自动化划线模式优化尿液培养工作流程：单菌落分离效率的系统评估

本研究针对微生物实验室自动化划线系统中单菌落分离效率不确定的问题，通过系统评估Copan WASP系统的7种预设划线模式（包括Single Streak Type 6等），发现SST6在中等菌量（104-106 CFU/mL）下表现最优，而FQS5在高菌量（≥107 CFU/mL）和混合菌样本中更具优势。该研究为临床微生物自动化工作流程的标准化提供了关键数据支持。

　　

在临床微生物检测领域，尿液培养作为诊断尿路感染的金标准，其检测效率直接影响全球每年数亿患者的诊疗决策。然而传统手工划线存在操作者依赖性高、重复性差等问题，而自动化划线系统虽能提升标准化程度，但关于不同划线模式对单菌落分离效率的影响仍缺乏系统研究。这一空白使得实验室在配置全实验室自动化（Total Laboratory Automation, TLA）系统时缺乏数据支持，可能影响临床诊断的准确性和效率。

日本长崎大学医院（Nagasaki University Hospital）的研究团队在《Scientific Reports》发表的研究中，首次对Copan WASP自动化划线系统的7种预设模式进行了系统性比较。研究人员采用标准菌株（包括金黄色葡萄球菌ATCC29213等5种）梯度稀释菌悬液（10²-10⁷ CFU/mL）和临床尿液样本（101例单菌样本和10例混合菌样本），通过定量比较单菌落数量、变异系数等指标，揭示了划线模式选择与细菌负荷、样本复杂度之间的关联规律。

关键技术方法包括：1）使用标准菌株建立梯度浓度模型；2）Copan WASP系统7种划线模式的平行比较；3）临床尿液样本的回顾性队列验证；4）半定量培养结果的人工与自动化比对。

单菌落分离效率的标准菌株验证

通过5种标准菌株测试发现，单划线模式SST6（含27次锯齿运动）单菌落分离数最高（51.6±7.9），显著优于其他模式（p<0.001）。四区划线FQS5（40.6±6.5）和五区划线FvQS1（30.2±5.0）分列二三位。研究首次证实锯齿运动频率与分离效率呈正相关，为自动化划线程序设计提供了理论依据。

临床样本的验证与局限性

在真实临床场景中，SST6对中等菌量（10⁴-10⁶ CFU/mL）样本仍保持优势，但在高菌量（≥10⁷ CFU/mL）时被FQS5反超（p=0.003）。更值得注意的是，SST6在20例混合菌样本中完全无法分离5种病原体的单菌落，而FQS5和FvQS1仍能保持15-39个单菌落的分离效率，揭示了模式选择对复杂样本检测的关键影响。

操作稳定性的新发现

五区划线FvQS1展现出最低的变异系数（CV=0.193），表明其在不同菌量条件下具有最佳稳定性。这一发现为需要高度标准化输出的实验室（如开展AI菌落识别的机构）提供了优选方案。

该研究通过多维度数据证实：1）中等菌量尿液培养首选SST6模式；2）高菌量或混合感染样本应切换至FQS5模式；3）标准化流程建设推荐稳定性更优的FvQS1。这些结论不仅解决了自动化微生物实验室的操作痛点，更为即将普及的TLA系统与人工智能菌落识别技术（如WASPLab数字读板系统）的整合应用提供了关键技术参数。研究团队特别指出，随着ISO 15189认证要求的推进，这种基于证据的划线模式选择将成为实验室标准化建设的必备环节。

值得注意的是，这是首个在单一自动化系统内对多种划线模式进行直接比较的研究，其设计避免了不同系统间机械差异的干扰。尽管存在仅针对尿液样本的局限性，但研究揭示的"细菌负荷-划线模式-分离效率"关联规律，为其他类型样本（如呼吸道标本）的自动化处理研究奠定了方法论基础。未来研究可进一步探索不同培养基（如麦康凯与血平板）对自动化划线效果的影响，以完善全流程标准化方案。