尿液干化学分析原理及其临床意义.doc

尿液干化学分析原理及其临床意义 尿液的干化学分析在各级医院甚至诊所的应用已经十分普遍，各品牌的尿分析仪及其配套试纸虽略有差异，项目代码也略有不同，但检测原理基本相同：一、葡萄糖（GLU)反应原理：采用酶法测试，用两种酶，分别是葡萄糖氧化酶和过氧化氢酶。主要反应过程如下：现在几乎所有的试纸都是采用酶法，因为酶法具有特异性强、灵敏度高、反应时间短等优点。不同型号的试纸所选用的指示剂有所不同。临床意义：1. 生理性糖尿为一过性糖尿，是暂时性的，排除生理因素后恢复正常。主要有三种：饮食性糖尿，即在短时间内服用大量糖类，引起血糖浓度过大；应急性糖尿，在脑外伤、脑血管意外、情绪激动、剧烈运动周期性四肢麻痹等情况下，延脑糖中枢受刺激，使肾上腺激素或胰岛素分泌异常，可出现暂时性的糖尿；妊娠中后期多可见糖尿。2. 病理性糖尿也可分为三种：真性糖尿，既胰岛素的分泌量相对或绝对不足，使血糖浓度超过肾糖阈尿糖检查不仅可以诊断糖尿病，还可以指导临床医生决定胰岛素的用量、判断疗效；肾性糖尿，即肾小管对葡萄糖的重吸收功能减退，新生儿的近曲小管功能未完善也能出现糖尿；其他糖尿，如生长激素过多（肢端肥大症）、甲状腺激素过多（甲亢）、肾上腺激素过多（嗜铬细胞瘤）、皮质醇（Cshing综合症）、胰高血糖素等都可使血糖浓度高过肾糖阈而出现糖尿；另外，肥胖病、高血压也可能出现糖尿。注意事项：1. 因为尿糖分析试纸的后一步反应是氧化还原反应，当尿液中含有比色素还原能力更强的物质时，可使测试结果偏低甚至出现假阴性。如尿液中含有维生素C时就能使测试结果偏低甚至假阴性。2. 抗生素对班氏法糖定性、糖定量测定结果都有一定的影响，而对干化学法的测试结果无影响。尿液存放时间过长也能使尿糖被细菌分解使浓度下降，但含有抗生素时几乎不下降。3. 高浓度的酮体尿可引起假阴性；尿液比重增高，可降低试剂带对尿糖的敏感性；服用大量左旋多巴时，该药物的代谢产物会对测试反应产生抑制作用，使测试结果偏低或出现假阴性；尿液被过氧化物或次氯酸盐等强氧化性物质污染的时候能出现假阳性。4. 试剂带采用的使酶促反应，测定的结果和温度及时间有关，因此应在规定的温度和时间内测定。二、胆红素(BIL)、尿胆原(URO)胆红素反应原理：在酸性条件下，重氮盐作用于胆红素的中央，使其断开并与重氮盐偶合形成2分子的偶氮胆红素，从而产生颜色变化。尿胆原反应原理：尿胆原分析试纸的反应原理一般有两种，一种是尿胆原在酸性条件下与对-二甲氨基苯甲醛发生醛化反应(即尿胆原与醛缩合生成红色的缩醛化合物，既常见的欧氏试剂)。另一种是重氮盐法，即尿胆原在酸性条件下，与重氮盐偶联生成紫红色的偶氮化合物。临床意义：1. 胆红素的检测对肝胆系统疾病的诊断有重要价值。尿胆原更加灵敏的反映肝功能。2. 胆红素的检测有助于诊断黄疸。在败血症、蚕豆病、异型输血等情况下使红细胞大量破坏，产生溶血性黄疸，此时虽然胆红素大量增加，但大部分是间接胆红素，因此，尿中的胆红素还是阴性。3. 胆素原族的检测可以敏感的反映肝细胞功能，临床经验表明，在病毒性肝炎早期未出现黄疸前，尿中的胆素原族就已经明显增加。与胆红素结合可以为诊断黄疸的类型提供依据。