Текст книги "Анализы. Полный медицинский справочник. Ключевые лабораторные исследования в одной книге"

Принцип метода

Определение натрия и калия в моче аналогично их определению в плазме крови с той разницей, что размах физиологических колебаний здесь больше, а различие между концентрациями Na и К не так велико, как в плазме, поэтому требования к точности меньше, следовательно, можно работать с общим калибровочным раствором.

Приготовление калибровочного раствора

Используют те же исходные калибровочные растворы, что и при анализе плазмы. Для приготовления основного калибровочного раствора в мерную колбу вместимостью 100 мл вносят 8 мл исходного калибровочного раствора хлорида натрия, содержащего 1000 ммоль/л, и 20 мл раствора хлорида калия, содержащего 100 ммоль/л, и доводят водой до метки 100 мл. Получается раствор, содержащий 80 ммоль/ л Na и 20 ммоль/ л К. Из него готовят разведения согласно таблице 23.

Таблица 23

Определение электролитов в моче

Ход исследования

Если в исследуемом материале имеется осадок, его тщательно перемешивают, 0,5 мл мочи вносят в мерную колбу вместимостью 50 мл и доводят до метки водой либо 1 мл вносят в колбу вместимостью 100 мл и доводят водой до метки. На пламенном фотометре сжигают сначала калибровочные растворы, затем исследуемые и снова повторяют калибровку.

Принцип метода

Эритроциты отделяют центрифугированием, гемолизируют водой и определяют содержание электролитов методом фотометрии пламени. В связи с тем что между эритроцитами всегда остается некоторое количество плазмы, большое значение имеет единообразие режимов центрифугирования; приведенный ниже режим рекомендован в качестве унифицированного.

Приготовление калибровочных растворов

В качестве исходных используют те же растворы, что и при определении натрия и калия в плазме.

1. Рабочий калибровочный раствор для определения калия в эритроцитах.

В мерную колбу вместимостью 100 мл вносят 3,84 мл исходного калибровочного раствора КСl, содержащего 100 ммоль/л, и доводят объем водой до 100 мл; получается основной калибровочный раствор с концентрацией 3,84 ммоль/л. Из него готовят разведения согласно таблице 24.

Таблица 24

Определение электролитов в эритроцитах

2. Рабочий калибровочный раствор для определения натрия в эритроцитах.

В мерную колбу вместимостью 1 л вносят 33 мл исходного калибровочного раствора КСl, содержащего 100 ммоль/л, и доводят до 1 л; получается фоновый раствор, содержащий 3,3 ммоль/л КСl. В колбу вместимостью 100 мл вносят 1 мл исходного калибровочного раствора NaCl, содержащего 1000 ммоль/л, и доводят до объема 100 мл фоновым раствором, содержащим 3,3 ммоль/л КСl; получается раствор, содержащий 10 ммоль/л NaCl и 3,3 ммоль/л КСl. Из полученных растворов готовят разведение согласно таблице 25.

Таблица 25

Определение натрия в эритроцитах

Ход исследования

Кровь для исследования берут с гепарином из Расчета 5 мг (650 ЕД) на 1 мл, центрифугируют в течение 15 мин при скорости 3000 об./мин, отсасывают плазму с верхним слоем эритроцитов и снова центрифугируют в течение 30 мин при скорости 3000 об./мин и удаляют верхний слой.

Из упакованного слоя эритроцитов берут пробу, которую разводят водой для определения калия в 260 раз, а для определения натрия – в 26 раз. Пробы сжигают одновременно с калибровочными растворами. Расчет проводят по калибровочному графику.

Кальций

Кальций – основной компонент костной ткани и зубов, участвует в свертывании крови, сокращении мышц, деятельности некоторых эндокринных желез. Всасывание и выведение кальция находятся под контролем гормонов (кальцитонина, паратиреоидного гормона) и активных метаболитов витамина D. 99% кальция находится в костях, где он вместе с фосфором образует кристаллы гидроксиапатита, составляющего минеральную основу скелета. Несмотря на то что лишь около 1% фиксированного кальция свободно обменивается с его растворенными фракциями, это существенно влияет на состояние костной ткани и ее механическую прочность.

Около 40% всего кальция плазмы крови связано с белком, еще примерно 5% образует комплексы с лимонной, фосфорной или угольной кислотой, остальной кальций находится в физиологически активном, ионизированном состоянии. Доля кальция, связанного с белками (так называемый неультрафильтруемый кальций), зависит от содержания протеина в плазме крови, поэтому четкой количественной связи между общим и ионизированным кальцием не существует, оба параметра имеют клиническое значение.

