括：
20.步骤s31，在细菌培养之前，在所述检测仪中，第一次检测所述透射光的光强；以及
21.步骤s32，在培养一定时间之后，在所述检测仪中，第二次检测所述透射光的光强；
22.所述步骤s4还包括：
23.进一步对入射光的光强以及透射光的光强进行比较，并根据比较结果得到所述类胡萝卜素的含量和/或所述细菌标本中b族链球菌的数量。
24.在一个具体方案中，步骤s3还包括：
25.所述检测仪与扫码枪通信连接，检测仪通过扫码判断被测的所述细菌标本是第一次检测，还是第二次检测；
26.如果是第一次检测，则执行所述步骤s31，如果是第二次检测，则执行所述步骤s32。
27.在一个具体方案中，步骤s4还包括：
28.提前通过大量实验，建立自变量至少是所述第一次检测所述透射光的光强、以及所述第二次检测所述透射光的光强，因变量是类胡萝卜素的含量、或所述细菌标本中b族链球菌的数量的关系的大量样本数据；
29.根据所述大量样本数据，建立起测量曲线或测量函数。
30.在一个具体方案中，步骤s4还包括：
31.提前通过大量实验，建立自变量至少是所述第一次检测所述透射光的光强、所述第二次检测所述透射光的光强、以及两次检测的时间差，因变量是类胡萝卜素的含量、或所述细菌标本中b族链球菌的数量的关系的大量样本数据；
32.根据所述大量样本数据，建立起测量曲线或测量函数。
33.在实际检测中，根据所述第一次检测所述透射光的光强、第二次检测所述透射光的光强、第一次检测的时间、第二次检测的时间，以及所述根据所述大量样本数据建立起的测量曲线或测量函数，得到所述类胡萝卜素的含量、或所述细菌标本中b族链球菌的数量；
34.所述测量曲线、或者测量函数为：
35.b＝f(a1、a2、t1、t2)
36.其中，b为类胡萝卜素的含量、或所述细菌标本中b族链球菌的数量；
37.f表示所述测量曲线、或者测量函数；
38.a1、a2分别为所述第一次检测、和第二次检测得到的透射光的光强；
39.t1、t2分别为第一次检测、和第二次检测的时间。
40.还提供一种采用签署检测方法的b族链球菌痕量检测仪，其中检测仪上设置有开关旋钮、指示灯、试管插入槽、usb双接口、电源接口；
41.所述开关旋钮用于控制仪器的打开和关闭；
42.所述指示灯用于指示检测结果；
43.所述检测仪可设置一个或多个试管插入槽；所述试管插入槽中用于插入gbs细菌培养试管，试管中含有细菌培养液；
44.所述检测仪还与扫码枪、医疗信息化系统通信连接。
45.在一个具体方案中，检测仪还包括：
46.所述检测仪内部包括led光源、光子探测器、以及探测信号分析单元。
47.本仪器通过检测类胡萝卜素的特征吸收光强度，而非通过显色指示或激发光来检测类胡萝卜素的含量，能够在采用低成本led光源、以及普通培养液的条件下，实现gbs痕量的高灵敏检测，排除细菌载量较低时的漏检风险。
【附图说明】
48.图1为本发明的b族链球菌痕量检测仪的外部结构图；
49.图2为本发明的b族链球菌痕量检测仪的内部结构图；
50.图3为本发明第一个实施例中的b族链球菌痕量检测的方法流程图。
51.图4为本发明第二个实施例中的b族链球菌痕量检测的方法流程图。
52.图5为本发明第三个实施例中的b族链球菌痕量检测的方法流程图。
【具体实施方式】
53.图1为本发明的b族链球菌培养痕量检测仪的外部结构图。
54.本发明的b族链球菌培养痕量检测仪1上设置有开关旋钮11、指示灯12、试管插入槽13、usb双接口14、电源接口15。
