泌尿系草酸钙结石的分析方法研究进展.pdf

C h i n e s e G e n e r a l P r a c t i c e 2 a 1 c 胄 第1 3 卷 第8 c 期 泌尿 系草 酸钙 结石 的分析 方法研 究进展 陈 健 ，张亚大，谭广兴 2 77 3 新 进 展 【 摘要】 对泌尿系结石进行成分分析对了解结石的发病机制有重要作用，也有助于探索泌尿系结石的防治。泌 尿系结石成分中最常见的是草酸钙结石，目前，对尿苹酸钙结石的分析方法很多，本文就尿草酸钙结石成分各种分析 方法的研 究进展进行综述 。 【 关键词】 结石；草酸钙；光谱分析 【 中图分类号】R 6 9 1 4 【 文献标识码】A 【 文章编号】1 0 0 7 9 5 7 2( 2 0 1 0 )0 8 2 7 7 3 0 3 P r o g r e s s i o n a b o u t Co mp o n e n t An a l y s i s o f Ca l c i u m Ox a l a t e i n Ur i n a r y Ca l c i l i C HE N i a nZH A NG l e ad aT A N G u a n g x i n g T h e F i r s t C l i n i c a l Me d i c i n e C o l l e g e o f N a n j i n g U n i v e r s i t y of C h i n e s e Me d i c i ne，N a n j i n g 2 1 0 0 4 6 ，C h i n a 【 Ab s t r a c t 】T h e c o m p o n e n t a n a l y s i s o f u r i n a r y c a l c u l i i s v e r y i m p o r t a n t t o fi n d o u t t h e p a t h o g e n i c m e c h a n i s m o f s t o n e s ， a s we l l a s t o e x pl o r e t h e wa y o f p r e v e n t i o n a nd t r e a t me n t o f ur i na ry c a l c ul i Ca l c i u m o x a l at e i s t h e mo s t c o mp o ne nt o f t h e u r i n a r y c a l c u l i Th e r e a r e ma n y me t h o ds f o r a n a l y s i s o f c a l c i um o x a l a t e Th i s a r t i c l e ha s r e v i e we d t h e p r o g r e s s i o n o n s t u dy o f c o mpo n e n t a na l y s i s o f urina r y c a l c u l i 【 Ke y w o r d s 】 C a l c u l i ；C a l c i u m o x a l a t e ；S p e c t r u m a n a l y s i s 泌尿系结石是泌尿外科常见疾病之 一 ，治疗手段多样，疗效确切，但复发率 较高 ，1 O年 内高 达 5 0 以上 ，分 析泌 尿系结石成分 ，并采取有效的措 施预防泌 尿系结 石 的复 发显 得尤 为 重 要。研究 表 明 ，我 国泌尿系结石成分中草酸钙结石最 为常见 ，占 9 0 以 上 J 。 目前 ，草 酸钙 结石 的分析方法有很 多 ，包括一般化学定 性或定量分析、元素或组分分析 、物相分 析 以及结构分析 等 ，现综述如下 。 