Во многих физиологических и патологических ситуациях представляет интерес именно содержание ионизированного кальция, но оно может быть определено лишь с помощью специальных кальциевых электродов, аналогичных электродам для определения рН.

Нормальная концентрация кальция в крови – 2,3–2,75 ммоль/л.

В крови кальций находится в трех формах:

1) около 0,9 ммоль/л связано с белками;

2) около 0,25 ммоль/л в комплексе с анионами (цитратом, лактатом, фосфатом, бикарбонатом);

3) 1,25 ммоль/л (около 50%) в свободной или ионизированной форме.

Наибольшей физиологической активностью обладает ионизированный кальций.

Одним из наиболее распространенных заболеваний, связанных с нарушением обмена кальция, является остеопороз. Это системное заболевание скелета, характеризующееся снижением массы костей и нарушениями в их строении, которые приводят к значительному увеличению хрупкости костей и возможности их переломов. У здоровых людей старше 20–25 лет с возрастом происходит уменьшение костной массы со скоростью 0,5–1% в год. У женщин в постменопаузе, а также у мужчин и женщин старческого возраста среднее уменьшение массы костей может составить 3–5% и более в год. Риск развития остеопороза повышают такие факторы, как дефицит эстрогенов (особенно в постменопаузе), недостаток кальция и витамина D в пище, алкоголь, курение, гиподинамия.

При первичном остеопорозе уровень кальция в крови остается, как правило, в норме. При вторичном остеопорозе, который возникает в результате нарушения кальциевого обмена под действием лекарственных веществ и глюкокортикоидов, при нарушениях всасывания кальция в кишечнике, выделения почками, концентрация кальция в крови снижена.

Увеличение концентрации кальция в крови наблюдается при гиперфункции или опухолях паращитовидных желез и повышенном образовании паратиреоидного гормона, а также при различных злокачественных опухолях с метастазами в кости и заболеваниях крови (миеломная болезнь, лимфома, лимфосаркома). Уменьшение продукции паратиреоидного гормона (по разным причинам) сопровождается снижением концентрации кальция в крови.

Предложено много химических методов определения кальция в сыворотке крови и в моче; они основаны главным образом на способности образовывать окрашенные соединения с комплексонами, т. е. веществами, образующими прочные комплексы с металлами. Здесь можно выделить 2 подгруппы – либо общее количество комплекса непосредственно определяется фотометрией, либо окрашенный комплекс используется лишь как индикатор конца титрования. Методы второй группы сейчас практически не находят применения.

Основными методами определения общего кальция являются:

1) метод Вилькинсона – титрование ЭДТА в присутствии мурексида;

2) калориметрический метод с использованием креозолфталеина;

3) калориметрический метод с использованием метил-тимолового голубого;

4) флуореметрический метод с использованием кальцеина;

5) пламенная эмиссия;

6) референсный метод (атомно-абсорбционная спектрофотометрия).

Посуда для выполнения анализа должна быть изготовлена из материала, который не содержит ионы кальция. Проба берется натощак, сыворотку быстро отделяют от сгустка.

Принцип метода

Крезолфталеинкомплексон образует с кальцием в щелочной среде комплекс красно-фиолетового цвета, интенсивность окраски пропорциональна концентрации кальция. В реакционную смесь добавляют 8-оксихинолин, который связывает металлы, мешающие определению, но образует с кальцием менее прочный комплекс, чем крезолфталеинкомплексон.

Необходимые реактивы

1. Боратный буфер: 200 г борной кислоты (Н₃ВО₃, ортоборная кислота) растворяют при нагревании в 300 мл воды, добавляют 580 мл 5 н КОН, объем доводят водой в мерной колбе до 1 л, при температуре ниже 56 °С из раствора могут выпадать кристаллы.

2. Глицин 2 моль/л: 7,5 г глицина растворяют в 40 мл воды, переносят в мерную колбу и доводят объем до 50 мл, для консервации добавляют 2 капли хлороформа, хранят в холодильнике.

3. 8-оксихинолин (оксин), 1%-ный раствор: 500 мг препарата растворяют в 50 мл абсолютного спирта.