55.开关旋钮11用于控制仪器的打开和关闭；指示灯12用于指示检测结果，例如：当检测到gbs细菌数量超标时显示红色，未超标时显示绿色；检测仪1可设置一个或多个试管插入槽13，试管130中具有细菌培养液以及细菌标本；在检测开始时，需要将含有细菌标本及细菌培养液的试管130插入试管插入槽13中，进行细菌的培养，在培养一定时间后，利用led光源110照射试管130并检测透射光的光强c，以确定细菌培养液中类胡萝卜素对于光的吸收能力，从而确定类胡萝卜素的含量或标本中细菌的含量；usb双接口14是usb以及type-c组合接口，用于与医疗信息化系统通信连接，以传输检测结果数据；电源接口15可以是12v直流电源接口等。
56.本发明的b族链球菌培养痕量检测仪1可以配合扫码枪2使用。gbs细菌培养试管130上粘贴有条形码或二维码，记录了被检测样本的id信息，在将细菌培养试管130插入仪器之前，需要利用扫码枪2对试管130的条码进行扫码，扫码枪2与检测仪1通信连接以将扫码结果发送到检测仪1，检测仪1通过扫码结果获知样本id，从而在检测结束后，将检测结果与样本id共同发送到医疗信息化系统。样本id建立起被测人员、检测样本、检测结果之间的联系，便于测结果的查询和管理。
57.图2为本发明的b族链球菌培养痕量检测仪1的内部结构图；
58.本发明的检测仪1内部包括led光源110、gbs细菌培养试管130、探测器150、以及探测信号分析单元170。
59.本发明仅仅需要检测试管中类胡萝卜素对于led光源发出的探测光的吸收能力，
即可实现gbs细菌的检测。
60.【实施例1】
61.图3为本发明第一个实施例中的b族链球菌显色培养痕量检测的方法流程图。
62.发明人在研究中发现，类胡萝卜素对于led光源发出的光波具有吸收能力，特别是对于可见光波段具有较高的吸收能力。因此，在细菌培养过程中，随着时间的增加，gbs细菌在生长过程中衍生出的类胡萝卜素的数量逐渐增加，相应地，其光吸收能力也逐渐增加，在培养时间一定的情况下，类胡萝卜素的数量与光吸收能力总体上呈现出正比的关系。因此，试管中类胡萝卜素的特征吸收光强度能够准确地反映出类胡萝卜素的数量，或者表征gbs细菌的数量。
63.在上述研究发现的基础上完成了本发明。
64.gbs细菌数量的具体的检测过程包括以下几个步骤：
65.s1、采集b族链球菌细菌标本；
66.gbs的检查在怀孕晚期进行，通常在分娩前五周采用阴道拭子或肛拭子的方式采取标本，采集孕妇的阴道下部，还有直肠的分泌物来进行培养。本发明可以采用常规的方法来采集细菌标本。
67.s2、将细菌标本加入细菌培养液中进行培养。
68.在采集得到细菌标本之后，将细菌标本加入试管130的细菌培养液中培养。细菌培养液可以采用常规的细菌培养液。
69.s3、在培养一定时间之后，利用光源110发出的入射光λ1对细菌培养液进行照射，并检测从该细菌培养液中出射的透射光λ2的光强，该透射光λ2的光强度c能够反映所述细菌标本所衍生的类胡萝卜素对于所述入射光λ1的吸收能力；
70.本发明中通过检测类胡萝卜素光吸收能力来检测类胡萝卜素的含量。具体方法为，在检测仪1中设置led光源110，led光源110发出入射光λ1对于试管中的含有gbs细菌衍生出的类胡萝卜素的细菌培养液进行照射，入射光λ1进入试管之后，一部分入射光λ1会被gbs细菌所衍生出的类胡萝卜素吸收，培养液出射的透射光λ2光强相比于入射光λ1光强减弱，光子探测器150对透射光λ2的光强度进行检测。在一个实施例中，步骤s4中通过比较入射光λ1以及透射光λ2的光强，计算二者的差值，从而能够得到细菌培养液中衍生的类胡萝卜素对于入射检测光的光吸收强度，进而根据光吸收强度来确定类胡萝卜素的含量以及细菌含量。
71.相比于现有技术中依靠显色底物显色进行观察或者通过荧光激发的检测方法来说，本发明的检测方法，需要的光源仅仅是普通led光源，成本低廉，并且检测灵敏度高，排除了细菌载量较低时的漏检风险。因此，本发明的检测方法仅需短时间的细菌培养即可完成检测项目(例如1—2小时)，而目前的细菌培养法以及免疫试验法动辄需要1天甚至3天的检验时间，可能存在检测不及时的问题。
