尿路结石成分分析方法的研究进展（zhuan）

朝*

随着体外震波碎石术和泌尿系统腔镜等微创技术的展，在尿石症的治疗上取得了极大的进展，治疗的成功率也越来越高，尿石症的治疗已不是难事了，然而，对尿石症的预防至今尚无十分理想的方法,80%以上的尿石患者病因不清，尿石症在全球的发病率依然居高不下，尤其是上尿路结石的发病仍有继续升高之势，尿石症作为泌尿外科的常见病，依就严重的危害着人们的身体健康！这表明了医生们的注意力主要集中在结石的治疗上，而忽视了病因筛查在结石的防止中的作用，这在一定程度上正反映了我们医学工作者在落实我国对疾病防止----以防为主的正确方针上仍然任重道远。

据此，作为医学工作者有必要进一步重视尿结石预防的重要性。其中精确分析尿路结石的成分和结构，可为深入探讨尿石成因和防止措施提供线索和依据，对临床工作也有有重要指导意义。本文就当今尿路结石成分分析的各种方法作一综述。

主题

一般的化学定性或定量分析

尿结石的化学成分复杂多样,而且多种成分常互相混合。一般按结石的晶体成分分析有草酸钙、磷酸钙、尿酸盐、碳酸钙、碳酸磷灰石、尿酸、磷酸钙、磷酸镁胺、碳酸磷灰石、胱氨酸等。化学分析方**是基于充分了解结石的这些组成成分,采取从估计含量最多的成分开始,逐步分析。我们可以通过观察结石外形、颜色或对结石标本预处理和预试验,通过考察结石与某试剂反应,产生特定的颜色、沉淀、气体等,可初步判断为何种组成。采用烧灼法,结合病史以及结石的外形、颜色、硬度、X线显影度及表面光滑或粗造程度等资料可判定结石大概成分，[1]如结石按其X线片上显像由深到浅依次是:草酸钙、磷酸钙、磷酸镁铵、胱氨酸,含钙尿酸盐,而纯尿酸结石不显影。各类结石还有下列X线特点[2]:①尿酸盐结石可有中心透亮区的核。②放射状条纹或不规则条纹是草酸钙为主的结石。③只有尿酸结石与草酸钙或磷酸钙形成交替层时,X线片上才有明显分层状。④针芒状边缘是草酸钙结石,光滑高密度边缘是一水草酸钙结石,断垣残壁样边缘是磷酸钙为主的结石。查阅国内外最新文献，都有相关运用B超、X线、CT检测结石化学成分方面的报道[3-5]。可以用来大致估计尿石属有机物还是无机物及其化学组分。

其中我们常用化学定性方法点滴法、加热法、纸片法等[6],对于复杂组成的结石需要采用系统分析法。比如一些引起感染性的铸型结石，其成份往往很复杂[7]。化学定量分析是在定性分析的基础上进行的，是测定试样中某一种特定物质的含量。常用的分析方法有很多,比如电位滴定分析法、比色法、重量法、分光光度计法、离子交换法等。例如容量滴定法测定Ca、Mg、C2O4,目视比色和分光光度法测定尿酸(铵)、胱氨酸和磷酸等。由于草酸钙对结石形成的影响较大,尿中草酸的监测对预防尿石症发生和复发具有指导意义，李瑛[8]等采用锆-偶氮胂褪色光度法测定尿样中草酸,方法简便快速,选择性高易被一般实验室接受。

化学分析存在着诸多弊端,如必须破坏结石标本、需要较多的标本量、方法繁琐费时且有时会出现分辨盐类离子的紊乱等,

且只能对已知组分进行鉴定,无法发现新组分,化学定量对有些微量元素的灵敏度不够,同时要注意试剂的有效性,以免某些组分未检出或假阳性的发生，但化学分析方法具有快速、简便、费用低廉等优点,结果可靠,适全在基层医院推广应用。曹履诚等[9]

