读书笔记【尿液】:尿常规分析(第6章)化学检查(一)比重与酸碱度

前面学习了尿常规的物理学检查内容【读书笔记【尿液】：尿常规分析（第5章）物理学检查】，而尿常规报告单中另一重要部分是化学检查。

一、试剂条（REAGENT STRIPS）

商业试剂条通常用于尿液的化学分析。试剂条能够快速筛查尿液样本的pH值、蛋白质、葡萄糖、酮体、血液、胆红素、尿胆原、亚硝酸盐和白细胞酯酶。此外，根据所用试剂条的品牌，还可以通过试剂条测定比重和抗坏血酸（维生素C）。大多数商业试剂条提供单个或多个测试组合，这为测试选择和成本控制提供了灵活性。

试剂条是一种惰性塑料条，上面粘合了浸渍试剂的测试垫（pads）（图6.1）。当试剂条被尿液润湿后，化学反应发生。每个反应都会导致颜色变化，可以通过视觉或机械方式评估。通过将观察到的颜色变化与试剂条提供的比色卡进行比较。

制造商为每个反应提供定性结果。制造商通常在比色卡及试剂条容器上提供报告格式。

根据测试的不同，结果报告方式为：

（1）以浓度（毫克/分升）表示；

（2）以少量、中等或大量表示；

（3）使用加号系统（1+、2+、3+、4+）；

（4）以阳性、阴性或正常表示。

比重和pH值是例外，这些结果以其各自的单位估算。制造商使用的报告术语并不统一。例如，Multistix试纸条将低于100毫克/分升的葡萄糖值报告为阴性，而Chemstrip试纸条将这些葡萄糖结果报告为正常。产品之间的这些细微不一致可能会造成混淆。因此，实验室人员必须了解报告格式、涉及的化学原理，以及其实验室所用试剂条上每个测试的特异性和敏感性。

注：根据《WS/T 229—2024 尿液理学、化学和有形成分检验》等相关标准，尿液常规检验的报告方式有明确的规定，旨在确保结果的准确性和临床解读的清晰性。工作中可以参照！

试剂条有单测试片或多测试片组合，这些组合从2到10个测试不等，使医务人员能够选择性地筛查尿液样本中仅他们感兴趣的成分。

由于抗坏血酸（维生素C）等还原剂可能对多种试剂条的结果产生不利影响，因此检测或消除这些及其他潜在干扰因素至关重要。必须了解干扰物的存在情况，以便在可能时采用替代测试方法，或适当调整待报告的结果。

试纸条的使用与储存

试剂条，有时也称为试纸（dipsticks），是尖端技术的代表。在20世纪50年代首个用于检测葡萄糖的干化学试纸问世之前，所有尿液化学检测均需在试管中单独进行。试剂条显著地（1）缩短了检测所需时间，（2）降低了成本，（3）提高了检测的灵敏度与特异性，以及（4）减少了检测所需的尿液量。

为确保试剂条的完整性，其正确储存至关重要。每个制造商都会提供一份全面的产品说明书，详细说明其试剂条的化学原理、试剂、储存、使用、灵敏度、特异性以及局限性。所有试剂条都必须避免受潮、接触化学品、受热和光照。任何显示有变质、污染或储存不当迹象的试剂条都应丢弃。紧密的盖子以及产品容器内的干燥剂或吸湿剂有助于防止测试垫因湿气而变质。挥发性化学品、酸和碱的蒸气会对测试片产生不利影响，应予以避免。所有试剂条容器都能保护试剂条免受紫外线和阳光的伤害；然而，容器本身也必须得到保护，以防止容器标签上比色卡褪色。试剂条应储存在原始容器中，温度低于30°C（86°F）；在标签上标明的有效期之前，它们都是稳定的。为确保测试结果准确，所有试剂条——无论是新开封的容器还是已开封数月的容器——都必须定期使用适当的对照材料进行测试。

质量控制

试剂条的质量控制测试不仅确保试剂条功能正常，还能确认使用它们的实验室技术人员的可接受性能和技术水平。必须使用每个反应的两个不同水平（例如阴性和阳性）的多组分对照品来检查试剂条的反应性。新容器或新批号的试剂条必须“按照实验室定义的频率进行检查，该频率与工作量相关，遵循制造商的建议，并符合任何适用的法规”。

商业或实验室自制的材料可作为可接受的阴性对照。同样，阳性对照品可以商业购买或由实验室制备。由于制备能测试试剂条每个参数的多组分对照材料需要时间和细心，大多数实验室会购买对照材料。测试对照材料时，可接受的测试性能由每个实验室自行定义。无论使用何种对照材料，都必须注意确保分析物值在每个参数的关键检测水平范围内。例如，1 g/dL的蛋白质浓度不适合作为对照材料，因为它远超过期望的关键检测水平（10至15 mg/dL）。

