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研究肾结石的生化分析通过使用红外光谱的肾结石患者。

一生库马尔*和Sanjita Das

药品技术不行,知识Park-II大诺伊达,印度北方邦

*通讯作者:
一生库马尔
药品技术
不行,知识Park-II大诺伊达
印度北方邦
手机:+ 91 9891712294

收到日期:07/09/2013;修订日期:19/09/2013;接受日期:02/10/2013

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文摘

尿石病可以被定义为临床条件下,晶体的形成聚集在尿道导致肾结石。肾结石的存在在人体内可以外部化以非常不同的方式,它可以产生任何症状,但可以与几个疼痛相关联的一个或一些以下症状:恶心或显微血尿,妨碍一个或两个肾脏和泌尿系统感染。在目前的研究中,肾石红外光谱分析在德里的人的协助识别肾石形成的可能原因,因此形成结石复发的预防。结果光谱确定石头草酸钙的成分,尿酸和磷酸镁铵六水合物。本研究对适当治疗的病人提供帮助,防止形成结石的复发。

关键字

肾石样品,肾脏疾病、红外光谱仪器、石头组成。

介绍

肾结石是固体块(从一粒沙子一样小到高尔夫球的大小一样大)组成的晶体,从尿液和建立独立的内部表面肾脏。肾结石造成尿中某些物质的沉淀。石头在某些情况下,可能无法通过输尿管,引起疼痛,并可能阻塞,阻塞尿流的肾脏(1,2]。严重的疼痛或疼痛一侧或两侧,极度的痛苦突然痉挛(肾或uteric绞痛),血腥,多云或臭尿,生病的感觉,小便经常冲动,或在排尿烧灼感,发烧和发冷等症状普遍观察到病人。超级饱和创建石头造成离子在溶液中相互结合成一个固相的成核(3,18,19]。草酸钙和离子可以东方自己另一个晶体的表面,如尿酸等异构核可能促进草酸钙结石。遗传性肾石和个人历史和地理条件也会影响地理条件也会影响形成结石(4,16,17]。

尿液分析,x射线图像,静脉注射程序和超声直到现在只用于诊断但现在最近推出了non-contrast螺旋电脑断层摄影术是一线临床实验的工具5,20.]。目前晶体检查是最精确和更便宜的方法来识别结核的性质(6]。噻嗪类利尿剂、别嘌呤醇等用于治疗,但是他们有自己的药理限制和长期使用的副作用7]。因此,手术是唯一的主要治疗尿石病(8]。自发的通道或手术治疗后,患者会复发结石的一个子集(9]。这些石头复发事件明显病态和可能导致严重的慢性肾脏疾病,因此预防是非常重要的治疗目标(10]。

傅里叶变换红外光谱学是另一个适当的分析技术,信息的构成肾结石可以迅速实现(11- - - - - -13]。此外,每个成分的相对量的量化是可能不使用任何溶剂(14,15]。因此,红外光谱已经肾结石应该是最合适的技术分析,因此形成结石复发的预防(21]。

材料和方法

样品的材料

小心样品制备是肾结石的关键问题分析。本研究的肾结石是从500例手术切除的。肾结石手术后都放在无菌纱布在空气干燥和蒸馏去离子水清洗去除胆汁和碎片。干燥后,肾结石是切成小块代表样本。四分之一的部分总肾结石大小接地用杵和臼直到得到均匀的粉末,然后存储在一个玻璃管,并保持在一个黑暗的内阁,直到分析。

标准

纯的草酸钙mono和二水物标准、钙磷酸氢铵尿酸盐,尿酸无水,胆固醇和钠尿酸盐铵从默克公司获得。最初,所有个人的傅立叶变换红外光谱标准。NICOLET 6700红外肾结石库包含1668传播傅立叶变换红外光谱在红外光谱软件的安装。然后每个光谱,结合标准(与不同比例的混合最常发现肾结石如草酸、尿酸和磷酸盐)和光谱匹配存储在库中。然而,还开发了自己的谱库来区分肾结石样本匹配百分比。