综合分析辅以个别化学定量分析的方法已广为实验室接受[10]。但随实验室技术的进步,已有更为简洁、精确、实用的方法出现,比如改良的Mauer化学定性法[11]，该法所需的标本量少．对一个样品可进行多种成分的系列定量测定，方法亦较简便，不需特殊仪器设备．与生化自动分析仪测定结果基本相似固此该法适合推广应用于普通临床实验室。

一、

针对结石组分的定性、定量分析

按晶体成份的不同，尿结石组分[12]主要可分为五大类，即胱氨酸、尿酸、磷酸镁铵、纯磷酸钙、草酸钙。吴志坚等[13]收集国内6个地区（四川、皖北、广西、北京、广东、湛江）资料，可以看出，草酸盐是最常见的结石，占结石比例为74．24％-- 96．2％，国外最高比例可达99％，但纯草酸盐结石仅占9．4%。复发结石中以草酸盐、磷酸镁铵结石常见。尿酸结石多以单一成分出现。

人体尿石中还含有其他一些低含量组分，如碳酸钙、磷酸八钙、透钙磷石、白磷镁石、五水磷酸镁、磷镁石、一水磷酸铵镁、尿酸氢钾、2，8-二羟基腺嘌呤、黄嘌呤、次黄嘌呤、无定形二氧化硅等。此外，部分结石中还含有一定量的药物成分，归因于摄入过多药物所致，这类药物主要包括[14]茚地那韦(Indinavir)、托吡酯(Topira-mate)、唑尼沙胺(Zonisamide)及维生素D等 。仪器分析技术广泛地运用于泌尿系结石的组分分析。相对化学分析法，能对泌尿系结石组分进行更为准确的分析，这些现代仪器分析技术有：

1、拉曼光谱 拉曼位移是拉曼光谱进行物质定性结构鉴定的依据。不同的物质具有不同的振动和转动能级，因而也具有不同的拉曼位移，但同一物质的拉曼位移是一个确定的值。当固定入射光波长等实验条件时，拉曼散射光的强度与物质的浓度成正比，这是拉曼光谱用于定量分析的基础。拉曼光谱不但可以区分尿石中不同晶体组分，而且还能检测各物相问的相互转换[15-17]

。拉曼光谱除可以对尿石粉末进行测定外，还可以通过激光束直接在尿石表面进行检测[15-17]

。在草酸钙尿石中，常见的有一水草酸钙(COM)和二水草酸钙(COD)，三水草酸钙(COT)几乎没有。COM 既可以单独存在，也可以与COD以不同比率共存_7 j。由于引起COM 和COD结石的病因不同，且两者在硬度、与肾上皮细胞的粘合能力等方面也存在差异，因此，区分草酸钙结石中的COM 和COD及其比例，对于准确诊断结石的成因和提出正确的预防结石的复发的方法非常重要[18]但如果COM或者COD含量太低时，一般的检测方法如XRD，XPS和FTIR等很难把它们鉴定并区分开，但COM和COD的拉曼光谱差异较大，很容易将它们区分 [19]。

2、差热一热重(TGA／DTA) 热重分析(TG)是一种较早开展的定量分析方法，在20 世纪初就开始在试验室应用这一分析技术。Strates[20]

于1996 年就介绍热重法可用于泌尿系结石的定量分析,但由于热化学方法条件难控制,精确度差,长期以来发展比电学、光学缓慢的多。随着热谱技术的发展,它的功能不断提高,特别是与X线射线分析仪和色谱仪等实现联用,更扩大了其应用范围,国内外一些学者又相继报道了使用该方法的经验,