72.s4、根据所述透射光λ2的光强度得到所述类胡萝卜素的含量和/或所述细菌标本中b族链球菌的数量。
73.类胡萝卜素对于入射光的光吸收量直接反映了培养液中类胡萝卜素的数量，光吸收越多，表明类胡萝卜素含量越高。
74.光吸收量同样也能够间接反映样本中细菌的数量大小，样本中细菌越多，经过培
养后的细菌也就越多，衍生的类胡萝卜素含量就越高，从而对于光的吸收量就越大。
75.为了通过类胡萝卜素对于光的吸收能力的检测来得类胡萝卜素的含量以及细菌含量。本发明首先通过大量实验，建立起检测到的光吸收强度与类胡萝卜素的含量或所述细菌标本中b族链球菌的数量的关系的大量样本数据，根据大量样本数据建立起光吸收强度与类胡萝卜素的含量、或所述细菌标本中b族链球菌的数量的测量曲线、或者测量函数。
76.其中，特征光吸收强度可以通过比较入射光λ1以及透射光λ2的光强来得到，例如计算二者的差值。当然，在入射光λ1的光强度一定的情况下，也可以直接建立自变量为透射光λ2光强、因变量为类胡萝卜素的含量、或所述细菌标本中b族链球菌的数量的测量曲线、或者测量函数。
77.在建立起上述测量曲线或测量函数的基础上，就可以根据实际检测的透射光的光强度，或者进一步结合入射光光强来得到样本中gbs细菌的数量，或者类胡萝卜素的含量。
78.【实施例2】
79.图4为本发明第二个实施例中的b族链球菌显色培养痕量检测的方法流程图。
80.发明人还发现，在实施例1中，在同样的类胡萝卜素含量条件下、以及同样的入射光λ1光强度条件下，由于不同检测试管的光透射条件不同(由于批次不同导致，或由于环境污染导致透光性不同)，会导致检测到的透射光λ2强度不同，从而导致检测结果不准确。
81.为解决该问题，如图4所示，步骤s3、步骤s4还包括：
82.步骤s31，在细菌培养之前，在所述检测仪中，第一次检测所述透射光λ2的光强a1；将该第一次检测的光强a1作为基底参考结果，以及
83.步骤s32，在培养一定时间之后，在所述检测仪1中，第二次检测所述透射光λ2的光强a2；
84.步骤s4，根据所述第一次检测得到的所述透射光的光强(a1)以及第二次检测得到的所述透射光的光强(a2)得到所述类胡萝卜素的含量和/或所述细菌标本中b族链球菌的数量。
85.具体如下，步骤s31中，在利用拭子采集gbs细菌标本之后，将标本加入容纳有培养液的试管130中。在检测开始时，首先通过扫码枪2扫码试管130的条码，将条码信息录入检测仪1，并将试管130插入检测仪1的试管插槽13中。旋转旋钮11将检测仪1开机，检测仪1立即第一次检测培养液的透射光λ2的光强a1，并将当前时刻t1(例如表1所示，t1为2022.09.11 12:02:51)及光强a1记录在表1中，上传医疗信息系统。
86.光强a1表征了t1时刻培养液中类胡萝卜素对于led光源110发出的入射光λ1的初始吸收情况。在开始检测的t1时刻，由于还未对细菌进行培养，细菌进入培养液的时间极短，培养液中类胡萝卜素的含量极低，或者还没有衍生类胡萝卜素，此时检测得到的透射光λ2的光强度a1可以表征试管的基底或背景的光吸收情况。如果试管表面有遮挡、污染，或者不同批次试管的透明度的影响，通过第一次检测，能够确定背景的光吸收情况。
87.步骤s32中，在第一次检测之后，对试管中的细菌培养液进行培养。随着时间增加，gbs细菌数量增加，衍生的类胡萝卜素含量也越来越多，类胡萝卜素对于入射光λ1的吸收能力越来越强，透射光λ2的光强越来越低。在经过一定时间例如1小时培养之后，在t2时刻(例如表1所示，t2为2022.09.11 13:03:51)在入射光λ1光强度相同的条件下，再次对透射光λ2的光强进行检测，探测器150再次检测透射光的强度a2而得到t2时刻培养液中类胡萝卜素
