עם התפתחות המדע והטכנולוגיה, מכשירים מיקרוביולוגיים מחליפים בהדרגה פעולות ידניות, במיוחד בתרבית דם אוטומטית, זיהוי אוטומטי של חיידקים וניתוח רגישות לתרופות, שבהן הושגו פריצות דרך. עם זאת, נכון לעכשיו, הם אינם יכולים להחליף לחלוטין פעולות ידניות. בהתבסס על השאלה אם נדרשים בידוד ותרבות, הם מחולקים למערכות תרבות אוטומטיות ומערכות שאינן-תרבותיות.
מערכות תרבית אוטומטיות: מערכות תרבית אוטומטיות מחולקות עוד יותר לשתי קטגוריות עיקריות לפי תפקידיהן: מערכות זיהוי וניתוח תרבית דם אוטומטיות ומערכות אוטומטיות לזיהוי חיידקים וניתוח רגישות לתרופות.
מערכות זיהוי וניתוח תרבית דם אוטומטיות: מערכות זיהוי וניתוח תרבית דם אוטומטיות מזהות בעיקר נוכחות של מיקרואורגניזמים בדגימות דם. במהלך תהליך התרבית, מערכת זיהוי וניתוח ממוחשבת סורקת אוטומטית בקבוקי תרבית המיוצרים בתהליכים מיוחדים. באמצעות ניטור איכותי רציף בזמן אמת במשך 24 שעות, אם מתרחשים שינויים בצמיחה ובחילוף החומרים של חיידקים, המכשיר מזעיק אוטומטית כדי לציין נוכחות של פתוגנים.
מערכות זיהוי אוטומטי של חיידקים וניתוח רגישות לתרופות: בדרך כלל, לאחר בידוד חיידקים חשודים מהדגימה באמצעות תרבית ידנית, נדרש זיהוי ידני ובדיקת רגישות לתרופה של המיקרואורגניזמים. תהליך זה אינו רק גוזל זמן-ומורכב אלא גם רגיש לגורמים משפיעים רבים. מערכות זיהוי אוטומטי של חיידקים ובדיקות רגישות לתרופות מחליפות עבודה ידנית בזיהוי וניתוח אוטומטיים. זיהוי חיידקים וניתוח רגישות לתרופה מתבצעים בו זמנית. על בסיס עקרונות זיהוי ביואינפורמטיקה דיגיטלית, נוצרת מערכת זיהוי ייחודית. במקביל, ניתוח אוטומטי של רגישות לתרופה מבוצע באמצעות שיטות דיפוזיה של דיסק או מיקרו-דילול מרק, מקסום חיסכון בזמן, הפחתת פעולות ידניות, שיפור יעילות העבודה והבטחת הדיוק של תוצאות הבדיקה.
מערכות שאינן-תרבות מתייחסות למערכות שאינן דורשות תרבית פתוגנים. הם מתמקדים בזיהוי מהיר ודינמי של סמנים ביולוגיים ספציפיים, רכיבים תאיים או מטבוליטים במיקרואורגניזמים פתוגניים. הם משיגים בעקיפין אבחנה אטיולוגית מהירה באמצעות טכניקות ביוכימיות, אימונולוגיות וביולוגיות מולקולריות. המכשיר העיקרי המשמש הוא מנתח מיקרוביאלי מהיר.
איתור סמנים ביולוגיים: על ידי זיהוי סמנים ביולוגיים של זיהום חיידקי, ניתן להבדיל בין זיהום ו-אי-זיהום, להעריך באופן דינמי את חומרת המחלה ולהנחות את השימוש הרציונלי בתרופות אנטי-מיקרוביאליות. אינדיקטורים מרכזיים כוללים פרוקלציטונין, חלבון תגובתי C- ואינטרלוקינים, המתגלים בדרך כלל באמצעות שיטות אימונואסאי.
זיהוי מרכיבי הפתוגן: חולים עם מחלות זיהומיות חווים לרוב חום גבוה, הקשור בעיקר למרכיבי הפתוגן עצמו. איתור מרכיבי הפתוגנים עצמם מסייע באבחון של זיהומים חיידקיים או פטרייתיים. שיטות ביוכימיות או אימונולוגיות משמשות בדרך כלל. עבור אנדוטוקסינים חיידקיים, ניתן להשתמש בטכניקות כגון אלקטרופורזה ג'ל, קולורימטריה וכימילומינסנציה; עבור גלוקן 1,3- -D- בדפנות תאי פטרייתי, ניתן להשתמש בשיטות כגון בדיקת Limulus Amebocyte Lysate (LAL) G factor assay, ELSA ואימונוטורבידימטריה; ולגלקטומנן בדפנות תאים פטרייתיים, ניתן להשתמש בשיטות כגון אגלוטינציה לטקס, בדיקת רדיואימונית ובדיקת אנזים אימונו.
זיהוי ביולוגי מולקולרי של רכיבי חומצת גרעין מאפשר מיצוי ישיר של DNA או RNA מהדגימה, מבלי להתחשב במאפיינים הביולוגיים של הפתוגן עצמו. זיהוי הפתוגן מושג על ידי ניתוח רצפי חומצות הגרעין הספציפיים שלו. טכניקות זיהוי כוללות בעיקר הגברה של גנים, 16S rRNA, זיהוי חומצות גרעין ופרוטאומיקה, כל אלה מראים הבטחה גדולה לזיהוי מהיר של פתוגנים.
מערכות תרבית דם אוטומטיות ומערכות זיהוי מיקרוביאליות אוטומטיות ובדיקות רגישות לתרופות הן שתי מערכות אנליטיות עיקריות בבדיקות מיקרוביאליות. מערכות תרבית דם אוטומטיות משמשות לזיהוי נוכחות של פתוגנים בדגימות; מערכות זיהוי מיקרוביאליות אוטומטיות ובדיקות רגישות לתרופות יכולות לזהות פתוגנים מבודדים ולבצע בדיקות רגישות לתרופות במבחנה. בנוסף, נעשה שימוש נרחב במכשירי זיהוי מהיר של חיידקים המשתמשים בשיטות שאינן-תרבותיות.