热分析正逐步成为泌尿系结石研究的常用方法之一

他们一致认为热重法可以对泌尿系结石成分进行精确定。热重法(TG)是在程序控制温度下，采用热天平测量物质质量变化与温度关系的一种技术。重量变化是由于在高温中各物理连接和化学键破裂或形成，释放出挥发性产物或生成较重产物的结果从温度一重量关系曲线中可以得到有关化学反应热力学和动力学、反应机理和中间产物以及最终产物的数据。差热(DTA)是在程序控制温度下，测量物质和参照物的温度差和温度关系的一种技术当试样发生任何物理化学变化时。所释放或吸收的热量使试样温度高于或低于参照物。国内外有不少学者利用些对尿结石成分进行过分析报道，如Kaloustian等[21]用DTA/TG法分析了尿石中的COM、COD、鸟粪石及尿酸等组分。在实验室对结石的分析过程中，利用结石失重和样品中成分脱水、气体挥发、变相等物理过程或化学过程之间的联系，绘制出热重分析图谱，再根据图谱中曲线坡度变化的位置和形状，可以对结石进行定性和定量测定。国内于1985年叶章群等[22]利用些法对100例结石进行热重分析，认为热重分析灵敏度较高，能准确测量出其不意1%-5%的含量，既能定性又能定量对结石成分进行测定，且具有设备简单、经济、所需样品量少的优点。

3、核磁共振(NMR) 核自旋量子数J≠0的原子核遮磁场中产生核自旋能量分裂，形成不同的能级；在射频辐射的作用下，可使特定结构环境中的原子核实现共振跃迁。记录发生共振时的讯号位置和强度，就可得到核磁共振(NMS)谱。根据反应试样分子局部结构的共振讯号位置以及与分子中原子核有关的讯号的强度，可对化合物进行定性和定量分析[23]

。药物在体内的代谢产物所诱发的尿石成分非常复杂，采用FTIR，Ⅺ 等方法难以准确地鉴定其成分。Pickens等[24]利用NMR和质谱联合分析，得出一例尿石的主要成分为(2一甲氧基苯氧基)一丙醇酸的钙盐(分子结构I)，而(2一甲氧基苯氧基)一丙醇酸(分子结构式Ⅱ)是愈创木酚甘油醚的在体内的代谢产物，愈创木酚甘油醚在临床上为祛痰药物的一种。

4、高效液相色谱(HPLC) 高效液相色谱法是以液体作为流动相，并采用颗粒极细的高效固定相的柱色谱分离技术。高效液相色谱对样品的适用性广，不受分析对象挥发性和热稳定性的限制。Safranow等[25]用高效液相色谱法分析了尿石中所含的六种嘌呤类化合物：尿酸(UA)、2，8一二羟基腺嘌呤(DHA)、黄嘌呤(Xan)次黄嘌呤(Hyp)、别嘌呤醇(Alp)及羟基嘌呤(Oxp)，并绘制出相应色谱图，发现除了大量的尿酸外，尿酸类结石还含有少量的1甲基尿酸(1一MUA)和7一甲基尿酸(7一MUA)，DHA，Xan和Hyp等，这些低含量的组分是其他方法难以鉴定的。

5、红外光谱分析(简称IR) 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。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,他们认为红外光谱法是一种一种比较理想的结石定性和定量测定方法[26]

。谭燕华等[18]曾经报道了傅里叶变换红外光谱及相关技术（FTIR）在草酸钙结石定性和定量分析中应用。表1为泌尿系结石中其他一些低含量组分的FTIR光谱特征带:

Table1

Characteristic infrared hands of SOIll~rarehuman urinary calculi compound bands[19]

红外光谱法可反应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。不足之处是：①测试样品中含有杂质，测样品光谱和杂质光谱可能会重叠。②吸光率可受外界因素影响。③设备较贵。

定性分析　采用合适的样本制备方法,用红外分光光度计绘制其图谱,再和纯物质的标准图谱对照,便可作出鉴别。如测试的样品含有杂质,样品光谱和杂质光谱可能会互相重叠,但只要杂质光谱不被样品光谱覆盖,在与标准光谱进行比较时,仍可确定其成分。

　定量分析　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。新型的红外分光光度计，[27]可直接测出吸收系数,再在计算机的帮助下,使定量分析更快速、更准确。

