尿液分析技術及相關儀器

第九章尿液檢驗相關儀器

醫(yī)學檢驗學院臨床檢驗儀器教研室張軼發(fā)展簡史1850年，巴黎化學家莫米納基于干化學的原理，發(fā)明了一種測定尿葡萄糖的試驗。1850年，巴黎化學家莫米納(Mauraene)基于干化學的原理，發(fā)明了一種測定尿葡萄糖的試驗。他使用氯化錫浸泡過的美麗奴羊毛的纖維作為試劑帶。當一滴尿液加入到纖維上，將纖維加熱，如果尿液中有葡萄糖存在，則纖維變黑。這種方法雖然簡單，但試驗結果不太滿意。1880年，英國著名的物理學家威廉·帕維(WilliamPavy)花費60年的時間研究糖尿病的發(fā)展，提出用干粉試劑來測定尿葡萄糖的藥丸“Paye’spellets”；后來他又基于酸沉淀的原理完善了測定尿蛋白的藥片。

發(fā)展簡史發(fā)展簡史★

1911年，美國辛辛那提大學的17歲大學生斯坦利提出了一種穩(wěn)定、實用、方便的檢測尿糖的堿性硫酸銅溶液，后來被人們稱為班氏溶液(Benedictssolution),直到20世紀30年代，尿液分析才成為臨床實驗室的一種常規(guī)操作。

20世紀40年代，出現(xiàn)了尿液干化學試劑帶,干化學試帶法測定尿中蛋白質(zhì)和糖?！?956年美國的Lilly和Ames公司（現(xiàn)Bayer公司）分別生產(chǎn)基于葡萄糖氧化酶原理的Testape和Clinistix尿糖試紙。60年代，世界上許多公司也開始研制生產(chǎn)尿液干化學試劑帶，如德國寶靈曼公司于1964年推出COMBUR-TEST試劑帶。70年代，隨著自動化程度不斷的提高，半自動尿液分析儀的問世，替代了肉眼觀察的結果，減少了人為誤差，提高了檢測的敏感度和特異性。發(fā)展簡史到了80年代中期，由于計算機技術的高度發(fā)展和廣泛使用，尿液分析儀由半自動發(fā)展到全自動。我國尿干化學試帶的研制開始于60年代，1985年廣西桂林醫(yī)療電子儀器廠從日本引進了當時先進的MA-4210型尿液自動分析儀和專用試劑帶的生產(chǎn)技術和設備，以后幾年，經(jīng)過我國專家的努力，于1990年達到了全部國產(chǎn)化。發(fā)展簡史尿液分析概述：尿液分析是臨床診斷泌尿系統(tǒng)疾病的重要指標之一，包括理化檢查和尿沉渣檢查兩大部分。理化檢查可觀察尿液物理性狀和化學成分的變化。尿沉渣檢查其有形成分如紅細胞、白細胞、上皮細胞、管型、精子及析出的結晶。概述尿液分析儀器概述：尿液分析儀包括尿液化學分析儀和尿沉渣分析儀。尿液化學分析儀主要是對尿液中化學成分進行分析，后來又不斷增加了比重、白細胞、VitC測定，使之達十一項。又由于包括了理學的檢驗部分（顏色、氣味、比重、尿滲透濃度），故通常也稱之為尿液分析儀，但他不包括尿沉渣分析儀。概述目錄基本內(nèi)容尿液分析儀的分類尿液分析儀的工作原理尿液分析儀的基本結構與功能

一、尿液分析儀的分類工作方式（1）濕式尿液分析儀——分立式生化分析儀方式（2）干式尿液分析儀——基于試紙帶（條）干化學方式自動化程度（1）半自動——人工加樣和清洗，發(fā)簡單報告（2）全自動——自動加樣和清洗、閱碼器等第一節(jié)尿液分析儀CLINITEK200型(美國)Uritest-200型Uritest-100型CLINITEK200型(美國)Uritest-500測試項目

