植物多糖的化学结构与尿液中的结石抑制剂葡胺聚糖相似, 有可能用于预防和治疗肾结石。 天然多糖由于分子量和分子体积过大, 导致其应用受到限制。 研究了四种分子量分别为49.6, 16.2, 8.2和3.8 kDa的降解龙须菜多糖GLP1, GLP2, GLP3和GLP4对草酸钙(CaOx)晶体生长的调控作用。 1H NMR, 13C NMR和气相色谱-质谱(GC-MS)谱分析表明四种GLPs由β-D-半乳糖和6-O-硫酸基-3,6-α-L-吡喃半乳糖组成。 X射线衍射(XRD)检测表明, 在各GLPs存在下, 诱导了二水草酸钙(COD)晶体形成, COD的衍射峰出现在晶面间距d=0.617, 0.441, 0.277和0.224 nm处; 而没有多糖存在时只生成一水草酸钙(COM)晶体, COM的衍射峰出现在d=0.593, 0.364, 0.296和0.235 nm。 由于COD比COM更容易排出体外, COD的形成有利于降低结石形成的风险。 傅里叶变换红外光谱(FTIR)检测表明, 随着GLP分子量减小或GLP浓度增加, 草酸根中羧基的不对称伸缩振动νas(COO-)和对称对称伸缩振动νs(COO-)都发生了不同程度的蓝移, 其中νas(COO-)从1 618 cm-1增加到1 642 cm-1, νs(COO-)从1 318 cm-1增加到1 328 cm-1, 即GLP4诱导的全部是COD晶体。 扫描电子显微镜(SEM)检测表明, 随着GLP分子量减小, 不但晶体中COD的比例增加, 而且晶体的分散程度增大, 晶体更加圆钝。 随着GLP分子量减小或GLP浓度增加, 其诱导生成的CaOx晶体表面电荷越负, Zeta电位绝对值越大, 这有利于抑制晶体的聚集。 电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP)检测表明, 四种GLPs均可以增加溶液中可溶性Ca2+的浓度, 同时减少CaOx沉淀的生成量。 在浓度为1.0 g·L-1多糖存在时, 上清液中可溶性Ca2+的摩尔浓度分别为: GLP4 (37.88 μmol·L-1)>GLP3 (19.70 μmol·L-1)>GLP2 (16.05 μmol·L-1)>GLP1 (10.55 μmol·L-1)。 结果表明, 四种GLPs均可以抑制COM生长, 诱导COD生成, 降低晶体的聚集程度, 增加晶体表面的Zeta电位绝对值和溶液中可溶性Ca2+浓度, 减少CaOx晶体的生成量, 且GLPs的调控活性与其分子量呈负相关。 这些结果提示GLPs特别是分子量最小的GLP4有可能是防治CaOx结石的潜在药物。

人体尿液中存在大量具有生物表面活性的物质, 而这些物质与尿液中不同形貌的草酸钙微晶间的吸附关系并未得到人们广泛关注。 挑选了常用的阴离子表面活性剂磺基琥珀酸钠二辛酯(AOT)作为吸附物质, 研究了不同形貌的二水草酸钙(COD)晶体对AOT的吸附差异, 探究草酸钙结石的形成机理。 采用X射线粉末衍射仪(XRD)和傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)表征, 并通过谱图差异分析了吸附AOT前后棒状、 圆钝形、 花状、 十字形和双锥形COD晶体的组分变化; 采用Zeta电位分析仪测定吸附AOT后晶体表面的Zeta电位随AOT浓度的变化; 采用比色法通过紫外可见分光光度计测定不同浓度AOT存在下晶体的吸附量变化并绘制吸附曲线。 随着AOT浓度的增加, COD的吸附量逐渐上升, 最后达到吸附饱和状态, 各吸附曲线均呈S型。 不同形貌COD对AOT的最大吸附量大小顺序为: 棒状COD (41.0 mg·g-1)>圆钝形COD (37.5 mg·g-1)>花状COD (35.0 mg·g-1)>十字形COD (27.2 mg·g-1)>双锥形COD (20.9 mg·g-1)。 COD晶体的比表面积越大, 表面提供的活性位点也越多, 越有利于表面活性剂AOT在晶体表面的吸附; 富含Ca2+的(100)晶面更利于阴离子的AOT的优先吸附; 此外COD晶体的内能越大, 越会抑制AOT在COD表面的吸附, 导致吸附量降低。 吸附了AOT的COD晶体稳定性显著增加, COD向COM转变的速度明显降低。 基于AOT在不同形貌的COD晶体表面的吸附特点, 提出了COD晶体吸附AOT的分子模型。 COD晶体对AOT的吸附与晶体形貌密切相关。 容易吸附AOT的COD晶体形貌更容易粘附在带负电荷受损伤的细胞表面, 加大草酸钙结石形成的风险。

