第10节 尿液分析仪及其临床应用
考纲要求
①尿液干化学分析仪的分类、检测原理、检测参数、临床应用、质量控制及仪器维护和保养；②尿液有形成分分析仪检测原理、检测参数、临床应用；③尿液干化学分析仪、尿液沉渣分析仪检查与显微镜检查的方法学评价。
复习要点
一、尿液干化学分析仪
1.尿液干化学分析仪的检测原理★★
（1）组成 尿干化学分析仪由机械系统、光学系统和电路系统三部分组成。
（2）试剂带 以滤纸为载体，将各种试剂成分浸渍后干燥作为试剂层。多联试剂带一次尿液可同时测定多个项目，是目前国内较常用的。多联试剂带采用多层膜结构：第一层为尼龙膜，起保护作用，防止大分子物质对反应的污染；第二层为试剂层和碘酸盐层，试剂层与尿液所测定物质发生化学反应，碘酸盐层可破坏维生素C等干扰物质，有些无碘酸盐层，但相应增加了一块检测维生素C的试剂块以进行某些项目的校正；第三层为吸水层，可使尿液均匀、快速地浸入，并能抑制尿液流到相邻反应区；最后一层选取尿液不浸润的塑料片作为支持体。
（3）检测原理 尿液中相应的化学成分使尿多联试带上各种含特殊试剂的膜块发生颜色变化，颜色深浅与尿液中相应物质的浓度成正比；将多联试带置于尿液分析仪比色进样槽，各膜块依次受到仪器光源照射并产生不同的反射光，仪器接收不同强度的光信号后将其转换为相应的电信号，再经微处理器由公式R（%）=Tm·Cs/Ts·Cm×100%计算出各测试项目的反射率，然后与标准曲线比较后校正为测定值，最后以定性或半定量方式自动打印出结果。上述公式中，R为反射率；Tm为试剂膜块对测定波长的反射强度；Ts为试剂膜块对参考波长的反射强度；Cm为标准膜块对测定波长的反射强度；Cs为标准膜块对参考波长的反射强度。尿液分析仪测试原理的本质是光的吸收和反射。试剂块颜色的深浅对光的吸收、反射是不一样的。颜色越深，吸收光量值越大，反射光量值越小，反射率越小；反之，颜色越浅，吸收光量值越小，反射光量值越大，反射率也越大。换言之，特定试剂膜块颜色的深浅与尿样中特定化学成分浓度成正比。
2.尿液干化学分析仪的检测参数★★★
（1）检测项目
①用于初诊患者及健康体检使用的8～11项筛检组合试带。8项检测项目包括酸碱度（pH）、蛋白（PRO）、葡萄糖（GLU）、酮体（KET）、胆红素（BIL）、尿胆原（URO）、红细胞或血红蛋白或潜血（BRY或HB）、亚硝酸盐（NIT）；9项检测项目是在8项基础上增加了尿白细胞（LEU，WBC）；10项检测项目是在9项的基础上增加了尿比密（SG）；11项是又增加了维生素C。
②用于已确诊疾病的疗效观察，如尿糖、尿蛋白等单项试带法和各种组合型试带法。
（2）检测参数
①酸碱度 采用酸碱指示剂法。pH试剂块含有甲基红（pH 4.6～6.2）和溴麝香草酚蓝（pH 6.0～7.6）两种酸碱指示剂，在pH 4.5～9.0时，颜色由橙红经黄绿到蓝色变化。
②比密 采用多聚电解质离子解离法。尿比密偏高时，尿液中所含盐类成分较多，试剂带中电解质多聚体释放出的H+增多，溴麝香草酚蓝为分子型，呈现黄色；尿比密偏低时尿液中所含盐类成分较少，试带中电解质多聚体释放出的H+减低，溴麝香草酚蓝多为离子型，呈现蓝色。
③尿糖 采用葡萄糖氧化酶-过氧化物酶法。常见的色素原有邻联甲苯胺、碘化钾等。
④蛋白质 采用pH指示剂蛋白质误差法，即在pH 3.2的条件下，溴酚蓝产生的阴离子与带阳离子的蛋白质结合发生颜色变化。当尿蛋白浓度由低至高时，其颜色由黄绿色经绿至蓝色，当尿蛋白阴性时，试剂膜块呈原有黄色。