黄疸大致可分为三类：肝前性黄疸，或称溶血性黄疸，肝原性黄疸，或称肝细胞性黄疸，是在感染（如病毒性肝炎）、中毒及肝硬化等情况下，肝细胞或肝内毛细胆管大量病变，使肝细胞对胆红素摄取、结合、转运及排泄障碍所致；肝后性黄疸，或称梗阻性黄疸，由于结石、肿瘤或先天性胆道闭锁等原因造成总胆管梗阻所致。注意事项:1. 标本必须新鲜，以免胆红素被氧化成胆绿素，强烈的阳光会加速此反应。放置时间长可使尿胆原氧化成尿胆素。2. 尿液中含有高浓度的维生素C或亚硝酸盐时，会抑制重氮偶合反应，可能出现假阴性结果。当病人接受大剂量氯丙嗪治疗或尿中含有盐酸苯偶氮吡啶的代谢产物时，可呈假阴性。3. 由于分析试纸无尿胆原阴性的梯度，因此，分析试纸不能用来检测尿胆原的减少或消失。4. 尿液中的一些内源性物质如胆色素原、吲哚、胆红素等，可是测试结果出现假阳性；一些药物如吩噻嗪等可产生颜色干扰。另外，尿液中含有大量维生素C或亚硝酸盐时，可抑制重氮偶合反应，使测试结果偏低甚至出现假阴性。三、酮体(KET)反应原理：尿酮体包括乙酰乙酸、丙酮、-羟丁酸，后者虽不属于酮类，但经常与前两者伴随出现，因而统称为酮体。反应原理是在碱性条件下，尿中的乙酰乙酸、丙酮与亚硝基铁氰化钠反应，生成紫红色的复合物。这种测试方法对乙酰乙酸的敏感度为510mg/dl，对丙酮的敏感度为4070mg/dl，并且不与-羟丁酸反应。临床意义：1. 糖尿病酮症酸中毒。糖利用减少，脂肪分解产生过量酮体，尿酮体的检查对未控制或治疗不当的糖尿病出现酸中毒或昏迷的诊断很有价值，可以与低血糖、心脑疾病酸中毒或高血糖渗透性糖尿病昏迷相区别。2. 感染性疾病（如肺炎、伤寒、败血症、结核等发热期），严重呕吐、腹泻，长期饥饿、禁食，全身麻醉后等都可能出现酮尿。另外妇女孕期因妊娠反应呕吐多、进食少，体脂肪代谢明显增多，也能出现酮尿。3. 氯仿、乙醚麻醉后、磷中毒等情况也能出现酮尿。4. 服用双胍类降糖药如降糖灵后，由于药物抑制细胞呼吸，也可能出现酮尿。注意事项：1. 由于尿酮体中的丙酮和乙酰乙酸都是挥发性物质；乙酰乙酸受热易分解成丙酮；尿液被细菌污染后，酮体消失，因此，尿样必须新鲜，检测应该及时，以免测试结果偏低或出现假阴性。2. 干化学法测定酮体时对乙酰乙酸的敏感度约是丙酮的710倍，因此，与其他的检测方法存在一定的差别 。四、比重（SG）反应原理：尿液比重试纸的反应原理是离子交换法，高分子电解质甲基乙烯基醚和顺丁烯二酸的共聚体是弱酸性(COOH基)离子交换体，而尿液中以盐的形式存在的电解质(M+X-)，在尿液中离解释放出M+阳离子(以Na+为主)，与离子交换体中的氢离子置换释放出H+离子，而H+离子使pH指示剂溴麝香草酚蓝产生颜色变化。（颜色由绿到黄的变化）临床意义：尿液比重的测定可以估计肾脏浓缩功能。由于尿液比重还受年龄、饮水量、出汗等因素的影响，故多次测定比单次测定更能反映肾脏浓缩功能。注意事项：1. 尿液标本必须新鲜，不能含有强碱、强酸等物质（如奎宁、嘧啶等药物），这些物质的存在都会影响尿液比重的测定。当尿液pH大于7时，应在测定结果上加上0.005作为强碱尿的校正。在尿液分析仪上一般都有自动校正功能。2. 尿液分析试纸实际上测定是尿液中的离子浓度，尿液中的非离子化合物（如葡萄糖、造影剂等）对测定结果必然有一定的影响。