泌尿系结石组分分析方法及其研究进展

泌尿系结石组分分析方法及其研究进展 周向军（综述）    张茨（审校） 武汉大学人民医院 泌尿外科 （武汉，430060) 摘要：精确分析泌尿系结石的成分结构，可为深入探讨尿石成因及防治提供线索和依据，本文着重介绍各种结石成分主要分析方法。 关键词：泌尿系结石；成分；分析 中图分类号：R691.4    文献标识码： A 泌尿系结石是我国最常见的泌尿外科疾病之一，也是医生所面临的棘手的疾病之一。考古学家证明早在7000年以前已有尿石存在，其见于埃及的木乃伊身上。在我国的南方地区泌尿系结石的发病率很高，是世界上3个主要的泌尿系结石高发区之一[1]。尿石的形成有外因与内因，外因主要有自然环境（地理位置）或社会环境（饮食），内因主要是遗传因素，代谢异常和泌尿系自身问 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 （如梗阻或感染）。具有内因或外因还不一定发病，结石的发生还需要一定的条件并具有一个过程，及发病机制。目前在发病机制上有一系列学说，每个学说都是从一个角度来 说明 关于失联党员情况说明岗位说明总经理岗位说明书会计岗位说明书行政主管岗位说明书 这个问题，所以还未达成一致。但了解了结石成分，我们就能利用其形成机制，对结石采取相应的预防和治疗措施。根据晶体成分的不同，尿石主要可分为:草酸钙结石(约30%-40%)、草酸钙-磷酸钙混合结石（约30%-40%）、尿酸类结石（约20%-30%）、鸟粪石（约4%）和胱氨酸类结石（约1%）[2]。目前治疗结石的方法很多，但其高复发率仍为困扰临床医生的难题之一[3]。因而对结石的形成机制和化学成分进行深入研究就显得尤为重要，对结石成分的分析可望为结石的治疗和预防提供科学依据，结石成分分析方法有很多，如一般化学分析或定量分析， X射线衍射、红外吸收光谱、热分析以及偏光显微镜、扫描电镜及螺旋CT等。各种结石分析方法各有优缺点，将在表1中对各种方法做个简单比较。 表1：结石成分分析方法比较 方法 效率 选择性 敏感性 目 的 化学分析 X射线衍射 红外光谱仪 显微镜 热重分析 螺旋CT 简单，快速 准确度高 准确度好 准确度较好 快 准确度好 差 较好 好 差 差 一般 差 定性/定量 较好 定性/定量 较好 定性 一般 定性/定量 一般 定量 一般 定性         以下将对各种结石成分分析常用方法的研究现状进行综述。 1 化学分析 化学分析有定性和定量分析，化学定性分析需要一些简单的设备和试剂，其实是标本的制作，再者通过化学试剂初步判断成分。定量分析是通过电位滴定分析法、分光光度计法、离子交换法等来测定某一物质的量。化学分析方法具有快速、简便、费用低廉等优点，结果可靠，基层医院均有条件实施，但也存在着诸多弊端，如必须破坏结石标本、需要较多的标本量、有时会出现分辨盐类离子的紊乱等。在保存的过程中会因为温度，PH改变结石成分，所以要尽快尽可能的保存在与人体相似的外环境中。 2热分析 在20世纪初就开始在试验室应用这一分析技术，它是研究物质在加热或冷却时所产生的物理或化学变迁的速度和温度，以及所涉及的能量和重量变化。分为差热分析和热重分析。Sharman[4]对收集的501个上尿路结石的病人进行热重分析，95.4%的结果分析有效。认为热重法可以对泌尿系结石成分进行精确定量，且具有设备简单、经济、所需样本少的优点，现已作为一般 实验室 17025实验室iso17025实验室认可实验室检查项目微生物实验室标识重点实验室计划 分析尿石的常规方法。 3红外光谱分析 红外光谱分析(infraed spectrophotometry，简称IR)是用红外分光技术 检测 工程第三方检测合同工程防雷检测合同植筋拉拔检测方案传感器技术课后答案检测机构通用要求培训 和研究分子的红外吸收光谱的方法。