一、尿液分析儀的分類8項尿液分析儀代表儀器：日本或國產(chǎn)的MA－4210型9項尿液分析儀代表儀器：德國產(chǎn)的RL－9型10項尿液分析儀代表儀器：德國的MIDITRON型或美國的CLINITEK20011項尿液分析儀代表儀器：美國的CLINITEK500型

一、尿液分析儀的分類8項尿液分析檢測項目：尿蛋白(PRO)、尿葡萄糖(GLU)、尿酮體(KET)、尿pH、尿膽紅素(BIL)、尿膽原(URO)、尿紅細胞(RBC)、亞硝酸鹽(NIT)。9項尿液分析檢測項目：8項＋尿白細胞(WBC)10項尿液分析檢測項目：9項＋尿比重(SG)。11項尿液分析檢測項目：10項＋維生素C(Vitc)曼特諾優(yōu)利特尿液分析儀的工作原理主要有以下三個方面：尿液分析儀的試劑帶原理尿液分析儀測量原理尿液分析儀計算原理

二、尿液分析儀工作原理尿液分析儀的試紙帶單項試紙帶以濾紙載體，將各種試劑浸漬后干燥，作為試劑層，再在其表面覆蓋一層纖維素膜作為反射層。把這樣一條上面附有試劑塊的塑料條叫做試劑帶多聯(lián)試劑帶是多種檢測項目的試劑塊，按一定間隔、順序固定在同一條帶上的試帶。使用多聯(lián)試劑帶，浸入一次尿液可同時測定多個項目。

二、尿液分析儀工作原理尿液分析儀的試紙帶試紙帶的結構

吸水層塑料基質(zhì)載體絨制層保護膜第一層尼龍膜起保護作用，防止大分子物質(zhì)對反應的污染；第二層絨制層，包括碘酸鹽層和試劑層，碘酸鹽層可破壞Vitc等干擾物質(zhì)，試劑層含試劑成分與尿液所測定物質(zhì)發(fā)生化學反應產(chǎn)生顏色化。

第三層是固有試劑的吸水層，可使尿液均勻，快速地浸入，并能抑制尿液流到相鄰反應區(qū)

第四選取尿液不浸潤的塑料片作為支持體。

多聯(lián)試劑帶結構圖

二、尿液分析儀工作原理不同型號的尿液分析儀使用配套的專用試帶，且測試項目和試劑塊的順序也不相同。試劑帶反應原理多聯(lián)試劑帶是將多種項目的試劑塊集成在一個試劑帶，浸入一次尿液可同時測定多個項目。各試劑塊吸收尿液后，與尿液中相應的化學成分進行化學反應及酶反應，使尿多聯(lián)試帶上各種含特殊試劑的膜塊發(fā)生顏色變化。試劑塊顏色根據(jù)尿液中各成分的含量而變化。

二、尿液分析儀測試原理pH值測定：采用pH指示劑原理，反映尿液中pH值。尿亞硝酸鹽測定：利用細菌能將尿中硝酸鹽還原成亞硝酸鹽。尿葡萄糖測定：葡萄糖氧化酶法；和過氧化氫酶

尿酮體測定：乙酰乙酸與亞硝基鐵氰化鈉反應測酮體。尿蛋白測定：利用pH指示劑蛋白質(zhì)誤差原理。尿紅細胞測定：游離血紅蛋白、溶解紅細胞或肌紅蛋白中的血紅素有過氧化物酶的作用，催化過氧化物釋放出新生氧，使指示劑或色原氧化顯色。試紙帶的反應原理

二、尿液分析儀工作原理葡萄糖氧化酶葡萄糖＋H2O+O2————葡萄糖酸+H2O22H2O2+4－氨基安替比林＋酚—————紅色

過氧化物酶隱血實驗原理：利用Hb中亞鐵血紅素有類似過氧化物酶的作用，在供氫體（如無色的鄰聯(lián)甲苯胺）的存在下，使過氧化物還原成為水，而無色的鄰聯(lián)甲苯胺被氧化成為有色的產(chǎn)物。AH2-H2O2