6、X射线衍射(XRD) X射线衍射分析有劳厄(Laue)法、转晶法(旋晶法)、粉末法和衍射仪法,常用粉末法和衍射仪法。粉末法由于射线吸收作用受试样的影响,其衍射线条强度与其含量的关系不一定成正比例,应对测定结果进行必要的校正。衍射仪法能够测定连续相转变的试样,并允许在高温或低湿情况下操作。定性法通过测量和计算结晶衍射花样各个线条的晶面间距值及相对强度,并与美国材料试验学会(ASTM)卡片对照,从而查到某物质的名称和化学结构式。定量法主要根据晶体的衍射线条强度随该晶体含量的增加而提高从而完成对混合物的定量。泌尿系结石的主要组分有草酸钙、磷酸盐、尿酸和胱氨酸等, 可根据尿石中各组分的衍射数据来鉴定尿石的不同组分。表2[28]为其XRD谱的主要衍射峰数据,可以看出,每一种组分都具有自己特定的面间距d和相对强度IP值。

Table2

The dvaluesand relative strength(IPIc) ofthe main diffractive peaks of

The compositions of urinary stones(theunit:A)

X射线衍射技术(XRD)灵敏度、精确度较高,操作简便迅速,能够完成结石成分和物相分析[29]，目前X射线衍射仪已成为研究尿石结构的常用设备,但缺点是：①粉末法受试剂影响，有时定量不准确。②所需仪器较贵,维护保养条件也较高。X射线衍射技术与X射线光电子能谱(XPS)或与红外光谱(IR)联合分析,能够更好发挥各自技术的优势,使分析结果更加准确。

7、Zeta 势能测定

Zeta 电位是带电介质的胶体粒子与大量介质之间滑动面上的电位,是作为粒子间斥力的量度,视为粒子聚集抑制的标志。1979 年Zeta 电位测量技术被引入泌尿系结石的研究中并发现: ①纯水中一水草酸钙晶体表面有正的Zeta 电位值pCa = 5. 2 时Zeta 电位为0 ,pCa < 5. 2 时Zeta 电位变为负值。②单价离子对一水草酸钙结晶表面Zeta 电位影响不大,表明它在晶体表面无吸附。③多价离子可使一水草酸钙表面Zeta电位变成负值, 表明这些离子在晶体表面有化学吸附。④Zeta 电位的试验室测定值与依双层模型的计算值能很好的吻合

。Boeve 等[30]应用多普勒电泳光散射法来测定草酸钙结石的结晶和Tamm2Horsfall蛋白质表面Zeta 电位,发现结石患者与正常人Tamm2Horsfall 蛋白表面Zeta 电位值存在差异。

8、阴极发光技术 阴极发光技术19 世纪中期已应用于地质学,随着电子探针技术的发展,其应用迅速扩展。20 世纪90 年代,沈绍基等[31]

用其研究尿结石取得了可喜成绩。阴极发光技术应用于尿石分析是基于它能对多种矿物质的发光性能、构造和形成机制进行观察,从而确定结石成分, 采用地质矿物学的阴极发光技术,能够解决尿酸、尿酸盐晶体或微晶混于其它成分的结石观测。该法可以看到结石成分的取向附生现象,对了解结石成分的相互转化机制,防止结石症具有一定意义,对发光产生的原因有研究探讨的价值。阴极发光技术用于结石分析研究有其不可替代的优势,在阴极光照射下,根据各种成分的特有颜色和荧光强度,很容易分辨出结石的各种组分及构造。阴极发光技术分析研究取得了一定进展,但目前还不清楚,结石各种成分发光的原理是由于其本身还是混存的微量元素,尚待进一步研究。

9、热发光法

宋天锐等[32]采用热发光法分析结石,得到4种结石的热释光曲线,结合红外光谱、差热分析,对尿石成分、再结晶和交代作用等进行了研究,认为该技术是一种值得探索的方法。