五、潜血（BLD）反应原理：尿液潜血分析试纸的反应原理是利用血红蛋白中的亚铁血红素的假过氧化物酶活性催化分解过氧化物，产生新生态的氧，氧化指示剂，使指示剂显色，从显色的强度可以得知尿液中血的浓度。临床意义：1. 尿液中混有0.1%以上的血液时，便呈肉眼血尿的特征，血量在此以下便只能用潜血反应或尿沉渣镜检才能证明。血尿常见于尿路炎症（急性肾炎、肾结核、尿道炎等）、结核、肿瘤,有白细胞时则表示有炎症；蛋白阳性、尿沉渣中有肾上皮细胞、管型等时，应考虑肾炎；特别是有红细胞管型时，是肾实质出血的佐证。2. 血红蛋白尿见于发作性血红蛋白尿症，还见于各种中毒、感染、链球菌败血症、疟疾（黑水热）、灼伤、溶血性输血反应等情况。注意事项：1. 成年女性的经血常可引起测试结果出现假阳性，因此应采取必要的采尿措施以减少污染。2. 分析试纸不仅可以测试红细胞，还能测试血红蛋白，因此，当血红蛋白破裂时，可引起试纸测试结果与镜检结果的不一致，应加以区别。3. 尿液中含有对热不稳定酶、肌红蛋白或菌尿，可引起假阳性；尿液中含有大量维生素C时，可以抑制后一步反应的进行，使测试结果偏低甚至出现假阴性，因此，测试时应使用具有抗维生素C干扰能力的分析试纸。六、酸碱度（pH）反应原理：pH试纸的应用是非常广泛的，pH的反应原理是基于pH指示剂法，目前，一般的尿液pH分析试纸中含有甲基红pH4.2(红)6.2(黄)，溴甲酚绿pH3.6（黄）5.4（绿）溴百里香酚蓝pH6.7(黄)7.5(蓝)，这些混合的酸碱指示剂适量配合可以反映尿液pH4.59.0的变异范围。临床意义：正常尿液呈弱酸性，约为6.0，因食物的不同，pH的变化范围为4.58.0。pH测定结果的判断比其他实验结果的判断要难一些，因为尿液pH的波动幅度大而快，而正常尿和病人的尿的pH没有明显的差别，所以pH单独使用的意义不大。但与其他临床资料配合起来分析，则可成为重要的资料。注意事项：1. 检测时尿标本必须新鲜，放置过久细菌分解尿液成分可导致尿液pH改变。大多数情况下，细菌分解尿素产生氨，使尿液呈碱性；少数情况下，细菌也分解尿液成分产生酸性物质，使尿液pH偏酸。2. 当肾脏分泌的尿液含有过多的碳酸氢盐和碳酸缓冲对时，放置时间过长，使尿液中的二氧化碳自然扩散到空气中，使尿液pH增高。3. 在测定过程中，应严格按照规定的时间将试剂带浸泡尿液标本中，浸泡时间过长，尿pH呈减低趋势。七、蛋白质(PRO)反应原理：蛋白误差法，某种特定的pH指示剂阴离子受蛋白质阳离子吸引，进一步电离，使指示剂的变色点发生改变，这种方法称为蛋白误差法。尿试纸中含有四溴酚蓝（TBPH)指示剂和pH为3的缓冲体系，TBPH的变色点在pH34之间，它在尿中解离成阴离子，与蛋白质阳离子结合后呈黄色。临床意义：检验尿液蛋白是临床尿液常规化学检查之一，尿液蛋白试制主要检测的是尿液中的白蛋白。正常情况下，健康成人每日排出的蛋白质含量极少（约为30120mg），一般的常规定性方法都不能检测出来。一旦尿液蛋白含量100mg/L或150mg/24h尿，尿液蛋白质定性实验便呈阳性反应而称为蛋白尿。蛋白尿主要反映肾小球（管）损害及肾小球滤过率的增加。注意事项：1. 尿液标本必须新鲜，变质的尿液会使尿液的pH值产生变化。