对于led光源110发出的入射光λ1的吸收情况。
88.进一步在步骤s4中，根据所述第一次检测和第二次检测的光强a1、a2、以及时间t1、t2，以及与类胡萝卜素的含量或所述细菌标本中b族链球菌的数量之间关系的测量曲线/测量函数，得到类胡萝卜素的含量、或所述细菌标本中b族链球菌的数量。
89.由于两次检测的光强的差值，能够准确反映类胡萝卜素的光吸收情况，且培养时间(t2-t1)也与类胡萝卜素含量大致呈正相关的关系(例如指数型正相关)，因此，上述测量函数可以建立为因变量是类胡萝卜素含量、或所述细菌标本中b族链球菌的数量，自变量是光强a1-a2的差值、以及时间差值t2-t1之间的测量函数，通过大量实验可以确定测量函数中的参数。
90.在另一个是实施例中，通过大量实验数据的样本建立起的测量曲线可以是一个数据表格，通过输入a1、a2、t1、t2参数进行查表，即可得到对应的类胡萝卜素含量、或所述细菌标本中b族链球菌的数量(如表1所示)。
91.表1示例的样本检测结果记录表
[0092][0093]
上述测量曲线、或者测量函数可以用如下公式来表达：
[0094]
b＝f(a1、a2、t1、t2)
[0095]
其中，b为类胡萝卜素的含量、或所述细菌标本中b族链球菌的数量；
[0096]
f表示所述测量曲线、或者测量函数；
[0097]
a1、a2分别为所述第一次检测、和第二次检测得到的透射光λ2的光强；
[0098]
t1、t2分别为第一次检测、和第二次检测的时间。
[0099]
【实施例3】
[0100]
图5为本发明第三个实施例的检测流程示意图。
[0101]
步骤s2的细菌培养可以在检测仪中进行，这种情况下，当培养时间到达预定时间(例如1小时、2小时等)之后，检测仪可以自动启动第二次检测，并输出检测结果。该方式中，由于试管长时间占用检测仪，导致检测仪的使用效率不高，例如1小时仅能检测一管试管。
[0102]
为了提高检测效率，在一个实施例中，可以增加检测仪1中的检测位个数，例如将插入口13的个数增加为多个，例如8-10个，同时需要对应设置多套光源110和探测器150。
[0103]
另外，为了提高检测效率，还可以采用如图5所示的分离培养的方式。在第一次检测之后，将试管转移到另外的培养装置中进行细菌培养，当培养到一定时间时(例如1小时、2小时等)，迅速将培养装置中的试管转移回检测仪1进行第二次检测，通过扫码，检测仪1会判断待测试管是第一次检测，还是第二次检测。
[0104]
如果，当检测仪1发现是第一次检测，则检测仪1采用步骤s31的检测方法得到第一次透射光的强度a1，此时，将透射光λ2的光强c作为第一次透射光的强度a1；同时记录第一次检测的时间t1。
[0105]
如果，当检测仪1发现是第二次检测，则检测仪1采用步骤s32的检测方法得到透射光的强度a2，此时，将第二次检测中的透射光λ2的光强c作为第二次透射光的强度a2；同时
记录第一次检测的时间t2。
[0106]
在s32测量之后，还进行步骤s4中细菌痕量的计算。例如采用实施例2中的步骤s4中的计算方式：b＝f(a1、a2、t1、t2)。
[0107]
以上对本技术实施例进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本技术的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明仅用于帮助理解本技术的方法及其核心思想。同时，本领域技术人员依据本技术的思想，基于本技术的具体实施方式及应用范围上做出的改变或变形之处，都属于本技术保护的范围。综上所述，本说明书内容不应理解为对本技术的限制。