尿液分析儀

尿液分析儀一般由試帶、機械系統、光學系統、電路系統、輸入輸出系統等部分組成 ^[1]  。

1. 試帶

試帶上有數個含有各種試劑的試劑墊，各自與尿中的相應成分進行獨立反應後可呈現不同顏色，顏色的深淺與尿液中待測成分呈比例關係。不同類型的尿液化學分析儀開發有適合自己使用的配套試帶。試帶採用多層膜結構：第一層尼龍膜起保護作用，防止大分子物質對反應的污染，保證試帶的完整性；第二層絨制層，它包括過碘酸鹽區（有些試劑模塊含有此區）和試劑區，過碘酸鹽區可破壞維生素C的干擾物質試劑區含有試劑成分，主要與尿液待測成分發生化學變化，產生顏色變化；第三層是吸水層，可使尿液均勻快速地滲入，並能抑制尿液流到相鄰反應區；最後一層塑料片作為支持體）。各試劑塊與尿液中被測定成分反應而呈現不同顏色。通常試帶的試劑塊要比分析儀測試項目多一個空白塊。以消除尿液本身的顏色及試劑塊分佈的狀態不均等所產生測試誤差，提高測量準確度。

2. 機械系統

機械系統主要功能是將待檢的試帶和待檢標本傳送到檢測區，分析儀檢測後將試帶排送到廢物盒。不同型號的儀器採取不同的機械裝置，如齒輪組合、傳輸膠帶、機械臂、吸樣針、樣本混勻器等。

3. 光學系統

光學系統一般包括光源、單色處理器和光電轉換三部分。光線照射到反應物表面產生反射光，反射光的強度與各個項目的反應顏色成比例關係。不同強度的反射光在經光電轉換器轉換為電信號並送到放大器進行處理。

尿液分析儀的光學系統通常有3種：發光二極管（LED）系統、濾光片分光系統和電荷耦合器件（CCD）系統。

4. 電路系統

電路系統將轉換後的電信號放大，經模數轉換後送中央處理器（CPU）處理，計算出最終檢測結果，然後將結果輸出到屏幕顯示並送打印機打印。CPU的作用不僅是負責檢測數據的處理，而且要控制整個機械系統和光學系統的有機運行，並通過軟件實現多種功能。

5. 輸入輸出系統

由顯示器、面板、打印機等部件組成。用於操作者輸入標本信息、觀察儀器工作狀態、打印報告單等功能。

尿液分析儀測試原理的本質是光的吸收和反射。將液體樣品直接加到已固化不同試劑的多聯試劑帶上，尿液中相應的化學成分使多聯試劑帶上含各種特殊試劑的模塊發生顏色變化，顏色的深淺與尿樣中特定化學成分濃度成正比；將多聯試帶置於尿液分析儀比色進樣槽，各模塊依次受到儀器光源照射併產生不同的反射光，儀器接收不同強度的光信號後將其轉換為相應的電信號，再經微處理器（CPU）計算出各測試項目的反射率，然後與標準曲線比較後校正為測定值，最後以定性或半定量方式自動打印出結果 ^[1]  。

此類儀器一般用電腦來控制，採用球面積分儀接受雙波長反射光的方式測定試帶上的顏色變化進行半定量測定。試劑帶上有數個含各種試劑的試劑墊，各自與尿中相應成分進行獨立反應，而顯示不同顏色，顏色的深淺與尿液中某種成分成比例關係，試劑帶中還有另一個“補償墊”，作為尿液本底顏色，對有色尿及儀器變化所產生的誤差進行補償。

將吸附有尿液的試劑帶放在儀器比色槽內，試劑帶上已產生化學反應的各種試劑墊被光源照射，其反射光被球面積分儀接收，球面積分儀的光電管被反射的雙波長光（通過濾片的測定光和一束參考光）照射，各波長的選擇由檢測項目決定。