⑤酮体 采用硝普钠（亚硝基铁氰化钠）法，碱性条件下硝普钠（亚硝基铁氰化钠）可与尿液中的乙酰乙酸、丙酮起紫色反应，颜色的深浅与酮体含量成正比。本试条对乙酰乙酸敏感，对丙酮敏感度较差，与β-羟丁酸不起化学反应。
⑥胆红素 采用偶氮反应法。强酸性条件下，结合胆红素与二氯苯胺重氮盐起偶联反应，使试剂膜块发生由黄色到红色的颜色变化，颜色的深浅与胆红素含量成正比。
⑦尿胆原 采用醛反应法或重氮反应法，强酸性条件下，尿胆原与对二甲氨基苯甲醛发生醛化反应，使试剂膜块发生由黄色到红色的颜色变化，颜色的深浅与尿胆原含量成正比。
⑧尿红细胞或血红蛋白 采用血红蛋白类过氧化物酶法。血红蛋白类过氧化物酶催化试剂膜块中的过氧化氢烯钴和色素原四甲替联苯胺（或邻甲联苯胺），后者脱氢氧化而呈色。颜色深浅与血红蛋白或红细胞含量成正比。
⑨亚硝酸盐 采用硝酸盐还原法，当尿液中感染的具有硝酸盐还原酶的细菌（如大肠埃希菌）增加时，可使膜块呈现由黄色至红色的变化，颜色的深浅与亚硝酸盐含量成正比，但不一定与细菌的含量成比例。
⑩白细胞 采用白细胞酯酶法。粒细胞中存在酯酶，它能作用于膜块中的吲哚酚酯，使其产生吲哚酚，吲哚酚与重氮盐发生反应形成紫色缩合物，试剂膜块区发生由黄至紫的颜色变化，颜色的深浅与白细胞含量成正比。
⑪维生素C 维生素C采用还原法，维生素C具有1，2-烯二醇还原性基团，在酸性条件下，能使试剂膜块区发生由蓝色变成紫色，颜色深浅与尿液中维生素C含量呈正相关。测定维生素C主要是用于维生素C对其他干扰项目的评估。
3.尿液干化学分析仪检测的临床应用★★
（1）酸碱度 主要用于了解体内酸碱平衡情况，了解尿pH变化对试带上其他膜块区反应的干扰作用，监测泌尿系统患者的临床用药情况。须注意以下几点。
①检测时应使用新鲜尿液标本。标本放置过久，因尿液中细菌繁殖，分解尿素产生氨，使尿液呈碱性；或尿液中CO2自然扩散造成的丢失，使pH呈现假阳性结果。
②检测时应严格按照使用说明书操作。试带在尿液中浸渍时间过长；有使尿pH减低的趋势，出现假阴性结果。
（2）比密 主要用于了解尿液中固体物质的浓度，估计肾脏的浓缩功能。在出入量正常的情况下，比密增高表示尿液浓缩，比密减低则反映肾脏浓缩功能减退。需注意以下几点。
①尿液标本必须新鲜，不能含有强酸、强碱等物质。使用干化学尿比密测定时，变化范围为pH 6.2～7.0。当尿液pH≥7.0时，造成结果偏低，应在干化学测定结果的基础上增加0.005，作为由于碱性尿损失的补偿。
②干化学尿比密测定结果表达值的变化在1.000～1.030，间隔值较大（0.005），不能反映较小的比密变化。对于比密在1.000～1.004的新生儿尿液，也不宜使用此法。
③尿液中蛋白或糖浓度增加将使比密结果增加；尿素大于10g/L或pH小于6.5时，致比密结果减低。
（3）尿糖 主要用于内分泌性疾病如糖尿病及相关疾病的诊断与治疗监测。需注意以下几点。
①干化学尿糖检测只与葡萄糖反应，特异性强，且干化学法较班氏法有更高的灵敏。
②低葡萄糖浓度时，维生素C使干化学法产生假阴性反应，而使班氏法产生假阳性。
③尿液被过氧化物、次氯酸盐、强氧化性清洁剂污染可使尿糖呈现假阳性结果；尿液中含有L-多巴、大量水杨酸盐、氟化钠、维生素C超过500mg/L、尿酮体超过0.4g/L或尿比密过高，则将使尿糖呈现假阴性结果。