1 化学成分分析 1 1 定性 分析 泌尿系结 石的化学 成分 复杂多样 ，通常由多种成分混合而成，但 大体上可以分为3大类：无机盐、有机盐 及其他成分 ，其中草酸钙属于无机盐。 化学分析方法 正是基 于此点 ，采取从估计 含量最多的成 分开始 ，逐步分析 。该法 由 U h z m a n n于 1 8 8 2年 最先 开展 ，后 来相 续 提出点滴反应法 、量分析法与重结 晶法， 这几 种方 法各有所长 。目前 ，国 内化学分 析法主要采用北京大学泌尿外科研究所科 技开发中心提供的结石定性分析方法和试 剂盒 。其流程为：蒸馏水洗净结石， 6 5干燥箱 内烘 干 ，取结 石标本 粉末 1 5 作者单位 ：2 1 0 0 4 6江苏省南京 中医药大学 第一临床 医学院 ( 陈健 ，张亚大 ) ；南 京 中医 药大学 附属无锡市 中医医院 ( 陈健 ，谭广兴) m g 置于玻璃管中，玻璃管内依次加入 1 5 m m o l L的盐 酸 ，2 0 醋 酸钠 数滴 ，如 出 现白色沉淀，则提示草酸盐存在。其原理 主要是在 p H为 3时，钙离子可以与草酸 离子结合为白色草酸钙沉淀 。此外 ，草酸 根离子有较 强的还原性 ，能与 固体二氧化 锰发生氧化 还原 反应 ，并且释放 出可观察 到的二氧化碳气泡。国内也使用二氧化锰 固体法检测 草酸盐 ，操作时 向放置有结石 粉末的试管中加入少许二氧化锰，并加入 4 5滴 1 6 浓硫 酸 ( 比重 1 8 4 ) ， 自试 管底部 向上 冒出气泡 ，即提示存在草酸根 离子。继续取上述酸溶结石溶液3滴 ，加 5 0 L草酸钠或者草酸钾4滴，再加入浓 氨水 2滴，在黑色的背景下观察，出现白 色沉淀者为钙盐 阳性 。 1 2 定量分析N i c h o l a s 于 1 9 5 8年运用 烧灼定 量法 分析 泌 尿系结 石 ，1 9 9 0年 曹 履诚等 综合 分 析并 且 辅 以个 别化 学 定 量分析 的方法为一般实验室接 受。测定试 样中某一种特定物质的含量，其方法为： 将结石标本置于6 5干燥箱内烘干，取 结石粉末 5 mg ，带塞刻度试管中加入 0 1 m mo l L氢氧化钠溶液 5 mg ，置 于 8 0水 浴箱 中 1 0 mi n即溶解 ，取上 清 液 即为标 本液 。钙定量分析主要有 乙二胺 四乙酸 二 钠盐 ( E D T A)滴 定 法 和分 光 光 度计 法 ， E D T A滴定法取上述标本液5 m l 加蒸馏水 至 1 0 m l ，再加入 0 2 m m o l L氢氧化钠溶 液 2 4滴 ，测 p H值 为 1 3 ，以钙红 为指 示剂 ，以 0 0 0 1 m o l L E D T A溶 液 滴 定 ， 观察溶液由红色转变为蓝色时加入的钙 量。草酸根 的测定 也有滴定法及分光光度 计法，同前法取标本液5 m l ，以蒸馏水稀 释至 5 0 ml ，加入 浓硫 酸 5 m l ，用 0 0 0 2 mo l L高锰酸钾溶液滴定 。分光光度计 法 按 照公式计算 。利用钙在碱性溶液 中与钙 红指示剂结合成为可复性复合物呈淡红 色 ，E D T A溶 液 对 于 钙 离 子 的 亲 和 力很 大 ，能与钙结合，使指示剂重新游离出 来，而使溶液呈蓝色。 化学分析法具有快速、简便、费用低 廉等优点，但是均破坏结石标本、需要较 多 的标本量 、只能测定几种固定成分 ，对 于未知 的成分无法预测 ，不能确定草酸钙 晶体 的结 构 ，适 合在 一 般 的基层 医 院使 用 。 2 红外光谱分析 红外 光 谱 分析 ( i n f r a e d s p e e t r o p h o t o me t r y ，I R)又称红外分光光度法，是用 红外分光技术检测和研究分 子的红外吸收 光谱的方法。红外分光光度计 可直接 测出吸收系数 ，然后在计 算机 的帮助 下， 使定量 分析 快 速准 确 。