采用高分辨率透射电子显微镜、选区电子衍射、能谱分析和X射线衍射对草酸钙(CaOx)结石患者尿液中纳米晶体的组分进行了准确分析.这些技术检测到一水草酸钙(COM)、尿酸(UA)和磷酸钙(CaP)的存在,能谱分析检测到大量C,O,Ca和少量N和P等元素,表明尿纳米晶体的主要组分是COM,并含有少量的尿酸和磷酸盐.电子显微镜观察到CaOx结石患者尿纳米晶体的粒径主要分布在几十纳米,其结果与Scherer公式计算相符.采用不同孔径的微孔滤膜(0.45,1.2和3 μm)将尿液过滤后,得到的尿微晶衍射峰的数量随着滤膜孔径的增加而增加,表明尿微晶的种类增加.CaOx尿石的形成过程涉及尿液晶体的成核、生长、团聚和与细胞的粘附等过程.尿液中大量纳米COM晶体的存在是草酸钙结石形成的重要原因.纳米UA,CaP晶体能够作为晶巢促进草酸钙结石的形成.

采用热释光谱仪(TLD)、 X射线衍射仪(XRD)和红外光谱仪(FTIR)研究了四类不同类型肾结石的化学组分, 它们分别是: 草酸钙、 尿酸、 磷酸钙和磷酸铵镁结石。 实验结果表明, 在所研究的305例尿石中, 草酸钙为主要组分的占63%, 尿酸22%, 磷酸钙8%, 磷酸铵镁5%, 其他组分2%。 四类肾结石的热释光谱存在显著差异, 可为临床上诊断肾结石的类型提供启示。

采用X射线衍射(XRD)、 傅里叶变换红外光谱(FTIR)、 纳米粒度仪和透射电子显微镜(TEM)研究了6例草酸钙结石患者在服药前后尿微晶性质的变化。 结果表明, 服药后尿pH值由服药前的5.87±0.51增加至6.23±0.74； 服药前的主要成分为尿酸、 一水草酸钙(COM)和磷酸氢盐, 服药后尿微晶种类和数量均比服药前减少； 服药前, 尿微晶的平均粒径为(579±326) nm, 服药后减小至(404±338) nm； 服药前尿微晶的Zeta电位为(-4.28±2.55) mV, 服药后为(-7.29±4.16) mV, Zeta电位变负有利于防止尿微晶沉积； 服药前尿微晶棱角尖锐, 有明显的团聚现象, 而服药后尿微晶形貌圆钝, 团聚较少。 采用现代仪器分析研究服药前后草酸钙结石患者尿液微晶的性质变化, 对临床上预防和治疗尿结石具有重要的临床意义。

采用X射线衍射(XRD)、 傅里叶变换红外光谱(FTIR)、 纳米粒度仪、 扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)研究了磷酸铵镁结石患者尿液中微晶的组分、 形貌、 粒径和Zeta电位, 并对其结石进行了组分分析。 结果表明, 结石类型、 尿微晶组分和尿液pH三者之间存在密切的联系: 磷酸铵镁结石病人的尿液pH值较高, 通常在6.5以上; 尿微晶的主要组分是含不同结晶水(如一水和六水)的磷酸铵镁晶体; 磷酸铵镁晶体主要为花瓣形、 十字花形, 微晶的粒度分布不均匀, 分布范围宽, 并且发生明显聚集。 磷酸铵镁结石患者的Zeta电位负值［平均值(-9.83±0.66) mV］与健康对照者的［平均值(-10.74±0.25) mV］没有明显差异。 此研究有助于预测尿石症的发生, 并为预测尿石的类型提供启示。