（4）蛋白质 尿蛋白检测主要用于肾脏疾病及其他相关疾病的诊断、治疗、预后等。
①尿液的pH会影响测试结果，最适宜的pH是5～7，当尿液呈强碱性（pH≥9.0），干化学法出现假阳性结果；当尿液pH≤3.0时，出现假阴性结果。
②多种药物可使尿蛋白干化学法检查结果呈假阳性或假阴性，如滴注青霉素250万U持续2h，320万U持续3h，480万U持续5h，可能对干化学法产生假阴性。
③尿蛋白检测主要对白蛋白敏感（70～100mg/L），而对球蛋白、黏蛋白不敏感。因此，对于肾病患者，最好使用对白蛋白、球蛋白灵敏度一致的磺柳酸法。
（5）酮体 主要用于糖代谢障碍和脂肪不完全氧化及其他相关疾病的诊断和治疗。干化学法尿酮体检测采用硝基铁氰化钠法。
①尿酮体中丙酮和乙酰乙酸都具有挥发性，因此应使用新鲜尿液标本测定。
②本法对酮体各组成成分的灵敏度不一。乙酰乙酸为50～100mg/L，丙酮400～700mg/L，与β-羟丁酸不发生反应。干化学检测所得结果可能与实际总的酮体量有所差异。
（6）胆红素与尿胆原 主要用于消化系统肝脏、胆道疾病及其他相关疾病的诊断、治疗，尤其对黄疸的鉴别有特殊意义。
①当患者接受大剂量氯丙嗪治疗或尿液中含有高浓度的维生素C、亚硝酸盐时，胆红素检测呈现假阴性；尿液中含有吩噻嗪类或吩嗪类药物时，胆红素呈现假阳性。
②避免胆红素在阳光照射下氧化为胆绿素、尿胆原氧化为尿胆素，应使用新鲜尿液。
③14：00～16：00尿胆原排出量达最高峰；为提高阳性检出率可预先给患者服用碳酸氢钠以碱化尿液。
④尿液中一些内源性物质（如胆色素原、吲哚、胆红素等）和一些药物（如吩噻嗪类、磺胺药等），尿胆原检测时呈现假阳性；而亚硝酸盐、重氮药物、对氨基水杨酸则在尿胆原检测时呈现假阴性。
（7）潜血 主要用于肾脏、泌尿道疾病及其他相关疾病的诊断、治疗。尿液中含有肌红蛋白、对热不稳定酶、氧化剂或菌尿，可使干化学法尿潜血试验呈现假阳性结果；尿液中大量维生素C的存在（>100mg/L），可竞争性抑制反应，产生假阴性结果。
（8）亚硝酸盐 用于尿路细菌感染的快速筛检。尿亚硝酸盐试验是细菌感染的指标，阳性结果的产生取决于以下三个条件。
①体内有适量硝酸盐的存在。
②尿液中的致病菌须含有硝酸盐还原酶。
③尿液在膀胱内有足够的停留时间（>4h）且排除药物等干扰因素。
如果试验阳性的三个条件不能满足，加之诸多因素（如尿液中尿胆原、维生素C、尿pH>6、尿量过多）可导致假阴性，因此，检测结果阴性并不能排除菌尿的可能。干化学法亚硝酸盐诊断大肠埃希菌感染的阳性符合率为80%，但诸多因素可呈假阳性结果，因此对于阳性结果的解释仍需慎重。
（9）白细胞 尿白细胞检测主要用于肾脏、泌尿道疾病的诊断、治疗等。干化学法白细胞检测采用中性粒细胞酯酶法。必须注意以下几点。
①中性粒细胞胞质中含有酯酶，而单核细胞、淋巴细胞胞质中则无酯酶，因此，干化学白细胞检测方法只对粒细胞敏感。
②尿液标本污染甲醛或高浓度胆红素或使用某些药物如呋喃妥因时，干化学法呈现假阳性结果。尿液中含维生素C或尿液中含有大剂量头孢氨苄、庆大霉素等药物或尿蛋白大于5g/L时，干化学法呈现假阴性结果。
（10）维生素C 尿液中维生素C含量的高低对胆红素、血红蛋白、葡萄糖及亚硝酸盐可产生严重的负干扰，干扰的程度随维生素C浓度的增加而增加。因此，维生素C检测的作用在于提示其他项目检测结果的准确性，防止假阴性的出现。