4. Рабочий буферный раствор: к 300 мл воды добавляют 12,5 мл боратного буфера и 5 мл раствора глицина, перемешивают и устанавливают величину рН в пределах 10,5–10,6 с помощью 5 н КОН, добавляют 50 мл 1%-ного раствора оксихинолина, переносят в мерную колбу вместимостью 500 мл и доводят до метки водой, после чего снова проверяют рН.

5. Крезилфталеинкомплексон, 0,1%-ный раствор: 10 мг крезолфталеинкомплексона растворяют в 100 мл основного буферного раствора (при хранении в холодильнике реактив стоек не более 2–3 дней); калибровочный раствор. Основной калибровочный раствор, содержащий кальций в концентрации 25 ммоль/л, готовят, растворяя 250 мг кальция карбоната (СаСО₃) в 5 мл 1 н НСl. Раствор переносят в мерную колбу вместимостью 100 мл и доводят водой до метки. Для консервации добавляют 2 капли хлороформа. Одновременно готовят раствор соли магния 3 мг/мл, растворяя 2,5 г хлорида магния (MgCl₂ × 6Н₂О) в 100 мл воды. Из этих растворов готовят рабочие калибровочные растворы согласно таблице 26.

Таблица 26

Определение кальция по цветной реакции с крезолфталеинкомплексоном

Ход исследования

К 3 мл рабочего раствора крезолфталеинкомплексона добавляют 0,05 мл исследуемой сыворотки, перемешивают.

Через 5 мин фотометрируют в кювете с длиной оптического пути 0,5 см при длине волны 500–560 нм (зеленый светофильтр) против рабочего раствора крезолфталеинкомплексона. Одновременно обязательно ставят хотя бы одну калибровочную пробу. Расчет ведут по калибровочной кривой либо по правилу пропорций.

Некоторые сорта стекла могут выщелачиваться, отдавая в раствор соли кальция, поэтому лабораторную посуду, особенно пробирки, желательно предварительно прокипятить в соляной кислоте. Определение желательно проводить в сыворотке или в плазме, полученной из гепаринизированной крови, так как щавелевая, лимонная кислоты и другие антикоагулянты, связывающие кальций, могут помешать определению.

Принцип метода

Глиоксаль-бис-2-оксианил образует с кальцием в щелочной среде окрашенный комплекс красного цвета, интенсивность которого пропорциональна концентрации кальция.

Необходимые реактивы

1. Метиловый спирт (метанол), безводный.

2. Глиоксаль-бис-2-оксианил (ГБОА), 0,05%-ный раствор в метаноле, 50 мг препарата растворяют в 100 мл этанола (раствор нестойкий).

3. Боратный буфер рН 12,6 – растворяют в воде 10 г едкого натра (NaOH) и 10 г тетрагидробората натрия (Na₂B₄O₇ × 10Н₂О), объем доводят до 1 л в мерной колбе.

4. Ацетон.

5. Смесь метанола и ацетона 9 : 1 (по объему).

6. Калибровочные растворы. Основной калибровочный раствор, содержащий 25 ммоль/л Са, готовят растворяя 100 мг карбоната кальция (СаСО₃) в 5 мл 1 н НСl и доводя объем раствора до 100 мл водой в мерной колбе. Из этого раствора готовят рабочие калибровочные растворы с концентрацией 1,5–3,5 ммоль/л, отбирая 6–14 мл в мерную колбу вместимостью 100 мл и доводя объем водой до метки (приготовление аналогично методу, описанному в предыдущем методе, но без солей магния).

Ход исследования

К 1,5 мл боратного буферного раствора прибавляют 0,02 мл исследуемой сыворотки и через l,5 мин 0,5 мл 0,05%-ного раствора ГБОА в метаноле и еще через 1,5 мин 1 мл смеси метанола и ацетона. Фотометрируют точно через 5–10 мин после добавления 0,05%-ного раствора ГБОА при длине волны 540–550 нм в кювете с длиной оптического пути 1 см против холостой пробы, в которую вместо исследуемой сыворотки берут воду. Одновременно ставят также калибровочную пробу.
Расчет выполняют по калибровочному графику либо по правилам пропорции.

ГБОА в щелочной среде распадается с образованием анилина и глиоксаля, который затем окисляется в глиоксалевую кислоту, способную образовывать комплексы с кальцием. Даже в растворе абсолютного метанола на протяжении нескольких недель реактив разрушается. Накапливающаяся глиоксалевая кислота в значительно большей степени сказывается на экстинкции опытных, нежели калибровочных, проб. Поэтому измерение оптической плотности должно проводиться в совершенно определенное время, причем при длине волны 540–550 нм показания стабильнее, чем при длине 530 нм, при которой наблюдается максимум пика.