儀器通常按下列公式自動化計算出反射率，然後與標準曲線比較，自動找印也各種成分的相應結果，尿液中某種成分含量高，其相應試劑墊的反射光較暗，否則較強。

反射率分式：R（%）=Tm.Cs/TsCm×100%

式中的R（%）為反射率；Tm為試劑墊對測定波長的反射強度；Ts為試劑墊對參考波長的反射強度；Cm為較準墊對測定疵長的反射強度；Cs為校準對參考波長的反射強度。

尿檢的重要意義在於通過了解泌尿系統的生理功能、病理變化，可以間接反映全身多臟器及系統的功能 ^[2]  。

1. 按工作方式分類：

濕式尿液分析儀和乾式尿液分析儀，其中乾式尿液分析儀因其結構簡單、使用方便，臨牀普遍使用 ^[2]  。

2. 按測試項目分類：

（1）8項尿液分析儀：檢測項目包括尿蛋白（PRO）、尿糖（GLU）、尿PH、尿酮體（KET）、尿膽紅素（BIL）、尿膽原（URO）、尿潛血（BLD）、尿亞硝酸鹽（NIT）。

（2）9項尿液分析儀：8項+尿白細胞（LEU）。

（3）10項尿液分析儀：9項+尿比重（SG）。

（4）11項尿液分析儀：10項+維生素C。

（5）12項尿液分析儀：11項+顏色或濁度。

3. 按自動化程度分類：

（1）半自動化尿液分析儀：按其檢測項目可分為尿8項、尿9項、尿10項、尿11項、尿12項。

（2）全自動化尿液分析儀：按其檢測項目可分為尿10項、尿11項、尿12項。

1. 尿PH檢查

結果有二重含義：①反映體內酸鹼代謝狀態；②由於尿蛋白、尿比密的測定原理是基於模塊上最後PH試劑的顏色變化，因此分析PH變化還有監控尿PH變化對其它模塊區反應的干擾作用。

2. 尿比密檢查

尿比密測定曾採用懸浮法和折射儀法，主要測定尿內固體物濃度隨着10項尿液分析儀的問世，試帶法測定尿比密得到廣泛使用，其膜塊中主要含有多聚電解質（甲乙烯酸酰馬不酐）、酸鹼指示劑及緩衝物，這是採用酸磚瓦指示劑法，其原時是根據經過多聚電解質的Pka改變與尿液離子濃度相關原理。麻劑條中的多聚電解質含有隨尿標本中離大濃度則解離的酸性基團，離子越多，酸性基團解離子越多，而使模塊中的PH改變，這種改變可由膜塊中的酸鹼性指示劑的顏色變化顯示出來，進而換算成尿液的比密值。

3. 尿蛋白檢查

尿液分析儀尿蛋白測定是根據指示劑蛋白誤差原理，膜塊中主要含有酸鹼性指示劑棗溴酚蘭、枸櫞酸緩衝系統和表南的活性劑。在PH3.2時，溴酚產生的陰離子，與帶陽離子的蛋白質（白蛋白）結合後發生顏色變化。 　幹化學法測定尿蛋白操作簡單快速，但在使用應注意：①病人服用奎寧和磺胺嘧啶等藥物引起的強鹼性尿時''會使幹化學法出現假陽性結果而磺基水楊酸法出南假陰性結果.可用稀乙酸將尿液PH調5-7''再行實驗''藉以區別是否由於強鹼性尿而導致假陽性.②研究證明幾十種藥物可使尿蛋白檢查出現假陽性''有學者對用大劑量青黴素患者給藥前後進行了尿蛋白的檢測''結果表明:滴注250萬單位組2小時\320萬單位3組小時，480萬單位組5小時可能對磺基水楊酸法產生假陽性，對幹化學法產生假陰性。③不同測定方法對病人尿液內不同種類蛋白質檢測的敏感不同，雙縮脲定量可以對白蛋白，球蛋白顯示出敏感性，而幹化學測量球蛋白的敏感性僅是白蛋白的1/100-1/50。因此對於腎病患者特別是在疾病發展過種中需在系統觀察尿蛋白含量的病例應使用磺基水楊酸法（或加熱乙酸法）定性和雙縮脲法進行定量試驗。④標本內含有其它分泌物（如生殖系統分泌物）或含有較多細胞成分時，可引起假陽性。 建議以磺基水楊權法作為幹化學檢測尿蛋白的參比方法。

