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红外光谱自动分析系统在尿路结石成分分析中的应用

时间:2014-03-06 09:44来源:未知 作者:360期刊网1 点击:

  代谢评估是揭示和诊断尿石病因的一种生化方法,已成为评估成石危险因素的金标准。结石成分分析是代谢评估的核心技术,在诊断上,它可对非钙结石的病因判别提供直接证据,对钙结石则有助于缩小结石代谢评估的范围。结石成分分析是研究尿路结石的主要手段之一。目前常用的结石红外光谱分析仪大多为手工式,操作流程较为复杂,且易受干扰。我们从2011年12月至2012年12月应用天津LIIR型红外光谱自动分析系统对110例尿石成分进行了分析。
 
  1 临床资料与方法
 
  1.1 临床资料从2011年12月至2012年12月对1 10例尿路结石的结石标本,应用LIIR型红外光谱自动分析系统进行成分分析。结石标本分别取自患者自排、冲击波碎石、输尿管镜取石和经皮肾镜碎石。在结石患者中,男性71例,女性39例,男:女=2.6:1。年龄最小为19岁,最大为85岁。男性平均年龄(38.56±13.51)岁,女性平均年龄(42.32±14.69)岁。肾结石52例(47.27%),输尿管结石56例(50.90%)膀胱结石2例(1.81%)。
 
  1.2 方法全部结石均用天津LIIR型红外光谱自动分析系统分析。测试前,将用清水洗净后晾干的结石放入70一IO0~C烘箱内烘干。取出后将大约1mg结石样品粉末与事先充分干燥的200 mg纯溴化钾混合,浓度约为0.5%一2%,然后放人玛瑙乳钵内研碎至2 m以下。随后将混合物用压片机加压,制成半透明片,迅速置入红外光谱槽中扫描,电脑绘制谱图,并自动分析出结石的成分。
 
  2 结果
 
  2.1 结石的构成比在结石的构成比中,草酸钙结石最多,其次是碳酸磷灰石,再次为尿酸类结石;感染石少见。另外,在构成比中,碳酸磷灰石存在性别的差异(P<O.05)。
 
  2.2 不同结石成分的检出率不同成分的检出率中,男性依次是一水草酸钙、碳酸磷灰石、二水草酸钙、尿酸和六水磷酸铵镁;女性依次是碳酸磷灰石、一水草酸钙、二水草酸钙和六水磷酸铵镁。在不同成分的检出率中碳酸磷灰石存在性别的差异(P<0.05)。在110例结石中,单一结石成分占到26.36%(29/110);二种结石成分占到43.36%(48/1lO);三种石成分占到30。00% (33/110)。最常见的混合性结石成分为一水草酸钙+二水草酸钙+碳酸磷灰石。
 
  3 讨论红外光谱分析(infrared spectrophotometry,简称IR)又称红外分光光度法,是利用红外分光技术来检测和研究结石分子的红外吸收光谱来确定结石成分和含量的方法。1955年红外分光光度计首次被用来研究结石,以后的十多年里随着仪器的不断改进,有研究将这种方法和热分析法进行比较,认为红外光谱法是一种比较理想的结石定性和定量测定方法。
 
  近20年来,红外光谱分析结石成分已成为鉴定结石成分的主要方法,它的主要优点是:①检测速度快,大约10min;②结果准确可靠;③ 既可检测无机物,又可检测有机物,对尿中某些常见的重要成分,例如磷酸盐等,非常敏感;④既可检测晶体又可检测非晶体,红外光谱法可反映结石的结构特征和组分的含量,操作简便,分析快速,能对结石内的晶体或非晶体物质、有机或无机成分进行分析,使用样品少。重要的是该法作为一种非破坏性分析方法,能直接测定样品组成。红外光谱可以鉴定尿石中草酸钙的三种形式(一水草酸钙COM、二水草酸钙COD,三水草酸钙coT)。此外,FTIR可以轻易把鸟粪石从其他类型的尿石组分中区分出来并可区分尿酸和尿酸铵 。
 
  常用的红外光谱分析仪也有一定的不足:①红外光谱的解析是依据谱图中的峰位、峰强和峰形对分析物(结石)进行成分鉴定的过程,由于结石成分多达30余种,加之混合成分居多,图谱解析甚为烦琐,不易掌握,容易出错,影响了它在临床医学专业中的推广和使用。②其绘制出的图形,需研读者来判断,研读者的水平差异,可以给出不同的结果,而影响结石分析的正确性。③其操作是手工式的,过程较为复杂,对单一结石成分分析较为准确,对混合性结石分析易产生差错 。
 
  结石成分分析是诊断结石病因和指导临床治疗的重要切人点:其必要性在于①理解导致结石形成的潜在代谢紊乱的机理;② 随着SWL的普遍使用,结石分析可以预测结石的脆性;③ 可以预先估计腔内治疗时,激光的使用量;④可以帮助泌尿外科医生劝告患者如何进一步的预防结石的复发;⑤可以帮助泌尿外科医生针对特定的结石,选择最佳的治疗方案,减少并发症,提高治疗的效价比。红外光谱法是常用的结石物理分析法,远比化学分析法精确,所需标本仅为1 mg。国外自上世纪80年代它就成为分析结石成分的主要手段,而且随着各种新式结石治疗技术的广泛开展,其临床重要性更加得以充分体现,是制定结石个体化治疗的前提条件。但目前常用的红外光谱分析仪也有一定的不足:①红外光谱的解析是依据谱图中的峰位、峰强和峰形对分析物(结石)进行成分鉴定的过程,由于结石成分多达30余种,加之混合成分居多,图谱解析甚为烦琐,不易掌握,容易出错,影响了它在临床医学专业中的推广和使用;②其绘制出的图形,需研读者来判断,研读者的水平差异,可以给出不同的结果,而影响结石分析的正确性;③ 其操作是手工式的,过程较为复杂,对单一结石成分分析较为准确,对混合性结石分析易产生差错 。
 
  我们所应用的红外光谱自动分析系统是针对普通红外光谱仪的不足进行了改进:①红外光谱的图谱解析过程完全自动化;② 检测速度快,仅需10min,分析结果精确可靠,准确率高于人工分析③既可分析晶体成分,又可分析非晶体成分,对混合性结石的分析较普通红外光谱仪更为精确。④ 自动分析系统的在分析的同时,还可以同时给予结石防治的指导。通过应用红外光谱自动分析系统对结石标本分析,发现结石标本中大多以混合性结石存在为主,单一结石较少见。这较国外报道使用普通的红外光谱分析仪分析的比例要高。最常见的混合性结石成分为一水草酸钙十二水草酸钙十碳酸磷灰石,其次为碳酸磷灰石+一水草酸钙+二水草酸钙;再其次为一水草酸钙+碳酸磷灰石和一水草酸钙十二水草酸钙。
 
  在我们研究的110例结石中,不同性别之间存在结石成分的差异,女性碳酸磷灰石和感染石的比率较男性高,而男性的尿酸结石构成比较女性高。在不同成分的检出率中,女性以碳酸磷灰石最常见,男性以一水草酸钙最常见。
 
  由于标准图谱及研读者的水平限定,普通红外光谱分析仪对一些特殊结石成分的分析存在局限性。综上而言,红外光谱自动分析系统在临床使用过程中具有自动、准确、快捷、方便等诸多优点,值得临床进一步的推广使用。
 
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