制备的颗粒

溴化钾的浓度样本应该在0.2%至1%的范围。颗粒比液膜厚很多,因此较低浓度样品是必需的。过高的浓度通常导致困难获得明显的颗粒。红外光束完全被吸收,或从结果的样品分散在非常嘈杂的光谱。粉末状溴化钾将吸收更多的湿度(吸湿)从空气中,因此导致一定范围内增加背景。因此红外光谱干年级溴化钾从烤箱灰浆。1 - 2%的结石样本混合粉又建立在细粉。两个不锈钢磁盘被干燥器。规则的一块纸板放置在一个磁盘上,剪洞充满了细碎的混合物。第二个不锈钢盘放在顶部和三明治是转移到液压机的雌蕊。 With a pumping movement, the hydraulic pump handle was moved downward. The pistil started to move upward until it reached the top of the pump chamber. Then, the pump handle was moved upwards and pumped until the pressure reached 20,000 prf. It was left as such for a few seconds and with the small lever on the left side, finally the pressure was released and the disks were removed and pulled apart. The film was removed which was homogenous and transparent in appearance. The pellet of homogenous calculi and potassium bromide were obtained. The pellets were placed in the transmission holder in front of the IR beam. The spectra were acquired in the middle IR range, i.e. 400 to 4000 cm−1

仪器

红外光谱被广泛使用的有机和无机化合物的识别。红外光谱经常被用于研究urolithialsis。这种技术是具体的、快速、通用的,因此可用于分析尿石。红外光谱提供了定性和半定量分析。根据化学成键条件和特定的结构,每个分子在红外区吸收光谱特征。原子的振动运动的债券(债券拉伸/收缩/债券摇)通过石头粉通过红外光谱测量样本,被压缩成一个几乎透明的薄片溴化钾的足够的数量。在红外光谱区域(4000 - 200厘米1),可以诱导的分子和晶体振荡带来的改变的偶极矩振荡系统。

化学物质

纯粹的草酸钙,溴化钾,纯尿酸化学药品和试剂均为分析纯。

样本

手术去除肾结石的样品

红外光谱谱测量

使用红外光谱谱分析尿结石的成分是为所有的五百个样本。的392个样本被发现是一水草酸钙和磷酸氢钙的混合物。重要的光谱特性的纯COM(一水草酸钙),它显示了五个乐队的分组之间3477 - 3047厘米1o - h键发出,这是由于对称和不对称。吸收在1620厘米1和1320厘米1可能是由于振动分别C = O和切断。885厘米的吸收带1将C - C拉伸模式。乐队在662年和781厘米1是由于飞机地弯曲和碳氢键弯曲模式分别和乐队在517厘米吗1出现由于O-C-O平面弯曲。离散的形成两个乐队在780和517厘米1对于COM和鳕鱼区分开来是很重要的。磷酸基通常有一个吸收范围1000 - 1100厘米1

24的石头样品被发现是草酸钙的结合脱水(COD),磷酸氢钙和磷酸镁铵六水合物。3000 cm - 1的宽带是由于地组的存在。吸光度为1670和1348 cm1显示了C = O和切断伸展振动的存在。宽带3000厘米1可能是由于二水合物形式的草酸钙。的方法区分碳酸羟基磷灰石和磷灰石和磷酸钙光谱,红外光谱是早期的研究中提到。表示,在碳酸盐岩含磷酸离子可能替代磷酸盐和哦离子。碳酸盐乐队在850年、1414年和1457厘米1特征对这种磷酸盐和给只有一个轻微的区别从磷灰石的可能性。有可能为纯磷酸氢钙石头,但在这项研究中,发现磷酸钙与磷酸镁铵混合物六水合物和草酸钙,磷酸hydroxyphosphate之间的分化和碳酸盐是不可能的,从今以后只提到一般磷酸盐。磷酸镁铵六水合物通常用石头造成的感染与磷酸盐在不同混合比例。

鸟粪石的特征红外光谱,可以简单地认为即使在混合石头通过强大的乐队在1010厘米的位置1警察丁集团,这是由于吸收和其他的乐队在2370年,1476年,1435年,872年、761年和572厘米1。乐队在1476厘米1和1435厘米1由于振动NH吗4组。当srtuvite与磷灰石,后者的存在可以推导出吸收600厘米1和乐队的转变为1010厘米1向更高的频率。

结果和讨论

9月1日至2013年1月31日期间,500年肾石头样本收到了SRL的红外光谱的分析诊断有限公司,392年(78.4%)来自男性patients81(16.2%)的女性患者和27(5.4%)形成儿童患者表5.1。肾脏结石38(8.6%)来自患者年龄段0-20年,117年(23.4%),年龄21 - 30年,119名(23.8%)的石头收到患者年龄段31-40年中,有70个(17%)病人每周年,31(6%)的石器时代集团51-60年和18(3.6%)的年龄60岁以上表5.2表5.3说明了矿物中发现在这项研究中使用的42个肾石与红外光谱分析。纯一水草酸钙是最常见的主要成分中发现的390个样本(78%),与碳酸磷灰石组成在53个样品(10.6%)。草酸钙脱水是43样品的成分(8.6%)是尿酸。酸铵尿酸盐(尿酸盐铵)被发现只有8样本(1.4%)组成。磷酸氢钙(钙磷石脱水)以及胱氨酸在场5样品每个(0.2%)。一水草酸钙和尿酸出现作为一个组合在43个样本(8.6%)与一水草酸钙、尿酸盐铵和碳酸磷灰石发现在20个样品(4.2%)。一水草酸钙,草酸钙脱水结合碳酸磷灰石只有在53个样品(10.6%)。胱氨酸和碳酸盐结合磷灰石也只发现在1例(0.2%)。

