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。

本研究旨在探索被动吸烟对小鼠肾草酸钙结石模型形成的影响。将55只小鼠随机分为正常对照组(A组) 、模型组1(B组)、模型组2(C组)、模型3组(D组)。A组正常对照组予以单纯生理盐水灌胃; B组诱石+被动吸烟组予以诱石剂灌胃(含0.75%乙二醇、0.75%氯化铵), 同时将小鼠放入吸烟染毒箱建立被动吸烟模型; C组单纯诱石灌胃组予以单纯诱石剂灌胃; D组单纯被动吸烟组予以等量生理盐水灌胃的同时将小鼠放入吸烟染毒箱建立被动吸烟模型。实验期间观察小鼠的进食进水情况、活动情况、生命体征及个体体毛等变化。分别于造模 7、14、21、28 d收集尿液进行尿草酸和尿钙含量的测定; 于造模结束后采集小鼠血清比较血肌酐浓度; 剖取肾脏称量并计算肾脏系数。造模3 d后, B、C两组小鼠出现爬行困难, 部分灌胃后出现深大呼吸, 活动减弱, 食欲减退, 体毛无光泽, B组小鼠较 C组小鼠表现更明显: 造模 7 d 后, B、C组开始出现不同数量的动物死亡, 且 B组死亡率明显高于 C组; 造模21天后, D组小鼠也开始出现死亡, 但A组小鼠实验中均未观察到死亡。不同时间点比较, B、C组小鼠尿草酸、尿钙、血肌酐浓度均高于 正常对照A组和单纯被动吸烟D组(P<0.05), 同时发现, B组(诱石灌胃+被动吸烟)尿草酸、尿钙浓度均明显高于 C组(诱石灌胃)(P<0.05)。与A组和D组比较, 模型组B、C组小鼠肾脏系数均明显增加, 差异具有统计学意义 (P<0.05)。结果表明, 被动吸烟可促进小鼠草酸钙型肾结石的形成。

中药的质量控制和评价在现代化医学发展中起着至关重要的作用。 为了客观和高精度的鉴别中药材特性, 实现对中药材质量稳定性的控制, 利用XRF, PXRD和FTIR对广藿香的主要组分及微结构进行测定, 建立了基于XRF, PXRD和FTIR鉴别中药材主要组分及产地特征的新方法。 实验结果表明, 广藿香中含有K, Ca, Cl, Si和P等多种元素, 独有的元素特征谱是广藿香形成药效好的道地药材的部分物质基础。 广藿香含有大量的晶态物质及少量非晶态物质, 且Ca在其中以CaC2O4·H2O状态存在, 被检样品中该晶体物质含量的多少与相关锐峰的强弱成正比。 对FTIR谱峰进行了归属与分析, 提供了醇类、 黄酮及草酸钙等物质的化学组分信息。 该法联用XRF, PXRD和FTIR技术从元素、 原子和分子微观层面客观地表征了广藿香主要组分及微结构的相关信息, 避免了单独使用某种方法的片面性, 能避免因复杂的前处理导致样品固有组分的改变, 具有快速、 简洁、 再现性好及易于接受等优点, 为广藿香及其他中药材的质量控制和品质评价提供一种新方法。

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.

共用X射线荧光(XRF)和X射线衍射(PXRD)技术从整体上对河北道地药材——祁山药和市售山药的元素种类、 含量及主要组分的微结构进行测定并对比分析。 结果表明, 祁山药比市售山药多Mg, Zn, Cr元素, 少Cu, Al, Mn元素, 且两组山药的元素含量也有所不同; 两组山药中均含有淀粉, 但市售山药为C+V型淀粉结构, 祁山药为B型结构,同时都含少量的一水草酸钙。 这两种技术共用适于对山药的元素和微结构分析及产地的表征与鉴别。

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。

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。

采用红外光谱法(FTIR)、二阶导数红外光谱法和二维相关光谱分析技术(Two-Dimensional Correlation Spectroscopy) 对江西和安徽大血藤药材、水提物、蒽醌类提取物和残渣进行了快速无损比对分析研究,从中发现两产地大血藤药材的谱图中均出现1400-1620cm-1和1000-1200cm-1两个强峰带,说明药材含有大量的药效成分蒽醌类和糖类物质;蒽醌提取物的谱图中也有上述2个谱带,但1400-1620cm-1谱带明显强于1000-1200cm-1谱峰,说明该提取工艺适宜提取蒽醌类物质;而水提物中2个谱峰带则是后者明显强于前者,证实该提取工艺适宜提取糖类物质;另外通过红外谱图和二阶导数红外谱图的对比发现在药材残渣中含有大量的草酸钙晶体。 证明红外光谱技术不仅能对原药材及提取物的药效基团进行分析和指认,还能区分不同产地药材的提取物含量的高低,成功地建立了大血藤及其不同提取物药效成分比对分析的新方法。