尿液中纳米微晶的团聚促进泌尿系结石的形成

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1、Vol_31高等学校化学学报No．52010年5月CHEMICALJOURNALOFCHINESEUNIVERSITIES885～891尿液中纳米微晶的团聚促进泌尿系结石的形成柳一鸣，何节玉，邝荔，王凤新，谢瑜珊，欧阳健明(1．湖南理工学院化学化工学院，岳阳414000；2．暨南大学生物矿化与结石病防治研究所，广州510632)摘要采用纳米粒度仪和透射电子显微镜(TEM)比较研究了尿石症患者与健康对照者尿液中纳米微晶的尺寸、粒度分布、聚集状态、自相关函数和电位随放置时间的变化．患者尿样放置3h后，其尿微晶平均粒径(

2、D)由506tim增至958nm，粒度分布范围变宽，自相关时间由1．84s延长到3．93S，电位由一1．34mV降低至一3．89mV；而健康对照者尿微晶的D仅由330am增加至416nm，自相关时间由1．44S延长至2．10S，电位由一8．35mV降低至一8．90mV．此结果表明，尿石症患者和健康对照者尿液中的纳米微晶不但在尺寸、粒度分布、聚集、自相关函数和电位等方面存在明显的差异，而且患者尿微晶的稳定性比对照者的差；随着时间的延长，患者尿液中的纳米微晶会逐渐团聚，而对照者尿微晶的团聚要轻微得多．从两类尿液中尿大分

3、子和小分子抑制剂的浓度、尿微晶表面形成双电层的稳定性等方面进行了分析，结果表明，尿微晶的聚集是泌尿系结石生长的关键因素．关键词纳米微晶；尿石症；团聚中图分类号0614．2文献标识码A文章编号0251-0790(2010)05-0885-07尿结石的形成与尿液中存在的微晶密切相关J．尿微晶总是先于尿石的形成，但尿微晶转变成尿结石的病理过程至今仍不甚清楚J．体外模拟研究结果表明，尿液过饱和导致了难溶盐的成核(纳米级，一般小于10nm)，然后形成的晶核生长或聚集成病理尺寸的微晶(微米级，几十微米)，当这些微晶滞留在尿道(

4、自由粒子理论)或被尿道组织所固定l(固定粒子理论)时，尿微晶将逐渐长大并最终形成尿石(毫米级，一般为几毫米至几厘米)．迄今，对尿液中晶体的研究多局限于微米级晶体J，而大多数微米级尿微晶容易受食物代谢的影响_8J，并且尿微米晶体与尿液中组织碎片和凋亡细胞的尺寸都属于同一个数量级J，因而，尿微晶检测在临床上的应用受到限制．对尿液中纳米微晶及其变化规律的研究将有助于探讨尿结石的形成机制．前文u-“报道了有关尿纳米微晶的研究，实验发现尿石症患者尿纳米微晶的平均粒径比健康对照者的大，其粒度分布范围比对照者的宽，患者尿样中纳米

5、微晶的聚集程度高，而健康对照者的尿纳米微晶形貌圆钝，分散性好，数量也比患者的多．本文通过纳米粒度仪和TEM比较研究了11位尿石患者和10位健康对照者尿液中纳米微晶的粒径、粒度分布、聚集状态、自相关函数和电位等随放置时间的变化，并从胶体化学的角度阐述了尿液中微晶聚集可能是尿石生长的关键因素．1实验部分1．1试剂与仪器所用试剂均为分析纯，玻璃器皿均用二次蒸馏水洗净．ZetasizerNano—ZS型纳米粒度仪(英国Malvern公司)；PhilipsTecnai．10型透射电子显微镜(荷兰Philips公司)，加速电压

6、100kV；KQ3200DE型超声仪(江苏昆山超声仪器有限公司)．1．2尿样收集和处理随机收集暨南大学第一附属医院碎石中心11例尿石患者和10例无结石病史健康对照者的空腹晨收稿日期：2009-08—19．基金项目：国家自然科学基金(批准号：30672103)和广东省科技攻关项目(批准号：2009B030801236)资助．联系人简介：欧阳健明，男，博士，教授，博士生导师，主要从事生物矿化研究．Email：toyjm@jnu．edu．cn886高等学校化学学报尿．为避免尿液中组织碎片和尿蛋白大分子等大粒径颗粒对尿纳米

7、微晶检测的影响，取健康对照者与尿石患者尿样各30mL，然后加入20mL乙醇去除蛋白质，搅拌3rain，静置0．5h，再加10mL二次蒸馏水稀释，轻微搅拌，用1．2m有机膜过滤，过滤后的尿微晶粒径小于1000am．1．3尿微晶检测用100IxL微型注射器将过滤后的尿液50L滴于铜网表面，在干燥器中干燥2d后用TEM检测．为了研究尿液放置时间对尿纳米微晶粒径及其分布的影响，先将尿样超声3min以破坏尿微晶可能存在的团聚，然后立即用纳米粒度仪检测尿微晶的粒径和电位(检测条件：温度25cC，分散剂为水，石英样品池)，并将超

8、声后立即检测的时间(t)记为0h，每隔1h检测一次，共连续检测4次(t=0，1，2，3h)．然后将此尿样再次超声，重复上述过程再连续检测4次(t=0，1，2，3h)．2结果与讨论2．1放置时间对尿微晶粒径及其分布的影响图1示出了具有代表性的尿石症患者尿样分别经两次超声后尿微晶粒径随放置时间的变化情况．可见，患者尿样第一次超声后(t=0)，尿微晶1200F_—