对化学和显微镜检查以及实验室技术人员的额外质量检查包括：从日常工作量中分装一份混合均匀的尿液样本，并由不同的实验室（实验室间）或每班次的技术人员（实验室内）进行分析。实验室间重复测试检查整个尿液分析过程，并在进行手动尿液分析时检测无害的变化，例如离心速度和离心机制动使用的差异。实验室内重复测试也可用于评估实验室技术人员的技术能力。

二、片剂与化学测试（TABLET AND CHEMICAL TESTS）

使用与储存

商用片剂测试（如Ictotest、Clinitest、Acetest [均来自西门子医疗诊断公司]）必须根据制造商提供的说明书进行使用和储存。这些产品易受光照、热量和湿气影响而变质。因此，每次使用前应进行目视检查，若出现以下任何变化则需丢弃：片剂变色、明显污染或变质、储存不当或超过有效期。请注意，反应片剂开封后因反复接触空气中的湿气，其稳定性可能降低。为确保片剂完整性，必须采用适当的质量控制程序。

化学测试，如磺基水杨酸（SSA）沉淀测试、Hoesch测试和Watson-Schwartz测试，需要使用适当制备和验证的试剂。配制新试剂时，应与当前“使用中”的试剂进行平行测试，以确保性能一致。化学测试还必须根据实验室的质量控制程序进行检查，以保证测试结果的可靠性和可重复性。

质量控制测试

与试剂条一样，尿液分析实验室中进行的片剂或化学测试必须运行质量控制材料，以确保试剂和测试所用技术的完整性。一些用于试剂条的商业对照品也可用于检查Clinitest、Ictotest和Acetest片剂的完整性。此外，可使用冻干化学对照品或实验室自制的对照材料。例如，适当浓度（约30至100 mg/dL）的化学白蛋白标准品可作为SSA蛋白沉淀测试性能的满意对照。

必须根据实验室政策规定的频率分析阳性和阴性质量控制材料。新片剂和试剂应在投入使用前进行检查，之后定期检查。

注：这部分内容介绍的方法国内少有应用，应该是历史上或特定场景下使用的尿液检测方法。

三、化学检测技术（CHEMICAL TESTING TECHNIQUE）

试剂条

尽管试剂条易于使用，但正确的操作技术对于确保结果准确至关重要。BOX6.1总结了一种合适的手动试剂条检测技术。必须遵循试剂条和片剂测试随附的制造商说明，以获得准确结果。请注意，不同制造商的说明各不相同，且未在正确时间读取反应结果可能导致报告错误结果。例如，Multistix试剂条上的反应必须在指定的特定时间读取，时间从30秒到2分钟不等。相比之下，Chemstrip品牌试剂条上的所有反应均已稳定，可在2分钟时读取。

BOX 6.1 正确的试剂条手动测试技术

环境条件： 良好的照明，最好为荧光灯；避免阳光直射

尿液样本： 处于室温

技术步骤：

1. 使用未离心的尿液，充分混匀样本。
2. 将试剂条短暂浸入尿液中，确保所有反应垫湿润，并启动计时器。
3. 将试剂条边缘沿容器口刮过或在吸水纸上轻拭，以去除多余尿液。
4. 在适当的时间点，参照容器上的比色卡读取每个反应垫的结果。
5. 将试剂条丢弃至生物危害废物中。

使用新鲜、充分混合、未经离心的样本进行检测。若样本保持在室温下，必须在采集后2小时内进行检测，以避免未保存尿液可能发生的变化导致错误结果。若尿液样本已冷藏，应在使用试剂条检测前使其恢复至室温，以避免错误结果。样本可在原始收集容器中检测，或将等分样本倒入标记的离心管后进行检测。应将试剂条短暂浸入尿液样本中，使所有测试片湿润。应将试剂条边缘沿容器口刮过或将试剂条边缘置于吸水纸上，以去除多余尿液。若未充分去除试剂条上的多余尿液，可能导致一个测试片被另一个测试片的试剂污染；而长时间浸泡试剂条则会导致化学物质从测试垫浸出到尿液中。这两种操作均可能产生错误的检测结果。