pharmaceutical-analysis-Characteristic-group

表1:特征集团目前是红外光谱波段观测到的不同类型的肾脏结石。

pharmaceutical-analysis-Distribution-renal

表2:肾结石的分布根据不同性别(n = 500)。

pharmaceutical-analysis-renal-stones

表3:肾石头按年龄分配组(n = 500)。

pharmaceutical-analysis-specific-mineral

表4:普遍存在的患者样本中的特定矿物组合(n = 500)。

讨论

肾脏结石的发病率在过去的几十年里一直在增加。一般高达5%的人口是影响肾脏结石,肾结石的终生风险估计8 - 10%。全球肾结石发病率也增加青少年人口,每年以4%的发病率增加组12 - 17岁的孩子。肾石头被发现在男性比女性更常见,与患肾石的风险在美国12%的男性和6%的女性。这证实了在南澳大利亚的一项研究发现,70%的肾的石头都是男性。肾结石的发生率在南非似乎类似于其他西方国家。

肾石发展的年龄各不相同,但大多数患者出现肾石头都在20至49岁之间。在美国的一项研究中男性发病率增加20岁以后,似乎未来年之间的峰值。女性,另一方面,会增加发病率在20年代末之后,发病率下降发生的年龄50年。在我们的研究中我们发现大多数的石头(44%)在31-60岁患者,这是类似于其他年龄组发现研究。大部分的石头(20%)被发现41-60岁之间的男性。发病率在男性组51-60岁达到峰值,然后下降。女性,另一方面在年龄组发病率最高每周年比男性略小。只有16%的女性肾石头被发现60岁,而3%以上的石头在男性年龄超过60年。

根据文献,大部分肾石(78%)包含钙结合草酸或磷酸,而4.2%的肾石含有尿酸。侵染诱导肾石碳酸由磷酸镁铵和磷酸中发现大约有10.6%的患者肾石。发展的几个风险因素已确定肾脏结石,包括水的硬度、阳光和热量,动物蛋白的饮食消费,增加身体的大小。男性发病率的增加可能是由于食物的摄入动物蛋白增加,而内源性雌激素和雌激素治疗绝经后妇女据报道降低石复发的风险减少尿钙和草酸钙的饱和度。最常见的代谢紊乱导致钙质石头是尿。在我们的研究中,392个样本含钙结合草酸或磷酸盐成分之一。

所有的肾脏结石分析包含超过1组成。一水草酸钙结合尿酸在43个(8.6%)被发现样本,同时在53个(10.6%)样品发现结合尿酸盐铵和碳酸磷灰石。钙肾结石的最常见的原因是高钙尿。后者发生在5 - 10%的人口,因此,钙以某种形式通常是存在于大多数肾结石。不同组合的其他矿物质在晶体的堆积(肾石),根据肾石形成的原因。

红外光谱分析方法方法是一个重要的过程,验证该分析方法用于肾石分析是适合其用途,并确保准确的结果报告。准确的结果是重要的适当的管理与肾结石患者,因此在这些患者反复出现肾结石的预防。过程中患者样本和纯化学物质被反复分析,所有运行的结果相比,这是一个指示精度的方法。准确度和精密度都是至关重要的分析方法,以确保正确的结果。

结论

草酸钙磷酸和碳酸盐石头在德里和相邻地区的患者。分析风险因素在德里的人建议20到40年年龄段在肾结石形成的风险很高。男性(78%)比女性更容易患上肾结石的形成(16.2%)。人每天多喝水少肾结石病人。更少的水消费的一个危险因素。食物会增加肾结石形成像花生,土豆,茶和花生油极其消耗在德里。这些可能导致肾结石的形成。成分测定红外光谱技术启发的石头,石头从德里地区的病人在大部分草酸钙(78%)。发现相对较低的比例(4.2%)的患者尿酸结石。总之,肾石更有可能发生在30至60岁之间最可能的组件是钙,结合草酸或磷酸。 The incidence in men is much higher than in women.

承认

作者衷心感谢Sanjita Das博士渲染他的建议并帮助他们完成本研究论文的每一步成功。

引用

全球技术峰会