三、针对结石中所含元素的定性、定量分析

1、X射线光电子能谱(XPS) 应用XPS不仅可以直接了解尿石中各原子的电子状态,而且,可以一次性同时定性和定量地检测尿石中几乎所有的元素,且方法简单,快速。欧阳健明等[33, 34]报到采用XPS和XRD联合分析研究了广东省东江流域尿石症患者的尿石成分，发现在草酸钙结石的XPS谱中,只出现了元素C,Ca和O的特征峰;在尿酸结石的XPS谱中,只存在C,N和O的特征峰外,没有Ca出现;而在草酸钙2磷酸钙混合型结石的XPS谱中,除出现元素C,Ca和O的特征峰外,还出现了较弱的元素P,Mg和N的特征峰,表明此类尿石样品中可能含有少量磷酸铵镁或尿酸。另外，根据所测定结石各元素XPS特征峰面积的相对大小,可以定量地计算出尿石中C，Ca,P,Mg,N,O等元素的相对含量。

2、质子激发X射线发射光谱(PIXE) 质子激发X射线发射光谱(PIXE)是利用加速质子去撞击所测试样,诱发试样发射出X射线,然后分析这种X射线光谱,即可鉴定此试样的化学成分。PIXE是鉴定痕量元素存在的一种强效手段,可以直接在试样上进行。同时E技术能够使我们详尽地了解尿石不同部位所含元素及其相对含量的差异,这可以弥补尿石常规分析方法如XRD,FTIR等只能得到统计学数据而不能精确地分辨出尿石不同部位成分的缺陷[35]

3、电子束探针微区分析(EPMA)

电子探针显微分析(EPMA)是利用经过加速和聚焦的极细的电子束(直径约0.1_1um)作为探针,去激发试样中某一微小区域,使其发出特征X射线,测定该X射线的波长和强度,即可对该区域所含的元素作定性或定量分析。EPMA可分析体积只有几个立方微米的样品,除H,He,Li,Be等几个较轻元素外,其他元素几乎都可用EPMA进行定性定量分析。Ohnishi等[36]用EPMA对不同性别大鼠体内尿石中元素分布进行了分析,发现在尿石剖面的中央部位,S和K的含量较高;而P和Ca主要分布在尿石的外表层。

4、能量分散X射线分析(EDX)

在能量分散X射线分析(EDX)中,探测器所接收的是由试样中所有元素的发射光谱线组成的未色散的二次线束。探测器把所接收的X射线光子变成幅度与光子能量成正比的电流脉冲,脉冲高度及其强度可作为定性和定量分析的依据。EDX用于尿石分析时,常与其他方法联用，如磷酸盐、硫酸盐和硅酸盐虽然不是尿石中最主要的分,但却常常出现在不同类型尿石中。由于这些盐的FT谱易于碳酸钙吸收带重叠,因此,用FTIR很难在原样品把它们鉴定出来,但采用EDX和FTIR联合分析法,通过定煅烧后的尿石残渣,Diaz-Espieira等[37]很好地鉴定和区了六例尿石中的上述几种盐。

5、原子发射光谱(AES)

原子发射光谱(AES)是根据受激发的物质所发射出的光谱来判断物质的组成。当处于基态(E0)的原子受到外能作用时,核外电子跃迁至较高的能级(En),即处于激发态。激发态原子不稳定,以辐射的形式释放出能量后跃迁至低能级或基态。由于不同元素的原子结构不同,受激发后所能辐射出的特定波长不同,根据这一特征可用于元素的定性分析[38]。 AES用于定量分析时,可根据绘制的谱线的强度(I)与被测元素浓度(c)存在如下关系计算出：

I=acb,

式中,a与b为常数,a为与试样组成!试样蒸发和激发过程等有关的参数,b是自吸系数[38]

6、原子吸收光谱(AAS)