過氧化物酶A2-H2O2（有色）（無色）尿白細胞測定：利用中性粒細胞的酯酶水解吲哚酚，吲哚酚進一步氧化成靛藍的原理，或與重氮色素反應。尿膽紅素測定：酸性條件下，重氮鹽作用于膽紅素的中央，使其斷開并與重氮鹽偶合形成2分子的偶氮膽紅素，從而產(chǎn)生顏色變化。尿膽原測定：一種是尿膽原在酸性條件下與對-二甲氨基苯甲醛發(fā)生醛化反應(即尿膽原與醛縮合生成紅色的縮醛化合物，既常見的歐氏試劑)。另一種是重氮鹽法，即尿膽原在酸性條件下，與重氮鹽偶聯(lián)生成紫紅色的偶氮化合物。

二、尿液分析儀工作原理中性粒細胞的酯酶吲哚酚+有機酸吲哚酚脂＋H2O吲哚酚氧化形成紫色縮合物靛藍靛藍重氮鹽尿維生素C測定：尿液VC試紙的反應原理是利用VC的還原性，使氧化態(tài)的2,6-二氯酚靛酚變成還原態(tài)的2,6-二氯二對酚胺。使試紙顏色由粉紅色變成無色

二、尿液分析儀工作原理干化學尿液試帶測試原理項目英文縮寫反應原理1.pHpHpH指示劑2.比重d(SG)多聚電解質(zhì)離子解離法3.亞硝酸鹽NIT亞硝酸鹽還原法4.蛋白質(zhì)PROpH指示劑的蛋白質(zhì)誤差法5.葡萄糖GLU葡萄糖氧化酶法6.酮體KEF亞硝酸鐵氰化鈉法7.紅細胞BLD血紅蛋白類過氧化酶法8.白細胞WBC酯酶法9.膽紅素BIL偶氮反應法10.尿膽原URO醛反應、重氮反應法11.VitCVSC指示劑還原法

二、尿液分析儀工作原理試紙帶的專一性與傳統(tǒng)檢測的不同之處①蛋白模塊只對清蛋白敏感，對球蛋白不敏感，對本周蛋白不反應。②葡萄糖模塊只對葡萄糖反應，對乳糖、半乳糖、果糖及蔗糖不反應。③酮體模塊對乙酰乙酸最敏感，丙酮次之，對β-羥丁酸不反應。④隱血模塊不但對完整和破損的紅細胞均有反應，而且對游離Hb也反應。⑤白細胞模塊只對中性粒細胞反應而對淋巴細胞無反應。白細胞特異性脂酶測定原理：尿WBC干化學法是檢查尿內(nèi)WBC中粒細胞內(nèi)含有的特異性脂酶。這種酶可作用于試紙膜塊中的吲哚酚脂，并發(fā)生重氮鹽反應形成紫色縮合物，其顏色深淺與細胞的多少呈正比例關系。對淋巴細胞、單核細胞不起反應。

二、尿液分析儀工作原理試紙帶的應用空白塊作用

——消除尿液本身的顏色及試劑塊分布的狀態(tài)不均勻等產(chǎn)生的誤差，他不隨各化學成分或被測成分的改變發(fā)生顏色變化，但他隨尿液本身顏色的變化而變化。固定塊作用——為了消除在測試過程中因每次測定試劑塊的位置不同產(chǎn)生的測試誤差。