采用X射线衍射(XRD)、 傅里叶变换红外(FTIR)光谱、 纳米粒度仪、 扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)研究了10例尿酸结石患者尿微晶的组分、 Zeta电位、 形貌及其与尿酸结石形成的关系。 结果表明, 尿酸结石患者的尿pH值较低, 大都在4.8～5.7之间； 尿微晶的主要成分为尿酸, 其粒度分布很不均匀, 从几纳米到几十微米不等, 并有聚集现象。 相比健康对照者尿纳米微晶的Zeta电位(－10.1 mV), 尿酸结石患者的Zeta电位负值更小(－6.02 mV)。 对这些患者进行药物治疗(服用柠檬酸钾)后, 尿pH可上升到6.5左右, 此时尿液中的大部分尿酸转变为溶解度显著增加的尿酸盐, 因此, 尿酸结石形成的危险性显著降低。 本文结果表明, 尿石组分、 尿微晶组分及尿pH三者之间存在密切的联系。

尿液中存在的微晶与尿石症的形成密切相关。 采用X射线粉末衍射(XRD)、 傅里叶变换红外光谱(FTIR)、 纳米粒度仪、 扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)研究了20位草酸钙结石患者尿液中纳米级和微米级晶体的组分、 形貌和Zeta电位, 并与结石组分进行了比较。 结果表明, 草酸钙结石中常常含有少量共生的尿酸、 磷酸钙和磷酸铵镁； 而草酸钙结石患者的尿微晶组分主要为尿酸、 磷酸盐和草酸钙等, 晶体棱角尖锐, 尺寸不一, 从几十纳米到几十微米不等, 并且有明显的团聚现象。 20位草酸钙结石患者的尿纳米晶体的Zeta电位平均值为-5.92 mV, 明显高于20位健康对照者尿纳米晶体的Zeta电位(平均值-12.9 mV)； 相比之下, 结石患者尿液pH值(平均值为6.03)则与健康对照者(平均值5.92)没有明显差异。 利用现代仪器分析方法分析尿液微晶与尿石组分的关系, 可为临床上对症下药, 制定预防与治疗措施提供重要的依据。

采用X射线衍射(XRD)和傅里叶变换红外光谱(FTIR)研究了尿液pH变化与尿液中纳米微晶组分的关系。不但尿pH差异大的不同人尿液中微晶组分存在差异,而且同一人的尿pH发生变化时,其尿微晶亦发生变化。尿pH值较低(如pH＜5.8)时,主要为尿酸、酸式磷酸盐和草酸钙等;尿pH值较高(如pH＞6.2)时,主要为尿酸盐、磷酸盐、磷酸铵镁和草酸钙等。联合运用XRD和FTIR两种方法,可以更好地检测尿液中晶体组分,有助于了解尿石症的成因。

泌尿系结石已经成为威胁人类健康的一种常见病、多发病,目前对其形成的机制尚不清楚。文章采用激光散射法测定了正常人尿液和尿石症患者尿液中纳米粒子的粒径和粒径分布,该方法快速准确、经济、容易操作。正常人尿液比尿石症患者尿液的稳定性好,归因于正常人尿液中纳米微晶尺寸分布均匀,不容易聚集,而尿石症患者尿液的纳米微晶尺寸分布不均匀,粒子间容易聚集而沉降。通过分析尿样稀释、离心或者用微孔滤膜过滤后体系的光强-自相关函数曲线,得到了制备稳定的尿样悬浮液的方法:尿样先稀释20%,然后离心或用1.2 μm微孔滤膜过滤,可得到稳定的尿液悬浮液。激光散射法结果与TEM检测结果一致。从尿液中存在的范德华力、尿液粘度、酸碱性、离子强度、尿液中纳米微晶的表面电荷和Zeta电位等方面解释了尿液稳定的原因。