Принцип метода

Мурексид образует с кальцием в щелочной среде окрашенный комплекс, устойчивость которого повышается путем добавления в раствор глицерина.

Необходимые реактивы

1. Мурексидглицериновый реактив – 20 мг мурексида растворяют в 10 мл 4 н КОН, 1 мл этого раствора смешивают с 20 мл смеси из 10 мл воды и 10 мл глицерина.

2. Калибровочные растворы готовят так же, как и в предыдущем методе.

Ход исследования

В 0,3 мл воды вносят 0,1 мл исследуемой сыворотки, затем туда же добавляют 3 мл мурексидглицеринового реактива, перемешивают и через 5 мин фотометрируют в кювете с длиной оптического пути 1 см при длине волны 490 нм против холостой пробы, в которой вместо исследуемой сыворотки применяют воду. Одновременно ставят калибровочную пробу, в которую вместо сыворотки берут 0,1 мл калибровочного раствора.

Расчет производят по калибровочному графику.

Определение уровня ионизированного кальция

В современных газовых анализаторах имеется встроенный блок для определения концентрации ионизированного кальция.

Фосфор и фосфорсодержащие вещества

Фосфор находится в организме в форме неорганических фосфатов, в комплексе с липидами (липидный фосфор) и нуклеотидами (кислоторастворимый фосфор). Входит в состав скелета, фосфолипидов мембран, 2,3-дифосфоглицерата (вещества, определяющего способность гемоглобина присоединять кислород), участвует в процессах накопления и освобождения энергии в клетках (в составе АТФ, АДФ, АМФ), в ферментативных реакциях (в составе НАДФ). Поступает с пищей; всасывание в тонком кишечнике фосфора и кальция тесно связано и регулируется кальциферолом. Выведение с мочой зависит от функционального состояния почек.

Нормальная концентрация в крови: фосфор неорганический – 1–2 ммоль/л, фосфор липидный – 2,0–3,5 ммоль/л, в эритроцитах – 3–5 ммоль/л, фосфор кислоторастворимый (эритроциты) – 7–14 ммоль/л, в моче (неорганический фосфор) – 25,8–48,4 ммоль/сутки.

Определение концентрации фосфора в крови чаще всего назначается при нарушениях обмена кальция, так как наибольшее диагностическое значение имеет соотношение количества кальция и неорганического фосфора.

Увеличение концентрации отмечается при почечной недостаточности, передозировке витамина D, недостаточности паращитовидных желез, в некоторых случаях при миеломной болезни, нарушениях липидного обмена (липидный фосфор). Количество кислоторастворимого фосфора увеличивается при всех заболеваниях, сопровождающихся кислородной недостаточностью.

Снижение концентрации происходит при дефиците витамина D, первичном гиперпаратиреозе, диабетическом кетоацидозе, алиментарной недостаточности, респираторном алкалозе, болезни Крона, нарушениях всасывания в кишечнике, рахите, гиперфункции паращитовидных желез.

Унифицированный метод определения фосфора по восстановлению фосфорно-молибденовой гетерополикислоты

Принцип метода

Белки осаждают трихлоруксусной кислотой, в кислой среде фосфорная кислота образует с молибденовой кислотой фосфорно-молибденовую гетерополикислоту, которая восстанавливается эйконогеном с образованием ярко окрашенного молибденового синего.

Необходимые реактивы

1. Кислота трихлоруксусная, раствор 100 г/л (10%-ный).

2. Кислота серная 5 н.

3. Аммоний молибденовокислый, 5%-ный раствор готовят, растворяя 5 г (NH₄)₆Мо₇О₂ × 4Н₂О в 100 мл 5 н серной кислоты.

4. Натрий кислый сернистокислый NaHSO₃ (в такой форме соль существует только в растворе, это скорее коммерческое, нежели химическое название). При кристаллизации выпадает пиросернистокислый натрий (Na₂S₂O₅), который называют также метабисульфитом. Все 3 названия – бисульфит, пиросульфит и метабисульфит – синонимы. Препараты с этими названиями могут быть с равным успехом использованы для определения фосфора.

5. Натрий сернистокислый безводный, сульфид натрия Na₂SO₃.

6. Эйконоген, раствор. Растворяют полностью 6 г бисульфита натрия в 20–25 мл воды, вносят в этот раствор 0,1 г эйконогена (аминонафтолсульфоновой кислоты), который также должен полностью раствориться, на что уходит некоторое время.