读取试剂条时，颜色完全显色所需的时间因测试参数而异。为获得可重复且可靠的结果，必须遵循制造商提供的计时说明。同一制造商的不同试剂条以及不同制造商的相同测试，其计时间隔可能不同。例如，使用Multistix试纸条时，酮体测试垫在40秒时读取；而使用Ketostix试纸条时，测试区域在15秒时读取。某些试剂条（如Chemstrips）具有灵活性，除白细胞外，所有测试垫可在60至120秒之间的任意时间读取；而其他试剂条（如Multistix试纸条）则需要精确计时每个测试垫以获得半定量结果。

对颜色的视觉解读因人而异略有不同；因此，应在光线充足的环境下，将试纸条贴近比色卡进行判读。在确定结果前，必须将试纸条与比色卡正确对齐。由于多个测试垫的颜色变化相似，试纸条与比色卡未正确对齐是潜在的误差来源。请注意，仅在反应片边缘出现的颜色变化或超过2分钟后出现的颜色变化在诊断上无意义，应予以忽略。

当使用自动化仪器读取试剂条时，时间间隔由工厂设定。自动化仪器读取试剂条的优势在于，无论室内照明或测试人员如何，其计时和颜色判读都具有一致性。然而，一些仪器无法识别并补偿因药物导致的高度色素尿。这可能导致试剂条测试结果出现假阳性，因为真实的颜色反应被存在的色素所掩盖。实验室人员应识别高度色素尿标本，并手动使用试剂条或替代方法进行测试。

片剂与化学测试

每次进行片剂测试时，必须严格遵循制造商的指示，以确保结果的可重复性和可靠性。所有化学测试，如蛋白质的SSA沉淀测试，必须按照既定的书面实验室程序进行。实验室人员应了解每个测试的灵敏度、特异性以及潜在的干扰因素。化学和片剂测试通常用于以下情况：(1) 确认已通过试剂条测试获得的结果，(2) 作为高色素尿液的替代方法，(3) 因为对于目标物质比试剂条测试更敏感（例如Ictotest片剂），或(4) 因为测试的特异性与试剂条测试不同（例如Clinitest、SSA蛋白质测试）。

四、化学检验（CHEMICAL TESTS）

（一）比重（Specific Gravity）

尽管比重是尿液的一项物理特性，但通常使用商业试剂条在化学检查过程中测定。表6.1列出了比重值及相关情况。

1.000 | 生理上不可能，与纯水相同；怀疑尿液样本被篡改；

1.001–1.009 | 稀释尿液；与水分摄入增加或水利尿相关（例如，利尿剂、抗利尿激素分泌/作用不足）；

1.010–1.025 | 表示平均溶质和水分摄入与排泄；

1.025–1.035（最高1.040） | 浓缩尿液；与脱水、液体限制、大量出汗、渗透性利尿相关

>1.040 | 生理上不可能，表示存在医源性物质（例如，放射造影剂、甘露醇）。

可用于测量比重的方法在检测和测量溶质的能力上有所不同。因此，重要的是要让医务工作者了解所使用的测试方法——其原理、灵敏度、特异性和局限性。

原理

试纸条比重测试并非测量总溶质含量，而是仅测量离子性溶质。请记住，只有离子性溶质参与肾脏的浓缩和分泌功能，因此该测试具有诊断价值。

尿液中存在的离子溶质导致质子从聚电解质（polyelectrolyte）中释放出来。随着质子的释放，pH值降低，并使溴百里酚蓝指示剂颜色由蓝绿色变为黄绿色。只能以0.005为增量提供“估计值”。

（二）pH

临床意义

如前所述，肾脏在调节人体酸碱平衡中起着重要作用。肾脏系统、呼吸系统和血液缓冲系统共同维持着与生命活动相容的pH稳态，与生命息息相关。日常代谢会产生内源性酸和碱；作为响应，肾脏会选择性地排泄酸或碱。通常，尿液pH值在4.5至8.0之间变化。由于内源性酸的产生占主导地位，一般人排泄的尿液呈弱酸性，pH值为5.0至6.0。然而，在餐中和餐后，产生的尿液酸性较弱。这一现象被称为碱性潮。尿液pH值会影响尿液中形成成分的稳定性。碱性pH值会促进细胞溶解和管型基质的降解。由于pH值大于8.0和小于4.5在生理上是不可能的，因此当获得这样的数值时需要调查。

尿液pH值大于8.0的三个最常见原因是：

（1）尿液标本保存和储存不当，导致产生脲酶的细菌增殖，从而使pH值升高；

（2）标本被篡改（即，收集后向尿液中添加了碱性物质）；

（3）患者服用了高度碱性的物质（例如，药物、治疗剂），随后通过肾脏排泄。在后一种情况下，应努力确保患者充分水化，以防止正常尿液溶质（例如，尿酸铵晶体）在体内沉淀，这可能导致肾小管损伤。