4. 尿葡萄糖測定

尿試帶法測定尿葡萄糖是採用酶法。其膜塊中含有葡萄糖氧化酶、過氧化物酶和色原。不同廠家採用的色源有異主要有二類：①採用碘化鉀做色原，陽性反應呈紅色；②採用鄰甲聯苯胺作色原，陽性反應呈藍色。其測定原量是葡萄糖氧化酶把葡萄糖氧化成葡萄糖醛酸和過氧化氫，後者再由過氧化物酶催化釋放出，而使色原呈顏色，以此類方法最常用。 　尿試帶法在使用中應注意：①尿試帶法與班氏定性法的特異性不同前者的特異性強，吸與葡萄糖反應；而後者與尿內反有不原性糖和所有還原性物質都反應，故在尿試帶法呈陰性的標本有可能在班氏法呈陽性結果；②幹化學法與班氏法的靈敏度不同，幹化學法的靈敏度高，葡萄糖含量為1.67-2.78mmol/L時即可出現弱陽性；而班氏法8.33mmol/L才呈弱陽性表現；③干擾物質對兩法的影響不同：尿液內含有對氧親和力較強的還原物質可與班氏法中的銅離子作用產生假陽性，但卻可使幹化學法試帶產生的H2O2還原顯色而使其成假陰性。排除的方法是先將尿液煮沸幾分鐘破壞維生素C再進行實驗。現已有含維生素C氧化酶的試帶的可以排除這一干擾。④幹化學法測定尿葡萄糖只是一般的半定量試驗，它所設計的濃度水平與傳統的班氏存在的着差異，二者有可相互比；因此對於糖尿病的動態觀察，在幹化學出現陽性結果時，最好用濕化學定量方法，以確立準確的尿葡萄糖範圍或收集晝夜尿標本作尿糖定量。

5.尿酮體檢查

檢測尿酮體的膜塊中主要含有亞硝基鐵氰化鈉，或與尿液中的乙酰乙酸、丙酮主生紫色反應。其對乙酰乙酸的敏感性為50-100mg/L對丙酮則為400-700mg/L，不與β-羥丁酸起反應。 　在使用中就注意：①由於尿酮體中的丙酮和乙酰乙酸都具有揮發性，酰乙酸更易受熱妥解成丙酮；尿液被細菌污染後，酮體消失，因此尿液必須新鮮，及時送檢，以免因酮體的揮發或分解出現假陰性結果或結果偏低；②幹學法與酮體粉法靈敏度存在差異：酮體粉法對乙酰乙酸與丙酮的敏感性分別為80mg/L和100mg/L。不如試帶法敏感，故同一病理標本兩面種方法可能出現結果的差異，分析結果時應特別注意；③不同病因引起的酮症，酮體的成分不同，即使一病人不同病程也可有差異，例如在糖尿病酮症酸中毒早期病命名中，主要酮體成分β羥丁酸，很少或缺乏乙酰乙酸，此時測得結果可導致對總酮體量估計不足。在糖尿病酮症酸中毒症狀緩解之後，β-羥丁酸轉變為乙酰乙酸，反而使乙酰乙酸含量比初始急性期增高，易對病情估計過重。因此檢驗人員必須注意病程發展，與臨牀醫生共同分析實驗結果。

6.尿膽紅素、尿膽原檢查

尿膽紅素測定原理是結合膽紅質在強酸性介質中，與2，4-二氯苯胺重氮鹽起偶聯反應呈紫紅色；測定尿膽原的原理與改良Ehrlich法相同。 　兩個方法主要注意點為：①標本必須新鮮，以免膽紅素在陽光照射下成為膽綠素；尿膽原在氧化成尿膽素。②尿液中含高濃度維生素C和亞硝酸鹽時，抑制偶氮反應使尿膽紅素呈假陰性。當患者接受大量的氯丙嗪治療或尿中含有鹽酸苯偶氮吡啶的代謝產生時，可呈假陽性。③尿液中一些內源物質如膽色素原、吲哚、膽紅素等可使尿膽原檢查結果出現陽性，一些藥物也可產色干擾實驗。④正常人尿膽原排出理每天波動很大，夜間和上午量少，午後則迅速增加，在午後2-4時達最高峯；同時尿膽原的清除率與尿PH相關，PH5.0時，清除率為2ml/min;Ph8.0時增加至25ml/min，因此有學者倡用預先給予患者服用碳酸氨鈉，以鹼化尿液慢集午後2-4時尿（2小時排出量）進行測定，以提高檢出率。