1955年红外分光光度计首次被用来研究结石，随着仪器的不断改进，红外光谱法在越来越多的结石研究中得到应用，尤其在草酸钙结石研究中快速、简单、易行[5]。它鉴定成分准确可靠，使用样品少，而且样品不被破坏，可以回收。因而，红外光谱法在越来越多的结石研究中得到应用，特别是用于对混合型草酸钙结石的定性和定量分析[6]。目前常用的是傅里叶红外光谱，在定性分析时它能够区别草酸钙的三种形式（COM，COD,COT）,三种物质的光谱图在一定波长有特殊的吸收峰，吸收峰的强度或形状可以大致判定结石成分。定量分析的基础是Lambert-beer定律。根据红外分光光度计记录样品的吸收率，分析与样品浓度有直接比例关系的吸光度，并对比吸收峰强度，分析红外光谱，可对物理或化学相近的混合物进行定量分析。Bhatt 和PAUL[7]将红外光谱与X射线衍射比较，认为红外光谱对多种成分混合物的定性和定量分析是一种较理想的方法。 4、X线衍射分析与相干散射 X射线被晶体各个原子中的电子散射，在一定条件下发生于原射线同样波长的相干散射波，并相互干涉而加强，这便是X射线衍射。目前认为衍射仪法是鉴定结石类型的一种令人满意的方法，无论对无机晶体还是有机晶体都能做出准确而迅速的分析[8]。尽管X射线衍射已是最可靠的分析尿路结石的方法，但他也有特殊局限性。它不能探测到非晶体状态，也不能分辨有一样框架结构的和由于峰值重叠的（比如磷酸盐和非晶体钙）结石[9-10]。国外认为对尿路结石在X射线衍射分析前加热处理，能适当减少误差[11]。另外我们现在用的大都是多能量的X射线衍射，它限制了投射深度，就需要我们做尽量小的结石标本，在这过程中有些结石的主要成分被去除，也会产生误差。而最近几年我们通过相干散射法来判定结石成分，它是一种单能量的诊断设备，其更高的能量使我们对完整的结石也能做出成分分析，最总的图像特点与X线衍射的大致相同。Batchelar [12]在同一病人身上收集的结石用X线相干散射对完整结石成分分析与用X线衍射分析碎小结石成分对比，最终结果是结石主要成分相同。前者敏感性高。 5、扫描电镜与原子力显微镜法 光学显微镜的分辨力受光波波长的限制，因而其放大倍数有限，于是人们用电子射线代替光波，突破了光学显微镜的限制。1931年第一台电子显微镜(透射电镜)诞生，但其放大率仅为12倍，1935年又提出了扫描电镜的工作原理，1940年扫描电镜问世。俄歇电子、x射线等信号的能量和强度均与物质的原子序数有关，因从样表面被高能电子探针束所激发的俄歇电子、x射线特征光谱进行测量和分析，能确定尿结石中元素含量或晶体成分[13]。近年来，为了便于检查尿内晶体和光学显微镜镜检时制作的尿石薄片，更将光学显微镜和扫描电镜结合在一起使用，可以对尿石成分和结构进行连续观察[14]。扫描电镜已成为尿石分析的重要方法，也促进了尿石研究的深入开展。原子力显微镜技术是在扫描电镜基础上发展起来的，可对结石内部形态结构进行观察，能得到晶体和基质的同步扫描图像，它可在纳米级分辨条件下观察结石表面结构，跨度范围大，从数纳米到数百纳米。但其成本贵，切片机切出的表面不是非常光滑时，用扫描电镜更合适[15]。Michel Daudon[16]的研究表明原子力显微镜法在不同倍数范围内图像显示形态学也有所不同，比如草酸钙纳米晶体在数纳米范围内有同样结构，在数百纳米范围内有同样大小。 6偏光显微镜偏光显微镜主要是利用晶体光学的原理来分析和鉴定泌尿系结石的晶体成分和结构特征，通过对单偏光、正交偏光和锥光三个系统进行观测，确定晶体的各种成分。国内有研究用偏光显微镜法对100例泌尿结石进行分析，并对其中的56例进行了红外光谱分析，二者结果基本一致，认为是鉴定结石成分的一种比较准确的方法，而且鉴定结石成分的同时观察结石的结构，这一点是许多仪器无法比拟的[17]。但由于其放大倍数有限，不易看清结石的细微结构，因此，有时需配合电子显微镜进一步观察，才能得出更确切的结果。 7螺旋CT 近年来，非增强螺旋CT技术已成为尿结石诊断的重要影像学检查。