原子吸收光谱(AAS)是基于从光源发出的待测元素的特征辐射通过样品蒸气时,被待测元素基态原子所吸收,根据辐射的减弱程度计算样品中被测元素的含量。原子吸收光谱法灵敏度很高,火焰原子吸收法的灵敏度是10-6到10-9g,石墨炉原子吸收法绝对灵敏度可达10-12~10-14g,因此AAS可用于尿石中痕量元素的定性和定量分析。

董峻岭等[39, 40]用AAS分别测定了吉林省尿路结石患者尿石、患者发样及患者居住地区土壤中的部分相关元素的含量(见表3),讨论了三者之间的关系，尿石中Pb,Cd这两种有害元素的含量明显高于患者发样及患者居住地区土壤中相关元素的含量,表明Pb,Cd可能促进尿石的形成;随机剪取20例尿路结石病人和20例正常人的发样,发现病人发样中Ca,Na,Mg,Zn,Fe含量均低于正常人(见表4),但差距如此之大(P<0101),本文认为尚需进一步的商讨，尿石患者头发中钙含量与尿石中的钙含量呈负相关,提示患者体内存在Ca的代谢异常,从外界摄入的Ca不能被很好地被吸收,钙贮存减少,尿钙排出增加而大量存在于尿液中,加速结石的形成。结石高发地区土壤含钙高,Zn,Fe,Mg等微量元素含量低,故而推测生长的农作物元素含量也存在类似的变化,结石病人饮食、饮水中元素比例失调,肠道Ca2+吸收增加,导致血清Ca2+升高,出现高尿钙,引发尿路结石,其他元素同时参与或诱发结石的形成。因此对于居住在此地区的人群,适当限制钙的摄入,调整体内微量元素的含量,对结石病的预防可能有实际意义。

Table3

The content of related elements in urinarystones,patient with urolith and control

As well as carbonate soil in Jinlinprovince,respectively, (w/10)

7、电感耦合高频等离子体发射光谱

电感耦合高频等离子体发射光谱(ICP)是将试样在等离子体光源中激发,使待测元素发射出特征波长的辐射,然后测量其强度而进行定量分析的方法。Ohnishi[41]等用ICP技术对比分析了不同性别大鼠体内尿石的部分元素的含量,结果表明,K,S,Ca和P等是组成结石的主要元素,Mg和Na次之，其中K含量较高是因为大鼠的食物中含有联苯,其在大鼠体内代谢产物为4-羟基联苯-o-硫酸钾所致。

8、X射线荧光光谱(XRF)及离子选择性电极等

利用能量足够高的X射线(或电子)照射样品,激发出来的光叫X射线荧光，利用X射线荧光光谱(XRF)分析技术可鉴定尿石中所含的元素,测定时不需破坏尿石样品的原有状态,且用量很少;除最轻的几个元素外都能分析,且不受元素价态的限制;此外,XRF谱线数目少,波长和原子序数关系简单,与化学分析法相较,它更简便快速。Singh等[42]用XRF对印度新德里地区收治的肾结石进行了元素分析,表明其中含有Mg,Ca,P,S,K,Al和Si等元素。

9、离子选择性电极等

邹翠英等[43]用氟离子选择性电极法测定了尿石中存在的微量氟,其方法是用1.0mol/L的HClO4溶液溶解尿石样品,使氟游离出来,26例尿石样品中氟的含量为65-7940ug.g-1。高氟饮水地区尿石发病率较高,推测氟可能对尿石形成具有促进作用,是尿石的诱发因素之一。尿石的核、基体、表层的含氟量基本相同,表明氟在尿路结石形成的三个阶段(成核、聚集、生长)中起同等重要的作用,这与高氟地区尿路结石发病率也高的流行病调查结果完全一致[44]。

