Анализ почечных камней

Türk C., Knoll T. et al. Мочекаменная болезнь

Введение

Мочекаменной болезнью страдает 6-10% населения Земли, и в некоторых регионах этот показатель продолжает расти. Это один из самых болезненных недугов, поражающих человека. Лечение заключается в удалении камней и предотвращении их повторного образования. По химическому составу камней можно установить причину их образования и подобрать оптимальный способ лечения. Камни обычно имеют слоистую структуру, и очень важно знать состав каждого из слоев. В почечных камнях обнаружено 85 различных соединений, однако, большинство из них встречаются редко. В более чем 90 % случаев основными компонентами камней являются оксалаты и фосфаты кальция, фосфат магния-аммония, мочевая кислота и цистин. Анализ состава почечных камней химическими методами недостаточно надежен, отнимает много времени и требует сравнительно большого количества исследуемого образца. Инструментальные методы анализа (ИК-спектроскопия, рентгеноструктурный анализ, спектроскопия в УФ и видимой областях) позволяют получить лучшие результаты. Наиболее широко для качественного и количественного анализа состава почечных камней применяется метод ИК-спектроскопии. Метод позволяет определять как органические, так и неорганические соединения, а также различные кристаллические фазы одного соединения. В отличие от рентгеноструктурного анализа, возможна идентификация не только кристаллических, но и аморфных фаз. Более того, метод ИК-спектроскопии является простым, недорогим, быстрым и требует малых количеств образца для анализа. Компания Bruker предлагает два различных подхода к анализу химического состава камней, которые основаны на использовании ИК-Фурье спектрометра ALPHA и следующих библиотек спектров:

• библиотека BLG-1, содержит спектры диффузного отражения около 500 смесей, аналогичных по составу почечным камням;
• библиотека BLG-2, содержит спектры пропускания примерно 5000 настоящих почечных камней.

Обе библиотеки могут использоваться в комбинации с модулями диффузного отражения и пропускания спектрометра ALPHA. Наилучшие результаты получаются при применении того же метода, который был использован при составлении библиотеки. Для облегчения работы оператора в программное обеспечение OPUS входит специальная программа- помощник Wizard. С ее помощью даже неопытный пользователь может быстро провести анализ образца почечных камней.

Современные приборы

Компактный ИК-Фурье спектрометр ALPHA – это доступная по цене система, надёжная и простая в использовании. Спектрометр ALPHA позволяет получать надежные и воспроизводимые данные. Система Performance-Guard обеспечивает непрерывную on-line диагностику и отображение текущего статуса прибора. Автоматическая валидация (OQ/PQ) обеспечивает постоянную работу спектрометра в соответствии со спецификацией. Механизм QuickSnap позволяет менять модули за несколько секунд без использования каких- либо инструментов. Вновь установленные модули (например, пропускания, диффузного отражения, нарушенного полного внутреннего отражения) незамедлительно распознаются спектрометром, после автоматического тестирования прибора загружается подходящий набор параметров измерения. Для облегчения работы оператора была разработана специальная программа-помощник Wizard, которая помогает осуществить все стадии сбора и анализа данных. С ее помощью даже неопытный пользователь может быстро провести анализ образца. На рисунке 2 представлен вид окна программы OPUS после того, как были проведены два измерения. Помощник, расположенный слева, предлагает заново зарегистрировать спектр фона или продолжить регистрацию спектров образцов.

Процедура измерения Анализ камней методом ИК-Фурье спектроскопии очень прост. Камень необходимо измельчить, 1-3 мг полученного порошка смешать с 100-300 мг бромида калия. Полученную смесь можно непосредственно использовать для анализа методом диффузного отражения, либо спрессовать в таблетку для анализа методом пропускания.

• Сначала регистрируется спектр фона (без образца)

• Затем образец помещается в отделение для образца
• Регистрируется спектр образца

После измерения на панели Помощника появляются следующие иконки:

Для оценки полученных данных можно использовать функцию «Поиск в библиотеке». Распечатать спектры можно нажатием на «Печать отчета». Для анализа другого образца нажмите «Новый образец». Результат поиска представляет собой список возможных компонентов с указанием степени корреляции (максимальное значение - 1000). Каждый пункт в списке содержит информацию о химическом составе соответствующего типа почечного камня, кроме того, дается предположение о массовом соотношении трех основных компонентов. Пример результата поиска в библиотеке приведен на рисунке 3, спектр образца показан вместе с максимально похожим спектром из библиотеки. Вы также можете просмотреть любой спектр из списка, кроме того, в верхней части окна поиска приведена дополнительная информация.

Заключение

Компактный ИК-Фурье спектрометр ALPHA, специальное программное обеспечение и обширные библиотеки спектров являются составными частями надежной и простой в работе системы анализа почечных камней. Поиск по библиотекам завершается идентификацией основных компонентов и определением их массового соотношения. Благодаря простоте работы с программой, проводить анализ с использованием ИК- Фурье спектрометра ALPHA могут даже начинающие пользователи.