7. Отдельно в небольшом объеме растворяют 1,2 г безводного сернокислого натрия, оба раствора смешивают, доводят объем до 50 мл, дают отстояться несколько часов и фильтруют.

8. Калибровочный раствор. Основной калибровочный раствор, содержащий 50 ммоль фосфора в 1 л, готовят, растворяя 702,2 мг высушенного до постоянной массы при температуре 120 °С однозамещенного фосфата калия КН₂РО₄ в 100 мл воды. Из него готовят рабочие калибровочные растворы, содержащие 1, 2 и 3 ммоль/л. Для этого 1, 2 или 3 мл основного раствора доводят водой до объема 50 мл.

Ход исследования

К 1 мл прибавляют 4 мл воды и 5 мл раствора трихлоруксусной кислоты, через 10 мин центрифугируют или фильтруют. К 5 мл безбелкового фильтрата добавляют 1 мл раствора молибденовокислого аммония, 0,2 мл раствора эйконогена и 1,8 мл воды. Через 20 мин фотометрируют при длине волны 630–690 нм в кюветах с длиной оптического пути 1 см против холостого опыта. Одновременно ставят холостой опыт, в который вместо исследуемой сыворотки добавляют воду, и калибровочные опыты, в которые вместо сыворотки берут рабочие калибровочные растворы.

Расчет проводят по калибровочному графику или правилу пропорций.

Чувствительность метода можно значительно повысить, если после добавления эйконогена пробы нагревать в течение 7 мин на кипящей водяной бане и фотометрировать при длине волны 830 нм. В этом случае вместо 5%-ного раствора молибденового аммония берут 0,5%-ный раствор в 0,5 н серной кислоте, остальные реактивы те же. Согласно унифицированному методу окончательный объем фотометрируемых проб составляет 8 мл. Если объем кюветы меньше, все дозировки можно пропорционально уменьшить.

Метод определения фосфора по образованию окрашенного комплекса малахитового зеленого с фосфорно-молибденовой кислотой

Принцип метода

Неорганический фосфор образует с молибденовой кислотой фосфорно-молибденовую гетерополикислоту, которая, реагируя с основным красителем – малахитовым зеленым, дает зеленовато-синее окрашивание.

Если фосфора нет, то малахитовый зеленый в кислой среде окрашен в желто-коричневый цвет. Белок не мешает проведению реакции, поэтому депротеинизацию не проводят, для обеспечения коллоидной устойчивости образовавшегося комплекса в раствор добавляется твин 20.

Необходимые реактивы

1. Малахитовый зеленый.

2. Аммоний молибденовокислый.

3. Цветной реактив – 1,5 г малахитового зеленого растворяют в 250 мл воды, одновременно растворяют 10,3 г молибденовокислого аммония в 250 мл 5 н НСl. Оба раствора смешивают, дают отстояться и фильтруют, за это время цвет реактива меняется.

4. Твин 20, 1,5%-ный раствор – 0,15 мл твина 20 разводят 10 мл воды.

5. Калибровочный раствор. Основной калибровочный раствор, содержащий 50 ммоль/л, готовят, растворяя 702,2 мг однозамещенного кислого фосфата калия КН₂РО₄, высушенного при температуре 120 °С до постоянной массы, в 1 л воды. Из него готовят калибровочный раствор, содержащий 20 мкмоль/л.

Ход исследования

0,02 мл сыворотки вносят в 1,5 мл воды, к раствору добавляют 2 мл цветного реактива и 1 каплю 1,5%-ного раствора твина. Через 10–15 мин фотометрируют при длине волны 600–650 нм против холостого опыта, который ставят так же, как и основной опыт, но без сыворотки.

Для построения калибровочного графика берут 0,5; 1 и 1,5 мл рабочего калибровочного раствора, т. е. 10, 20 и 30 нмоль фосфора, доводят объем до 1,5 мл, добавляют цветной реактив и раствор твина так же, как в основном опыте. Калибровочная проба, в которую взято 20 нмоль фосфора, по окраске соответствует опытной пробе, у которой взята сыворотка, содержащая фосфор в концентрации 1 ммоль/л. Калибровочные пробы, в которые взято 10 и 30 нмоль, соответствуют сывороткам, содержащим 0,5 и 1,5 ммоль фосфора в 1 л. По этим данным строится калибровочная кривая, которая и используется для Расчета.