四、微观结构的分析

1、扫描电子显微镜等

Escolar[45]用SEM和能量分散2射线分析法(EDX)联合分析了胱氨酸结石的内部结构和混合在其中的其它组分"SEM观察表明,结石内的胱氨酸晶体呈六边形棱柱状;胱氨酸结石中常见到小球状的磷灰石,甚至在几乎纯的胱氨酸结石中也能见到,在一些胱氨酸结石中还含有层状结构的透钙磷石,极少量的胱氨酸结石中还含有少量的尿酸盐(常为尿酸铵和尿酸钾)。贺红旗等[46]

采用分析了45例黄土高原肾结石, 得出,（1）一水草酸钙(COM)和二水草酸钙(COD)结石晶体形貌呈多样性,有四方双锥形、长方形、哑铃状、板状、卵圆状、玫瑰花瓣状及不规则状等;（2）羟基磷灰石晶体主要以葡萄状圆球形的无定形非晶态存在,也有类圆球形和不规则形晶体存在,且羟基磷灰石常与其它类型的晶体交织生长;（3）磷酸铵镁与磷酸钙和COD晶体交织生长,有六边形、棺盖状和梳状形;（4）硅结石1例,其晶体呈不规则形;（5）网状的硬石膏晶体与针状或树枝状的石膏晶体较少见，尿石由无机矿物和有机基质组成,基质在矿化中起着关键作用，SEM观察表明,基质多以地毯状、苔藓状、织网状和木耳状四种不同形式存在。

2、透射电子显微镜(TEM)

Kahan等[47]采用TEM研究了尿石形成过程中磷酸钙晶体对草酸钙晶体成核和生长的影响"从脱矿后的尿石可以清楚地看到,尿蛋白有机基质广泛存在于尿石无机矿物晶体中。不论是磷酸钙还是草酸钙晶体,其晶体内都渗透有尿蛋白有机基质;此外,晶体与晶体之间的间隙中也被有机基质所填充。Khullat等[48]借助TEM观察了尿石中的纳米细菌。纳米细菌是一类大小为80-500nm,具有细胞壁的球形或椭圆形细菌,它具有独特的矿化能力,在生长增殖过程中能分泌羟基磷灰石类的钙化物,形成钙化生物膜,**机体产生以纳米细菌为核心的钙化病变,在尿石无机矿物特别是针状磷灰石内及其周围,都存在这种纳米细菌。

3、原子力显微镜(AFM) 陈斌等[49]用AFM研究了尿石超微结构,显示草酸钙结石中微晶的形貌与磷酸钙微晶不尽相同。草酸钙微晶多呈尖顶型、类山峰状,成簇聚集成聚合体,其尖顶多为锐角。还能在图像中清晰看到晶体超微结构中的分层生长带。磷酸钙结石微晶则呈条块状、类球状及六边形状,也见多个微晶聚集成大晶体的现象。此外,从尿石的图像中还观察到基质有序紧密排列,呈带状分布,它们与尿石晶体明显不同,很容易区分。然而,AFM不适宜用于观察高度变化超过0.15-1um范围的样品表面;如果切片机切出的尿石切片表面不是非常平滑的话,此时用SEM更为合适。原子力显微镜用于结石成分分析有下列优点 [50]：①原子力显微镜是在纳米级分辨条件下观测结石的实三维表面结构，这是扫描电镜难以实现的。②电子显微镜必须在真空条件下才能工作。而原子力显微镜能在低温、常温常态下，甚至在液相条件下获得分辨率很高的图像。③它不仅能观察晶体的表面结构，也能观察非晶体表面的结构。④原子力显微镜扫描范围跨度大，从数纳米到数百纳米，能分别在原子水平、分子水平、细胞水平研究结构和功能。⑤样品制作比扫描电镜、x线衍射分析法更简单，需量更少，成本更低。

