用于分析肾结石的傅里叶变换红外光谱

肾结石的成分是了解结石形成病因的重要窗口，表明结石形成的环境。鉴定结石的结晶成分不仅对确定病因至关重要，而且对治疗复发性结石疾病也至关重要[1，2，3，4]。约95%的肾结石是结晶性的，只有5%的结石由有机成分（基质或蛋白质）贡献[5]。石头成分可以从不同的单晶到许多不同晶体的复合混合物不同。肾结石的流行病学正在不断发展。性别差距已经缩小，饮食、肥胖和环境因素也与此有关。需要了解流行病学，以了解可改变的病因学因素在多大程度上导致结石形成，并采取措施预防复发。

有许多结石分析方法可供选择，包括干湿化学斑点试验、X射线粉末衍射、傅里叶变换红外（FT-IR）光谱和拉曼光谱[6，7，8]。FT-IR光谱于1955年首次推出。由于其特异性和速度，它很快成为结石分析的首选参考方法。然而，干湿化学斑点试验仍广泛用于临床实验室的结石分析，并为混合型结石中各种成分的存在提供了粗略的线索。然而，这些检查无法识别罕见的化学成分，如嘌呤或药物诱导的结石[9]。欧洲泌尿外科协会的尿石症指南推荐使用红外光谱或X射线衍射进行肾结石分析，并认为湿化学检查已经过时[10]。目前的研究旨在将点化学方法与FT-IR光谱法进行比较，以确定从全国各地送到我们的转诊实验室进行分析的肾结石类型的频率。

将肾结石分析的化学方法的结果与傅里叶变换红外（FT-IR）光谱的结果进行比较。

肾结石分析的目的包括结石成分的定性鉴别和半定量测定，以帮助规划未来结石的预防。在本研究中，通过化学点试验和FT-IR技术检查了449个肾结石，并将结果进行比较，以半定量测定结石成分。在分析的宝石中，有 17.4% 的宝石记录了两种方法之间缺乏一致性。造成这种分歧的主要原因是化学点试验只能识别单个离子和自由基的发生，无法区分草酸钙结石类型，即COM和COD与尿酸结石。化学点试验还错误地将各种其他晶体类型（碳酸盐磷灰石、六水磷酸铵镁、尿酸和胱氨酸）误认为钙和草酸离子。事实上，在鉴定混合宝石中痕量存在的元素方面发现了化学分析未识别的显著差异。

化学方法仍然在临床实验室中用于结石分析，因为它不涉及昂贵的专业设备，因此简单易用。然而，这些化学测试只能粗略地说明混合类型石头中不同元素的出现。化学方法的缺点是对结果解释的主观性，可能会遗漏稀有和未识别的材料，并且需要至少 10 至 15 毫克的材料，这在加工小宝石时会产生问题。对于许多结石类型和混合物，湿化学方法只能指示单个离子和自由基的存在，而不是特定的化合物。此外，使用这些方法，无法区分草酸钙晶体和尿酸亚型。在许多能力验证项目中，化学分析在识别某些成分时的错误率超过90%[9]。这些化学方法应仅用作具有挑战性或困难的石谱的FT-IR方法的替代方法。

与文献中记录的发现类似，我们研究中的FT-IR显示出良好的灵敏度，可以精确识别构成结石的元素[11，12，13]。此外，在 FT-IR 分析的 5 颗宝石中，有 22 颗的核心成分与宝石表面不同。临床上，了解结石表面和中心或核心的成分是相关的，因为这些信息可以提示结石的形成原因。使用ATR技术的FT-IR被发现是一种有用的方法。它速度很快，使用了一小部分样本，并且通常可以肯定肾结石中发现的大多数成分。COM晶体与COD晶体的区分可以通过FT-IR技术实现，但不能通过化学分析。在过去十年中，FT-IR光谱通过引入ATR组件得到了增强。以前，分析需要在透明溴化钾（KBr）颗粒中进行样品处理，其吸光度在FT-IR的帮助下被记录下来。在当前的 FT-IR 仪器中，将 ATR 晶体压在未处理的石标上，使量化光束与标本的不间断相互作用，并将衰减的辐射反射到 FT-IR 光谱仪。这一技术进步提高了基于FT-IR的测量的灵敏度。

目前的研究存在一些局限性。首先，并非所有结石都通过化学分析进行石芯或病灶分析。其次，没有评估FT-IR和化学方法的精度，我们的结果可能存在采样误差偏差。

这项横断面研究还提供了关于发展中国家尿石症模式的重要信息。本研究的性别分布与以往的国际和本地数据相当，显示男性患尿石症的比例（男女比例，4.6：1）[14，15，16，17，18]。这项研究中的大多数结石都是混合品种，COM和尿酸含量更高（表3).巴基斯坦气候炎热干旱，导致尿量和酸性尿pH值低的趋势，从而促进尿酸沉淀。这似乎导致此类石头的负担更高。Rizvi等人报道了巴基斯坦人蛋白质和钙含量低、富含草酸盐的食物摄入量增加和液体摄入量低的饮食[19]。不幸的是，我们仍然缺乏关于巴基斯坦肾结石的完整和彻底的流行病学研究。该领域的进一步研究对于更好地识别危险因素和更好地预防复发至关重要。

结论

这项研究的结果表明，肾结石的FT-IR分析可以克服与化学分析相关的许多限制。FT-IR提供了对石晶类型至关重要的分析，应取代临床实验室中的化学分析。傅立叶变换红外光谱适用于较小的结石样品。重要的是要了解，在使用FT-IR技术时，如果要获得有用的结果，则必须单独分析石材的所有可能层。FT-IR在肾结石分析中的主要优点是分析速度快，可以鉴定各种结石晶体。然而，FT-IR技术的知识和专门从事此类分析的专业人员的经验至关重要。

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