4.尿液干化学分析仪检测的质量控制★★
（1）检测前 正确的尿液标本收集方法、适宜的防腐剂或冷藏装置、有效的标本标记与识别、规定的时间内完成检测等，也应了解患者可能影响尿液化学检测的进食、用药情况等。
（2）检测中 规范的实验操作和合理的应用尿液质控物来监控、判断尿分析仪是否处于最佳或正常的工作状态。
（3）检测后 主要体现在对检验报告的审核、签发。除了检验报告的文字书写或计算机录入有无错误外，更应分析尿液化学分析结果与显微镜镜检结果的相互关系。
①化学分析潜血试验强阳性，而镜检却不见或仅见极少量红细胞。
②化学分析潜血试验阴性，而镜检见多量红细胞。
③化学分析白细胞阳性，而镜检不见或仅见极少量白细胞。
④化学分析白细胞阴性，而镜检见多量白细胞。
⑤尿镜检红细胞、白细胞和管型增多，而尿液化学分析蛋白质为阴性。
⑥化学分析亚硝酸盐为阳性，而尿液蛋白质和白细胞均为阴性。
这些均被视为可疑结果，应进一步查明原因。特别注意维生素C含量对其他检测结果的影响；注意临床诊断和检验结果的符合性。
二、尿有形成分分析仪
1.尿有形成分分析仪的检测原理★
目前，尿沉渣分析仪主要有两大类：①基于尿沉渣镜检影像分析原理。②基于尿沉渣流式细胞术和电阻抗检测原理。
流式细胞术和电阻抗分析的原理：尿液中有形成分经荧光色素（如菲啶与羧花氰）染色后，在鞘流液的作用下形成单列、快速通过氩激光检测区，仪器检测散射光、荧光和电阻抗的变化。仪器捕获荧光强度（Fl）、前向荧光脉冲宽度（Fw）、前向散射光强度（Fsc）、前向散射光脉冲宽度（Fscw）、电阻抗信号后，综合识别、计算得到细胞的大小、长度、体积和染色质长度等资料，并作出定量报告。荧光强度主要反映细胞定量特性，指从染色尿液细胞发出的荧光，主要反映细胞染色质的强度；前向荧光脉冲宽度主要反映细胞染色质的强度；前向散射光脉冲宽度主要反映细胞的长度；前向散射光强度成比例反映细胞大小；电阻抗信号的大小主要与细胞的体积成正比。
2.尿有形成分分析仪的临床应用★
（1）红细胞 帮助血尿有关疾病的鉴别诊断；有助于确定患者的治疗效果，对鉴别血尿来源具有过筛作用。
（2）白细胞与细菌 尿沉渣白细胞数量可鉴别诊断泌尿系统的感染、膀胱炎、结核、肿瘤等疾病。泌尿系感染时，患者尿液中白细胞数量增高，常同时存在细菌。尿液白细胞存活时，呈现出前向散射光强和前向荧光弱；而当其受损或死亡时，呈现前向散射光弱和前向荧光强。因此，若WBC≥10/μL，低Fsc和高Fl，则提示慢性泌尿系感染；若WBC>10/μL，且Fsc强而Fl弱，多为急性泌尿系感染。
（3）上皮细胞 尿沉渣分析仪能给出上皮细胞的定量结果，并标记出是否含有小圆上皮细胞，但并不能准确区分肾小管上皮细胞、中层或底层移行上皮细胞，因此，当上皮细胞数量明显增多时，需用显微镜检查尿沉渣进行准确分类。
（4）管型 对诊断肾脏实质性病变有重要价值。正常尿液中，可见极少量的透明管型。仪器只能区分出透明管型和病理管型，若仪器表明出现病理管型，必须进一步用显微镜检查尿沉渣进行分类。
（5）其他 流式细胞术尿沉渣分析仪还能标记类酵母细胞、结晶和精子。当仪器提示有酵母细胞、精子细胞和结晶时，均应离心镜检。