4、偏光显微镜

晶体光学是研究晶体物质光学性质的一门学科,已被广泛应用于尿路结石的研究中,其主要是通过偏光显微镜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,确定晶体的成分。常连胜等[51]用偏光显微镜研究了不同性激素对大鼠肾内结石形成的影响,正常对照组肾脏无晶体,成石组鼠肾有大量晶体沉积,而睾酮(1mg/d)和雌二醇(0.2mg/d)治疗组经皮下注射治疗7天后发现仅有少量的晶体散落分布,这表明,雄激素和雌激素可抑制结石形成。张保等[52]用偏光显微镜研究了不同剂量维生素E(VitE)和维生素(VitC)对大鼠肾结石模型体内活性氧及成石的影响,(VitE 75mg.kg-1.d-1)治疗组肾结晶沉积显著少于成石组,且肾组织中的结晶沉积情况随VitE剂量增加逐渐减少;而VitC治疗组肾组织结晶沉积情况与VitC剂量呈正相关,大剂量VitC可使机体草酸分泌增多,致大量活性氧生成,引起肾组织的过氧化损伤,有利于肾结晶的沉积。国内还有研究用偏光显微镜法对100例尿结石进行分析,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。但由于其放大倍数有限,不易看清结石的微小颗粒和结构,因此,有时需配合电子显微镜进一步观察,才能得出可靠的结果。

5、普通光学显微镜

使用普通光学显微镜可对结石数目、三维空间结构、形状、颜色、表面结构、内部结构和组分等进行分析研究。Nayir A等[53]

采用双目体式显微镜(BSM)研究了不同类型尿结石的形貌。COM结石为棕色,其表面向外突出,呈**状,放大后可观察到表面有许多小孔;暗浅黄白色的结石体积较大,放大观察可知结石由晶体聚集而成;胱氨酸结石为暗黄色,与蜂蜜的颜色相当,此结石由六边形晶体聚集而成;尿酸结石和鸟粪石呈乳白色。图像可以保留结石原有的颜色和形貌,还可给出其它诸如病灶(发源地)。晶体结构和沉淀组份的次序等信息，为医师在临床上有效治疗不同结石病提供了一个重要信息。

五、物相分析 有红外光谱分析、X线衍射分析、热分析，上已述。

六、生物化学和分子生物学分析技术

采用蛋白质分析技术(如色谱分析、凝胶电泳分析、蛋白质印迹分析、氨基酸组成和序列测定)[ 54]和核酸分子检测技术等生物化学和分子生物学方法,开辟了尿结石研究的新途径,使我们有可能在分子水平上了解和掌握尿结石的致病原因,为临床防止结石的产生和减少其复发带来了新的手段。

结语及展望 综上所述，结石成分分析方法除了以上各种外，还有针对某一特定组份结石的分析方法[55]，如对尿液中常见的成石成分----草酸，有高效液相色谱法（上已述），直接沉淀法、离子色谱法、酶法、毛细管电泳法等等，可谓方法多种多样，各自有自己的优势和缺点，往往要使用化学、物理方法，或多种仪器同时检测，互相配合，可以互相验证结果取长补短，达到高度精确。如原子光谱也常与其它方法联合使用,进行物相分析，X射线衍射技术与X射线光电子能谱或与红外光谱联合分析,能够更好发挥各自技术的优势,使分析结果更加准确。扫描电镜与X线衍射仪或与X线能谱仪联合使用,在观察微区形貌的同时,可逐点分析标本的化学成分和结构,获得的结果更为理想,有力促进了尿结石分析的发展。

当前，在国外不少发达国家已建立结石分析中心，以红外吸收光谱为主，x线衍射为辅助手段成批分析，为各医院服务，这两种方法在我国目前仅用于研究，集中在一些矿物及结石等相关研究所。即使是以化学分析为主流的方法也仅限于少部分省市级大医院。因而寻找一种适合我国国情、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的研究重点，此外，目前临床上也不能预测尿石的形成,这需要设计一类新型的仪器或者尿液测试片[56],以便能快速!方便地在尿石形成前预测其发生,或在治疗尿石症前更进一步判断出尿石的类型,为临床医学预防尿石形成和对症下药提供依据。

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好，看看看看