7.尿亞硝酸鹽檢查

膜塊中主要含有對氨基苯砷酸和1，2，3，4-四羥基對苯喹啉-3酚。大多當數尿路感染由大腸埃希菌引起的，正常人尿液中含有來自食物或蛋白質代謝產生的硝酸鹽，池尿液中有大腸埃希菌感染增殖時，將硝酸鹽還原為亞硝酸鹽，可將膜塊中對氨基礎苯砷酸重氮化而成重氮鹽，後者與1，2，3，4-四羥基對苯喹啉-3鞭偶聯使膜塊產生紅色，藉以診斷患者是否被大腸埃希菌感染，其檢出敏感度為0.03-0.06g/l 。尿液中亞硝酸鹽檢出率受感染細菌是否含有硝酸鹽還原酶，食物中是否含有選題的硝酸鹽、尿液標本是否在膀胱停留4小時以上三者影響，符合上述三個條件，此試驗的檢出率為80%，反之可呈現陰性結果。因此本試驗陰性關不能排除細菌尿的可能，以樣亞硝酸鹽試驗陽性也不能完全肯定泌尿系統感染，標本放置過久或污染可呈假陽性，應結合其它尿液分析結果，綜合分析得出正確的判斷。

8.尿白細胞檢查

尿試帶法檢查尿內白細胞的原理基於中性粒細胞胞質內含有特異性酯酶，可或作用於膜塊中的吲哚酚酯，關與重氮鹽反應形成紫色縮合物，其顏色深淺與中性粒細胞的多少呈正比例關係。操作時應注意：①尿液標本必須新鮮，留尿後應立即測定，以免白細胞契壞，導致幹化學法與鏡檢法人為的實驗誤差；②此法只能測中性粒細胞，不與單核細胞、淋巴細胞反應，在腎移植病人發生排異反應時，尿中的以淋巴細胞為主的或其它病因引起的單核細胞尿時會產生陰性結果；③尿液中污染甲醛或含有高濃度膽紅素或使用某些藥物時，吉產生假陽性；尿蛋白>5g/L或尿液中含有大劑量先鋒黴素等紅物時，可便結果偏低或出現假性結果。 　由於尿液分析儀白細胞檢測與顯微鏡下計數實驗原理截然不同，其報告方式也是兩種不同的概念，很難找出兩者的對應關係，迄今還沒有一種直接的換算方式，因此儀器法白細胞檢查只是一個篩選試驗，絕不可代替顯微鏡檢查。

9.尿血紅蛋白、尿紅細胞檢查

膜塊中主要含有過氧化氫茄香素或過氧化氫烯鈷和色原（如鄰甲聯苯胺）兩種物質。其原理為尿液中紅細胞內的血紅蛋白或其破壞釋放出的血紅蛋白均具有過氧化氫酶樣活性，可使過氧化氫茄香素或過氧化氫烯鈷分解出，後者能氧化有關色原（如鄰甲聯苯胺）使之呈色。 　尿試帶法檢查尿內紅操作時應注意：①因為不同廠家或不同型號的試劑帶敏感度不同，使用時必須注意批間差；②幹化學法既可與完整的紅細胞應應又能與遊離的血紅蛋白反應，因此報告時要了解臨牀診斷，綜合分析。由於腎病患者終尿中的紅細胞可因各種因素變形裂解使血紅蛋白逸出，可導致儀器法與水測法的差異；③尿中含有的易熱酶、肌紅蛋白或菌尿可引起假陽性；④大量維生素C可干擾試驗結果，使某些試帶產生假陰性，應予以警惕

不同的干擾因素對上述三種方法的測量的比密結果影響也不同：

第一是尿液中的非離子化合物增多時，可使懸浮法和折射儀法測得的比密結果偏高，而試帶法只與離子濃度有關，不受其影響；

第二是尿液中蛋白增多時，三種方法都具有不同程度的增高，以試帶法最為明顯，折射儀法次之；

第三是試帶法易受PH的影響，當尿液的PH>7時應在測定結果的基礎是增加0.005作為由於尿液PH損失的補償。

以半自動儀為例：

尿液化學分析儀是一種精密的電子光學儀器，必須精心維護，儀器應避免陽光長時間的照射及温度過高、濕度過大。不規範地操作儀器，會擾亂儀器的正常工作，引起不良結果 ^[3]  。