在尿结石诊断方面，与其他影像学检查相比，具有敏感性及特异性高、安全、费时少、无需造影剂和不受肾功能影响等优点。另外，它还可以用来判断尿结石成分及其脆性。在20世纪80年初期，国外一些学者开始用非增强螺旋CT在体外判断尿结石成分的研究，有的尝试采用双能量来更为准确地鉴别泌尿结石的成分，结果发现，单能量扫已经能判断绝大部分结石的类型，双能量意义并不大[18]。国外有研究在单能量(120KV)下测定结石的CT值，采用体外递质空气，它可以减少X射线的吸收，得出5类结石之间密度差异变大，CT值范围没有发生重叠，说明单能量扫描已能判断绝大部分结石的类型[19]。本研究还表明，不管尿结石的成分是什么，非增强螺旋CT都能够显影。根据体外尿结石的CT值可以初步判断其主要成分，预示着CT对于尿结石的诊断、治疗及预防复发均有较大的实用价值。非增强螺旋CT是否以判断体内各种尿结石成分，仍有待进一步的研究。Sheir[20]对103例尿路结石分析,通过CT值的不同能鉴别了单纯的尿酸、草酸钙，胱氨酸结石和大部分混合结石，为结石治疗方式提供了依据，尤其是体外冲击波碎石前前能判断结石成分，就能提高成功率。 8小结与展望 众所周知，准确预测和分析结石的成分能为临床选择最佳的治疗和预防 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 提供科学依据，并可能为尿结石形成机制的研究起到推动作用[21]。虽然目前研究尿路结石成分和结构的方法很多，化学分析法在尿路结石分析中的应用将会越来越少，红外光谱分析，X线衍射分析应用越来越多，近年来以X线片、CT扫描、骨密度计、原子力显微镜等方法来预测结石的成分取得一定进展，但各自都有不同的缺点，因而寻找一种能被普遍接受、简单易行方法来预测结石的成分仍是今后一段时间研究的重点。 参考文献 [1] Ansari MS, Gupta NP, Hemal AK, et al. Amlesh Seth.Spectrum of stone composition: structural analysis of 1050 upper urinary tract calculi from northern India[J]. International Journal of Urology. 2005, 12:12–16. [2]Bouropoulos N, Mouzakis DE, Bithelis G, et al. Vickers hardness studies of ealcium oxlate monohydrate and brushite urinary stone[J]. En.Dourol. 2006, 20(1):59-63. [3]叶章群，邓耀良，董诚主编．泌尿系结石[M]．北京：人民卫生出版社，2003．301． [4]Sharma RN,Shah I,Gupta S, et al..Thermogravimetric analysis of urinary stones[J]. BJUI,1989,64：564-566 [5] Williams JC, Evan AP, et al. Analysis of urinary calculi using an infrared micro spectroscopic surface reflectance imaging technique[J]. Urol Res .2007, 35:41–48. [6] Bhatt PA, Paul P. Analysis of urinary stone constituents using powder X-ray diffraction and FT–IR. Indian Academy of Sciences. [J]2008, 120:267–273.