（6）电导率 电导率反映尿中离子的电荷，仅代表总粒子中带电荷的部分，即电解质，与反映尿中粒子总数的尿渗量既有关系又有区别。如患者尿液中电导率长期偏高，表明尿液中存在大量的易形成结石的电解质，应高度警惕。
三、方法学评价
1.尿液干化学分析仪检查与显微镜检查★
尿液分析仪标本用量少，检测速度快，检测项目多，检测准确性、重复性好，适用于大批量普查。但是多联试带成本较昂贵，保存和使用要求高；尿蛋白试带以检测白蛋白为主，对球蛋白不敏感，故不适用于肾病患者；易受各因素的干扰而出现假阳性或假阴性，不能替代显微镜对病理性尿标本的检查，特别是管型、结晶、上皮细胞、淋巴细胞、单核细胞等其他有形物质。
尿液分析仪与传统显微镜检查的原理不同，在临床上中可能出现化学法分析结果与镜检结果不相符的情形。中华医学会经过多次专家研讨会，制定了尿液干化学分析仪筛检标准。当干化学尿试带质量合格、尿液分析仪运转正常情况下，试验结果中红细胞、白细胞、蛋白及亚硝酸盐全部为阴性时，可以免去对红细胞和白细胞的显微镜检查，但如果其中有一项阳性结果，必须同时进行显微镜检查。但迄今为止，没有一台仪器的检测结果能完全替代显微镜。
尿液分析仪与传统显微镜检查联合应用，可提高检验结果的准确性，有利于临床疾病的诊疗。如白细胞分析仪法检查阳性，显微镜检查阴性，可能是尿液在膀胱储存时间过长或其他原因导致白细胞破坏，中性粒细胞脂酶释放到尿液中所致；相反，如果白细胞分析仪法检查阴性，显微镜检查阳性，常见于肾移植后发生排斥反应时，尿中以淋巴细胞为主，另外尿液中以单核细胞为主时亦可出现此结果。
2.尿有形成分分析仪检查与显微镜检查★
流式细胞术尿沉渣分析仪分析，尿液无须离心，标本用量少，检测细胞多，检测速度快，易于质量控制和标准化，检测精确度较高。但是，尿沉渣自动分析仪目前尚不能鉴别异常细胞尤其不能明确病理性管型的分类，若仪器提示有酵母细胞、精子细胞、结晶时，均应离心镜检。因此，目前的流式细胞术尿沉渣分析仪还不能完全取代显微镜镜检。
考题回顾与同步练习
【例1】尿干化学试带碘酸盐层的作用是
A.破坏维生素C的干扰 B.防止大分子物质干扰 C.检测维生素C D.使尿液快速均匀吸入 E.保护试带膜块
【例2】尿液分析仪检测的是哪种光信号
A.透射光 B.反射光 C.吸收光 D.散射光 E.荧光
【例3】干化学试带法反应中采用酸碱指示剂的项目是
A.潜血 B.酮体 C.蛋白质 D.葡萄糖 E.亚硝酸盐
【例4】干化学试带法反应中采用酶法分析的项目是
A.蛋白质 B.酮体 C.潜血 D.葡萄糖 E.亚硝酸盐
【例5】能使尿糖试带产生假阴性反应的主要干扰物质是
A.过氧化物 B.青霉素 C.维生素C D.链霉素 E.奎宁
【例6】临床上使用的尿10项试纸不包括
A.亚硝酸盐 B.维生素C C.葡萄糖 D.尿酮体 E.尿比重
【例7】尿液干化学分析仪报告上的BIL指的是
A.胆红素 B.葡萄糖 C.蛋白质 D.尿酮体 E.亚硝酸盐
【例8】不属于尿液化学分析检测前质量控制的是
A.正确的尿标本收集方法 B.有效的标本标记 C.适宜的防腐剂 D.规定的时间内完成检测 E.检验报告的审核
【例9】尿沉渣分析仪检测和分析的是哪种光信号
A.透射光 B.反射光 C.吸收光 D.散射光 E.荧光
【例10】尿蛋白试带法检测的主要蛋白质是
A.球蛋白 B.白蛋白 C.糖蛋白 D.黏蛋白 E.总蛋白
参考答案
1.A 2.B 3.C 4.D 5.C 6.B 7.A 8.E 9.E 10.B