由于肾脏不断维持身体的酸碱平衡，摄入酸或碱或任何产生酸或碱的条件都会直接影响尿液pH值。肾脏调节尿液pH值的能力有许多应用。酸性尿液可以防止碱性沉淀溶质（例如，碳酸钙、磷酸钙）形成结石，并抑制尿路感染的发展。碱性尿液可以防止各种药物（例如，磺胺类药物、链霉素、水杨酸盐）的沉淀并促进其排泄，并防止草酸钙、尿酸和胱氨酸晶体形成结石。

pH指示或原因

<4.5 生理上不可能；怀疑尿液样本被篡改

4.5–6.9 酸性尿；与以下情况相关：

• 饮食：高蛋白饮食、摄入蔓越莓
• 睡眠
• 代谢性酸中毒：酮症酸中毒、饥饿、严重腹泻、尿毒症、中毒——乙二醇、甲醇
• 呼吸性酸中毒：肺气肿、慢性肺病
• 泌尿系统疾病：产酸细菌引起的尿路感染（大肠杆菌）、慢性肾功能衰竭、尿毒症
• 用于诱导的药物：氯化铵、抗坏血酸、蛋氨酸、扁桃酸

7.0–7.9 碱性尿；与以下情况相关：

• 饮食：素食、柑橘类水果、低碳水化合物饮食
• 代谢性碱中毒：呕吐、洗胃
• 呼吸性碱中毒：过度换气
• 泌尿系统疾病：产脲酶细菌引起的尿路感染（变形杆菌属、假单胞菌属）、肾小管性酸中毒
• 用于诱导的药物：碳酸氢钠、枸橼酸钾、乙酰唑胺

• 存在医源性碱性物质（静脉用药或制剂）
• 尿液样本储存不当
• 被碱性化学物质污染（防腐剂）

尿液pH值为评估和管理疾病以及确定标本是否适合化学测试提供了宝贵的信息。将尿液pH值与患者状况相关联有助于诊断疾病（例如，尽管存在代谢性酸中毒，但产生碱性尿液是肾小管酸中毒的特征）。有结石形成史的人可以监测其尿液pH值，并在必要时利用这些信息调整饮食。pH值为8.0至9.0的高度碱性尿液也可能干扰化学测试，特别是在蛋白质测定中。

方法

试剂条：无论制造商是谁，市售试剂条均基于双指示剂系统，该系统会根据pH值产生不同的颜色变化。指示剂组合产生的颜色变化范围从黄色或橙色（pH 5.0）到绿色（pH 7.0）再到蓝色（pH 9.0）。

试纸条上提供的pH值范围从5.0到9.0，以0.5或1.0 pH值为增量，具体取决于制造商。目前已知没有干扰测试结果的因素，且结果不受蛋白质浓度的影响。然而，错误结果可能由以下原因导致的pH变化引起：(1) 样本储存不当导致细菌增殖（pH值假性升高）；(2) 采集前样本容器被污染（根据污染物的不同，pH值可能假性升高或降低）；或(3) 试纸条操作技术不当，导致蛋白质测试片的酸性缓冲液污染pH测试区域（pH值假性降低）。

注：因此，临床需要精度更高的pH结果，例如，风湿免疫科观察酸化尿液治疗时，就需要采用其他精度高的方法。如pH计和pH试纸。

pH计：是测定尿液pH值的另一种方法。市面上有多种pH计可供选择；必须遵循仪器附带的制造商操作说明，以确保正确使用pH计并获得有效结果。

pH计由一支银-氯化银指示电极和一支参比电极（通常是甘汞电极，Hg-Hg2Cl2）通过盐桥连接而成，指示电极带有pH敏感的玻璃膜。当指示电极置于尿液中时，玻璃膜两侧的H+活度会产生差异。这种差异导致指示电极与参比电极之间的电位差发生变化。该电压差由电压表记录，并转换为pH读数。由于pH测量具有温度依赖性，且pH值随温度升高而降低，因此必须在测量时根据尿液温度对pH测量值进行调整。大多数pH计会自动进行这种温度补偿。

pH计使用两种或三种市售标准缓冲溶液进行校准。准确的pH测量要求pH计至少使用两种不同标准溶液在待测溶液的pH范围内进行校准，并且手动或自动调整待测溶液的温度。此外，pH敏感的玻璃电极必须保持清洁和维护，以防止蛋白质积聚或细菌生长。

pH试纸：市面上有多种不同pH范围和灵敏度的指示试纸。这些指示试纸不会向尿液中添加杂质。使用时，它们会产生明显的颜色变化，可与提供的pH值比色卡进行比较。