尿路结石分析方法的分析进展

尿路结石包括肾结石、输尿管结石的上尿路结石及膀胱结石、尿道结石的下尿路结石，是最常见的泌尿外科疾病之一。尿路结石的人群患病率为1％～5％，治疗后易复发。10年复发率高达50％，而在接受防治的患者中，复发率可降至10％～15％。因此，针对结石的成分进行有效地指导治疗和预防越来越受到重视［１］。目前，尿路结石的成分分析方法有很多，主要包括了化学分析、物理分析、微观构造分析及生物化学和分子生物学技术分析等，现综述如下：
1化学分析方法
化学分析方法目的为充分了解尿路结石的复杂组成成分，从估计结石中含量最多的成分开始，逐步分析。尿路结石的化学成分化学分析方法可分为定性分析和定量分析。
1.1化学定性分析：是结合对结石外观表现的判断，对结石标本进行处理，通过尿结石与相应试剂的化学反应所产生特定的化学反应物，来判断结石标本成分构成。经典的化学定性分析法包括winer的点滴反应法及Beren的微量分析法，以及1978国内李永岚采用的重结晶法［２］。
1.2化学定量分析：是在化学定性分析的基础上，测定结石标本中特定的某一种物质的含量。较为常用的分析方法有EDTA滴定分析法、比色法、重量法、分光光度计法、火焰发射和原子吸收光谱法、气液色谱法、离子交换法等［３］。草酸钙在尿路结石的形成中有重要的作用，因此测定尿液中的草酸对尿路结石的防治方面具有指导价值。国内李瑛等采用错一偶氮肿褪色光度法测定尿样中草酸，该方法简便快速，在条件一般的实验室也能开展［４］。
化学分析法分析尿路结石成分优点在于快速、简便、费用低廉，但是均需要较多的结石样本量、需破坏结石体、只能测定少数几种成分，不能准确确定结石的晶体结构，仅适合实验室条件较差的基层医院开展。
2 物理分析方法
尿路结石成分物理分析方法不仅可以测定结石的晶体成分来获知结石晶体形态和结构，还能通过定量或半定量的方法测定每种成分的具体含量［５］。常见的分析方法有红外光谱分析法、发射光谱分析法、X射线衍射分析法、热分析法等。
2.1 红外光谱分析 是通过应用红外分光技术检测结石分子的红外吸收光谱从而测定结石成分和含量的方法。目前国内应用的主要是傅里叶变换红外光谱法(FTIR) ［6］。国内武警湖南总队医院宋光庆等［7］采用红外光谱法对516例尿路结石行定性及定量分析：定性分析时将所得样品红外光谱图与尿石成分谱库中标准谱图对照，根据特征峰频率、强度及峰宽等判断结石成分；定量分析采用校准曲线法，建立校准曲线回归方程后，根据定性分析结果选择适当的曲线行定量分析。得出结论红外光谱分析法对尿路结石中多种成分混合物的定性和定量分析是一种较理想的方法。红外光谱分析法有诸多优点：准确、快捷、方便；既可分析晶体成分，又可分析非晶体成分；既可分析有机化合物，又可分析无机化合物，而且使用样品少，已成为当今分析结石成分的主要手段。
2.2 发射光谱分析 是根据处于激发态的待测元素原子回到基态时发射的特征谱线对待测元素进行分析的方法.利用元素原子自发发射过程中产生的发射光谱具有各向同性，发射光谱分析法可以直接分析尿路结石等固体试样。采用一个以上的光学监测系统来接受同一发光源产生的发射光谱，进而测量各元素特征光谱线的波长和强度，实现对结石的定性和定量分析［8］。 2.3 X射线衍射分析 是利用晶体形成的X射线衍射，对物质进行内部原子在空间分布状况的结构分析方法。X射线衍射分析灵敏度及精确度均较高，而且操作简便，能够快速完成结石成分分析。X射线衍射仪在当前已成为尿石结构研究的常用设备。在各种X射线衍射实验方法中，基本方法有单晶法、多晶法和双晶法，尿路结石成分分析常用多晶X射线衍射方法中的粉末照相法和衍射仪法。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，为目前晶体结构分析工作的主要方法。X射线衍射技术与红外光谱技术联合分析，能够更好发挥各自技术的优势，使分析结果更加准确［9］。
2.4 热分析 是指用热力学参数或物理参数随温度变化的关系进行分析的方法。通过研究分析结石在加热过程中发生的化学变化及吸热和放热的热效应可以测定尿路结石中的成分并精确定量。最常用的热分析方法有差热分析、热重量法、导数热重量法。Strates于1996年实验了热重法可用于泌尿系结石的定量分析。 热分析法灵敏度较高，能准确测出1％～5％的含量，既能定性又能定量，且具有设备简单、经济、所需样品量少等优点，适合于一般实验室分析尿路结石使用［１0］。
3 微观构造分析
许多研究机构已开展显微镜技术对尿路结石细微结构进行观测，进而分析尿路结石成分。目前主要的微观分析技术有扫描电子显微镜技术、偏光显微镜技术、原子力显微镜技术。
3.1 扫描电子显微镜 扫描电镜是在加速电压的作用下，以电子射线代替光波，通过电磁透镜汇聚成一个细小的电子探针束，在试样表面做光栅状扫描，因而其分辨能力和放大倍数大为提高。它能产生样品表面的高分辨率图像，且图像呈三维，扫描电子显微镜能被用来鉴定样品的表面结构。扫描电镜与光学显微镜、偏光显微 结合使用，还可实现对尿路结石成分和尿路结石超微结构进行连续观察［１1］。
3.2 偏光显微镜 偏光显微镜观察不仅在于能够鉴定尿结石的基本成分，更重要的是可在镜下直接观察尿结石剖面的基本成分，对于尿结石形成的原因、方式和过程等有一定意义，可弥补其他理化检验如红外光谱、X射线衍射和热分析等方法只能分析尿结石成分而不能观察其结构的不足。偏光显微镜分析法虽然只能对尿路结石标本进行定性分析，但是却能够从形态学和结构学角度了解结石，可直接观察结石剖面的细微结构，对于探讨尿路结石的形成原因、形成方式和均有重要意义［１2］。
3.3 原子力显微镜 系利用微悬臂感受和放大悬臂上尖细探针与受测样品原子之间的作用力，从而达到检测的目的，具有原子级的分辨率。相对于扫描电子显微镜，原子力显微镜具有许多优点。首先电子显微镜只能提供二维图像，原子力显微镜提供真正的三维表面图。其次原子力显微镜不需要对样品的任何特殊处理，如镀铜或碳，这种处理对样品会造成不可逆转的伤害。另外电子显微镜运行条件要求在高真空条件下，原子力显微镜在常压下甚至在液体环境下都可以良好工作。原子力显微镜能分别在原子水平、分子水平、细胞水平研究结构和功能。原子力显微镜能观察晶体及非晶体表面的结构，而且应用于结石分析成本较低，是一个很有发展前途的尿路结石方法［13］。