尿液本身过酸会出现假阴性、过碱会出现假阳性，缓冲体系适合检测的pH范围为37.5。例如含有奎宁、奎宁丁和嘧啶等药物时，尿液呈碱性（pH8.0），超过了试纸本身的缓冲能力，可能出现假阳性结果。2. 尿液分析试纸中的TBPH对于白蛋白的敏感性远远超过其他蛋白，因此，在尿液中仅含有其他种类的蛋白时，该方法的测试结果可能为阴性。3. 试纸条不能长时间浸泡于尿液中，否则由于试剂溶于尿液中导致失效而出现假阴性。4. 多种物质（大多为药物）对尿蛋白的测定结果都有影响，如青霉素可以使测试结果偏低甚至出现假阴性；季胺盐、PVP（聚乙烯吡咯烷酮）、喹啉等可使试纸出现假阳性；某些洗涤液污染尿液时，测试结果会偏低。另外，大量饮水会稀释尿液，可能造成漏检。八、亚硝酸盐（NIT)反应原理：尿液中的亚硝酸盐与试纸块中的对氨基苯砷酸或磺胺发生重氮化反应，生成重氮盐，生成的重氮盐再与试纸上的N-1-萘基乙二胺盐酸盐或四氢苯并喹啉-3-酚偶合生成红色的偶氮化合物（盖氏试剂法）。临床意义：正常情况下，尿液亚硝酸盐的定性实验一般为阴性。当泌尿系统受到感染时，由于细菌还原硝酸盐生成亚硝酸盐，因此检测结果为阳性，常见于大肠埃希氏菌引起的泌尿系统感染。尿液亚硝酸盐检测结果为阳性时，预示着尿液中的细菌数量在10万/ml以上。注意事项：1. 当尿液中缺少硝酸盐时，即使有细菌感染也会出现阴性结果；尿液在体内的留存时间太短会因为硝酸盐来不及还原而得到阴性结果。2. 留取标本的样杯必须清洁，并及时送检，以免存放时间过长使细菌生长而出现假阳性结果。3. 使用利尿剂后，尿中的亚硝酸盐含量降低，可能出现假阴性；硝基呋喃可降低反应的灵敏度；非那吡啶可引起假阳性；使用抗生素后，细菌被抑制可出现假阴性；尿液中含有大量维生素C时，也可能出现假阴性。4. 高比重尿可降低测试反应的灵敏度，尿中的亚硝酸盐离子小于1.0mg/l时，可能出现假阴性结果。九、白细胞(LEC)反应原理：利用中性粒细胞内酯酶催化水解试纸中的吲哚酚酯，产生游离酚，游离酚氧化偶合或与试纸中的重氮盐偶合而显色。临床意义：在各种尿路炎症情况下，尿液中都可能出现白细胞。白细胞的干化学检查可以和别的检查项目一起对尿液进行过筛检查。注意事项：1. 分析试纸只与粒细胞浆内的酯酶起作用，因此分析试纸只能测定粒细胞，不能测定淋巴细胞，在肾移植病人发生排异反应时，尿中以淋巴细胞为主时，会得到假阴性结果，应参考其他检测方法如显微镜检查，以做出正确的判断。另外，白细胞破裂后，酯酶释放到尿液中，干化学的检测结果还能是阳性，而镜检则为阴性。2. 尿液被甲醛污染，或含有高浓度胆红素，或使用某些药物时可出现假阳性；尿蛋白5g/L，或尿液中含有大剂量先锋IV；庆大霉素等药物时，可使结果偏低或出现假阴性。3. 尿液未混匀，尿分析仪的载物台上有污染物等情况都会使结果产生偏差。十、维生素C（VC)反应原理：利用VC的还原性，使氧化态的2,6-二氯酚靛酚变成还原态的2,6-二氯二对酚胺，使试纸颜色由粉红色变成无色，颜色变化的强弱与尿中VC的浓度相关。临床意义：1. 检测尿液中维生素的含量可以测试人体的营养状况，口服维生素C 500mg后，尿维生素C排泄量在1557mol（310mg）每4h内为正常；大于57mol（10mg）每4h为充裕；小于17mol（3mg）每4h为不足。