二、尿液分析儀工作原理檢測原理試劑帶浸入尿液后，除空白塊外，其余的試劑塊因都和尿液發(fā)生化學反應，而產(chǎn)生了顏色變化。顏色的深淺與光的吸收和反射程度有關，顏色越深——某成分濃度越↑——吸收光量值↑——反射光量值↓——反射率↓。即顏色深淺與光的反射率成反比關系，而顏色的深淺又與尿液中各化學成分的含量成正比關系。所以通過測得光的反射率即可求得尿液中各種成分濃度，再通機內(nèi)CPU存儲運算，得出各種成分的含量。

二、尿液分析儀工作原理檢測過程

試帶浸尿液→試帶模塊呈色→驅(qū)光部對試帶掃描→尿化學成分越高→試墊顏色越深→吸收光越多→反射光越少→光經(jīng)積分球均化→經(jīng)濾光片→成單色光→經(jīng)光電轉(zhuǎn)變→再經(jīng)I/V轉(zhuǎn)換→V信號經(jīng)CPU處理→打印出結果。

光源入射光反射光濾光片

二、尿液分析儀工作原理光電管雙波長測定法：球面積分儀上有三個光電管和特定波長濾光片:測定波長——它是被測試劑塊的某化學成分顯色后的敏感特征波長（m）；參比波長——是被測試劑塊不敏感的波長(s)，用于消除背景光和其他雜散光參考波長。550nm（綠色）測：亞硝酸鹽、酮體、膽紅素、尿膽原620nm（紅色）測：pH、葡萄糖、蛋白質(zhì)、維生素C、潛血720nm（深紅色）測：各試劑塊選用的參考波長特點：雙波長測定抵消了尿液本身顏色引起的誤差，提高了測量精度。

二、尿液分析儀工作原理

試紙塊的顏色的深淺與被測成分和尿液本身顏色有關；空白塊的顏色變化與被測成分無關但與尿液本身顏色有關。R試紙Tm（試紙塊對測量波長的反射強度）Ts(試紙塊對參考波長的反射強度）×100%R空白Cm（空白塊對測量波長的反射強度）Cs(空白塊對參考波長的反射強度）×100%

二、尿液分析儀工作原理計算原理

R——反射率Tm——試紙塊對測定波長反射強度Ts——試紙塊對參考波長反射強度Cm——空白塊對測定波長反射強度Cs——空白塊對參考波長反射強度總的反射率RRR試紙×100%TmCsR空白TsCm

二、尿液分析儀工作原理尿干化學臨床分析結果的應用將常用的干化學項目分為四組：

泌尿系系統(tǒng)炎癥

：亞硝酸鹽、白細胞：葡萄糖、酮體糖尿病或酮癥酸中毒

腎病型四聯(lián)試帶：pH、尿蛋白、尿隱血、尿比密

肝臟病型二聯(lián)試帶：膽紅素、尿膽原

酸堿比重亞硝酸基礎檢查辯感染三大物質(zhì)都出現(xiàn)糖尿病腎病很危險紅白細胞尿二膽血尿炎癥與黃疸維c藥物影響多真假陽性細分辨（糖、蛋白、脂肪）（尿膽原、尿膽紅素）

三、尿液分析儀的結構與功能儀器的結構由機械系統(tǒng)光學系統(tǒng)電路系統(tǒng)光電系統(tǒng)結構光電管球面積分儀濾光片光源機械系統(tǒng)將待測的試帶傳送到預定的檢測位置，檢測后將試帶傳送到廢物盒中。光學系統(tǒng)包括光源、單色處理、光電轉(zhuǎn)換三部分。光線照射到反應物表面產(chǎn)生反射光，光電轉(zhuǎn)換器件將不同強度的反射光轉(zhuǎn)換為電信號進行處理。尿液分析儀的光學系統(tǒng)通常有3種：發(fā)光二極管(LED)系統(tǒng)、濾光片分光系統(tǒng)和電荷耦合器件(CCD)。電路系統(tǒng)CPU處理，計算結果、輸出、打印。

三、尿液分析儀的結構與功能1.校正儀器①按儀器制造商規(guī)定的要求，調(diào)整儀器使其處于