当用一 束 红外 光 ( 具有连续 的波长 ) 照射某一物 质时 ，该 物质的分子就要吸收部分光能，并将其 2 7 74 变成为另外一种能量 ，即分子 的振动能和 转动能 。通 常选用 4 0 0 0 4 0 0 c m 的红 外光谱仪。将 1 m g 样品在玛瑙研钵或振 动球磨巾充分磨细，加入 2 0 0 m g干燥的 溴化钾 ( K B r )粉末 ，继续研磨 2 5 m i n 即可以装模压片。不易研磨的样品可溶在 挥发性的溶剂中，与 K B r 粉末调成糊状， 研磨至全部溶剂挥发 为止 。为 了防止压片 产生的离子交换现象，通常采用氯化钾 ( K C 1 )压 片。 分析方法 ：草酸钙结石通常分为一水 草酸钙 和二水草酸钙 。红外光谱图中，一 水草 酸钙 的 吸收 峰 位 于 3 4 8 03 0 5 0、 1 62 0 1 3 2 0 9 50 8 8 5 7 8 0 65 5 a m；其 中 3 4 5 03 0 5 0 c m 处 的宽吸 收峰为水分子振 动所致 ，被分裂 成为五个 单峰。l 6 2 0 e m 和 1 3 2 0 c m 处 的吸收 峰分别 由于 C=O和 C O各 自振动所致 。 二水草酸钙的红外光谱图与一水草酸钙相 比 ，在 3 4 6 0 c m。 。 处虽有宽 吸收峰 ，但无 分裂现象，在 6 6 5 c m 处没有 吸收峰。 用红外分光光度计绘制其图谱 ，再和纯物 质一水、二水草酸钙的标准图谱对照，便 可做 出诊断。定量分析是红外分光光度计 记 录下样品的吸收率 ，分析与样 品浓度直 接相关的吸光度 ，并借助对 比吸收峰的强 度分析红外光谱，可对混合物进行定量分 析 。 红外光谱法操作 比较简单 ，无需破坏 结石 ，需要结石 的标本量很少 ，能对草酸 钙结石晶体进一步细分 ，并且能预测一些 未知的成分 。 3 X线衍射分析 R e b e n t i s h等 采用 x线衍射分析法 对泌尿系结石进行定性分析，通过使用特 定 的计算 机 程序 ，分析 影 响结石 形 成 的 1 0种典型 因素，从 而提 出饮 食预 防和药 物治疗措施。随后，许多学者应用此方法 对泌尿系 结石 进行 了系统 研究 ，认 为 X 线衍射分析法是一种令人满意的鉴定结石 类型的方法 ” 。 x线衍射分析可采用定性分析和定量 分析两种方法，其中定性分析是用粉末法 或衍射仪进行检查，先测量和计算结晶衍 射花样各个线条的晶面间距值 ，测量或估 计线条的相对强度，再将上述结果和美国 材料试验学会 ( A S T M)卡片对照，从而 得出结 石 的性 质 。定量 分析 是利用 X射 线衍射仪进行混合物的定量分析，因为在 混合物中每一晶体的衍射线条强度随该晶 体含量的增加而提高。x线衍射定量分析 的精确度与 以往 的粉末法相 比大为提 高 ， 而且操作简便迅速。 4 发射光谱分析 发射光谱 分析 可 以直 接分 析 固体 试 样，因为试样的原子群体在外能作用下可 由低能态激发到高能态，而当再次跃迁到 低能态时，各金属元素将以特征性波长发 射能量 ，其强度与该金 属元 素浓度一致 。 这种 以自发发射过程 中产生的发射光谱具 有各 向同性 ，可以用一个以上 的光学监测 系统接受同一发光源产生的发射光谱，通 过测量各元素特征光谱线的波长和强度， 进行定性和定量分析 。 叶章群等 j 采用发射光谱分析法对 4 8例泌尿 系结石标 本进 行分 层分 析 ，认 为该分析法具有 可分层分 析 、确定元素组 分的优点。但该法也存在明显不足，只能 分析含有多少种元素以及 每种元素的含 量 高低，不能对这些元素组合成的结晶体进 行分析，对于确定为何种成分为主的结石 帮助不大，不能用于指导泌尿系结石的预 防。 5热分析 热分析法是从热现象来研究物质的性 质 、组 成 、状 态 及 其 转 化 的 技 术。 S t r a t e s 1 5 3 于 1 9 9 6年介绍 热重 法可用 于泌 尿系结石 的定量分析 ，此后一些学者又相 继报道了使用该方法的经验，其一致认为 热重法