2. 尿液维生素C降低，常见于维生素C摄入量不足或坏血病。3. 尿液维生素C长期增高可能与肾结石形成有关。4. 在尿液分析试纸中，VC试纸还可以判断尿液中的VC对其他试纸的影响程度。注意事项：1. 分析试纸只能测定还原性的维生素C，可能与其他检测方法的测试结果不同。2. 在pH4.0时，尿液中的酚和巯基化合物等内源性物质可干扰测试，使测试结果偏高；另外半胱氨酸、硫代硫酸钠也干扰测试，使测试结果偏高。3. 当尿液中含有氧化性物质时，可氧化维生素C，使测试结果偏低。4. 维生素C在碱性尿中极不稳定，容易分解，因此尿标本应及时检测。尿的干化学试带可检测的项目有蛋白质、葡萄糖、酮体、隐血、胆红素、尿胆原、亚硝酸盐、比重、PH值等。（1） 蛋白质（PRO）：PH指示剂蛋白误差原理。干化学试纸中含有溴酚蓝、枸橼酸缓冲系统及表面活性剂，其中溴酚蓝的PH阈为3.0-4.6，在PH3.2时会产生阴离子，与带阳离子的蛋白质结合后产生颜色反应，本试剂只适合于白蛋白的检测，球蛋白浓度高时呈弱阳性。（2） 隐血（BLD）：血红蛋白中含有血红素基团，具有过氧化物酶活性，可使试带中的过氧化物（如过氧化氢茴香素）放出新生氧，将邻联甲苯胺受体氧化成蓝色化合物。本试带不能区分血红蛋白和肌红蛋白，与血红蛋白起反应时呈均匀的绿-蓝色；与红细胞起反应时呈斑点状绿-蓝色。（3） 葡萄糖（GLU）：葡萄糖氧化酶法。试纸中含有葡萄糖氧化酶、过氧化物酶、缓冲剂及显色原。尿液中的葡萄糖在葡萄糖氧化酶的催化下，生成葡萄糖酸内酯和过氧化氢，后者在过氧化物酶的催化下使色素原（如邻联甲苯胺、碘化钾等）氧化而呈色。（4） 酮体（KET）：尿酮体包括乙酰乙酸、丙酮和-羟丁酸。含酮体的尿液中加亚硝基铁氰化钠后，与氨液接触时出现紫红色环。（5） 白细胞（LEU）：粒细胞中存在酯酶，能作用于试纸中的吲哚酚酯（特异性酯酶底物），使后者释放出吲哚酚，吲哚酚又与重氮盐发生反应形成紫色络合物，根据显色深浅换算白细胞数。本实验只能检测出粒细胞，而不能检测淋巴细胞。（6） 亚硝酸盐（NIT）：Griess实验原理。试纸中含有对氨基苯胂酸，被亚硝酸盐重氮化而成重氮盐，后者与1，2，3，4-四氢苯并喹啉-3酚偶联产生粉红色。当尿液中含有硝酸盐还原阳性菌（如大肠埃希氏菌）存在并繁殖时，呈阳性反应。而球菌、真菌或支原体感染时呈阴性反应。（7） 比重（SG）：试纸中含有高分子电解质甲乙烯酸/马来酸及指示剂麝香草酚蓝等，高分子电解质的COON基与尿中的电解质发生反应时释放出H+，后着使指示剂变色。（8） 胆红素（BIL）：重氮反应原理。试纸中含有2，4，2-三氯苯胺重氮盐，在强酸介质中葡萄糖醛酸胆红素与2，4，2-三氯苯胺重氮盐起偶联反应呈紫红色。（9） 尿胆原（UBG）：重氮反应原理。（10） PH值：试纸中含有指示剂，一般为两种酸碱指示剂如甲基红（PH为4.6-6.2）和溴香草酚蓝（PH为6.7-7.5）适当配合。变色范围一般为4.5-9.0，由橙红色蓝色。（11）抗坏血酸（VitC）：吲哚酚法。尿中含高浓度的抗坏血酸，可使试带的葡萄糖、隐血试验呈假阴性，因此有的干化学试带上含有抗坏血酸，以便对尿液分析结果作正确判断。尿干化学分析仪检测原理我们