Применение комплекса физико-химических методов для изучения мочевых камней и мочи и установления связи между ними (1091749), страница 4
Текст из файла (страница 4)
Определение количества кристаллизационной воды в оксалатах выполненонаотдельныхмонокристаллическихобразцахметодоммонокристальнойрентгенографии [26]. Заметим, что представленный метод требует толькокачественные монокристаллы, которые лишь в очень редких случаях можновыделить из мочевых камней.4.ПрименениевбольшинствеслучаевИК-спектральногоанализаиспользовано для подтверждения фазового состава камня, уже установленного спомощью рентгенофазового анализа. Только в работе Голованова С.А. [23] описанколичественный ИК-спектральный анализ двух- и трехфазных мочевых камнейвсех композиций, который в России используется крайне редко.
Однако этот методшироко распространен в зарубежной клинической практике [69-71] и существуютбиблиотеки эталонных ИК-спектров мочевых камней [72].5. Широкое использование метода СЭМ [2-4, 6-19, 28, 38, 43, 44 57] дляописания морфологии наиболее распространенных мочевых камней (вевеллита,ведделлита, мочевой кислоты, струвита) и определения типа роста камня3(зональный или зернистый) [2-4, 8-15, 23, 29, 34, 39, 49], определения их вида иформы [2-4, 6-19, 28, 38, 43, 44 57], классификации камней по способу их роста(послойный – один матрикс или зернистый – несколько матриксов) [2-4, 6-19, 28,38, 43].6.
Весьма ограничено применение КРС- и ЯМР-спектроскопии, цветнойкатодно-люминесцентной спектроскопии, различных видов поляризационнойспектроскопии, просвечивающей электронной микроскопии, хроматографическихметодов,термогравиметрии,рентгенофлуоресценции,микротомографическихисследований, химического капельного анализа (табл. 2). Это, вероятно, связано сдороговизной исследования, малой распространенностью и (или) недостаточнойинформативностью полученных данных.
Так, авторы [21] применяли методтермогравиметрии для качественной оценки кристаллизационной воды дляоксалатных камней, однако ими не был предложен и описан способ оценкиколичества кристаллизационной воды в составе ведделлита. Авторы [2, 18] изучалилишь однофазные мочевые камни с использованием рентгеноспектральногомикрозондового анализа.На основании известных литературных данных и их критическогоанализа для определения общего состава и исследования строения мочевыхкамней нами выбраны информативные и надежные методы (рентгенография,ИК-спектроскопия,спектрофотометрия,рассмотренысканирующаяэлектроннаярентгеноспектральныйвозможностидругихметодовмикроскопия,микроанализ),(газоваяатакжехроматографияспламенно-ионизационным детектором, низкотемпературная адсорбция азота),которые для изучения мочевых камней ранее не применялись.Шевырин А.А., Стрельников А.И., Кустов А.В.
Современные представления о строении мочевых камней упациентов Ивановской области // Курский практический вестник «Человек и его здоровье», 2013, № 3, с. 6470.2531.3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ1.3.1. МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОБЩЕГО СОСТАВА МОЧЕВЫХКАМНЕЙ, ПОЛУЧЕННЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ1.3.1.1.Дифракционные методы (качественный и количественный анализ)Рентгенографический анализ является неотъемлемой частью установлениясостава мочевых камней.
Качественный рентгенофазовый анализ основан насопоставлении трех самых сильных дифракционных отражений (I, %) с ихмежплоскостными расстояниями (d, Å) на дифрактограмме исследуемого веществас аналогичными данными известных соединений, приведенными в базахпорошковых (PDF JCPDS -ICDD) и структурных (ICSD, CSD) данных иоригинальных работах.Методика экспериментаРентгеновская съемка мочевых камней на отражение осуществлена прикомнатной температуре по схеме Брэгга-Брентано на автоматизированныхдифрактометрах ДРОН-3 (графитовый плоский монохроматор), HZG-4 (Ni фильтр)и XRD-6000 (фирма Shimadsu, графитовый монохроматор) на CuK излучении винтервале углов 2 5-50 (непрерывный режим, 1град/мин), а также на ДРОН-3 иHZG-4 в интервале углов 2 5-100 (пошаговый режим: время набора импульса 10с, величина шага 0.02°).
Подготовка образцов к съемке в зависимости от размера итвердости осуществлялась несколькими способами: измельчение в агатовой ступке(без ацетона и с ацетоном) и без измельчения. Для предотвращения проявлениявозможной текстуры образцы при съемке вращались, а некоторые образцыснимались повторно при разных режимах. Параметры элементарной ячейкиобразцов рассчитаны и уточнены с помощью пакета программ POWDER.
Вкачестве внешнего стандарта взят порошок -Al2O3 из Американского институтастандартов (a=4.759(1), c=13.993(2) Å). Первичная обработка дифракционныхпорошковых данных проведена по комплексу программ PROFILE FITTING V 4.0[76].Качественный анализ.Оксалаты. Дифрактограммы ведделлита и вевеллита (ПРИЛОЖЕНИЕ 1-3)как и их смеси однозначно интерпретируются, причем найден ориентированныйрост (текстура) для вевеллита с осью текстуры <010> (ПРИЛОЖЕНИЕ 5).26Ураты. Среди уратов чаще всего встречается мочевая кислота или мочеваякислота в смеси с дигидратом мочевой кислоты (ПРИЛОЖЕНИЕ 1-3). Очень редконаблюдался в мочевых камнях урат аммония (в большинстве случаев в смеси смочевой кислотой и дигидратом мочевой кислоты).Фосфаты.
Среди однофазных фосфатов выявлен струвит (ПРИЛОЖЕНИЕ 2)и брушит (ПРИЛОЖЕНИЕ 2) причем установлена текстура для струвита с осямитекстуры <001> и <h12> (ПРИЛОЖЕНИЕ 1, 5).Возникли трудности при интерпретации мочевого камня (рис. 4 а) и егодифрактограмм: песка красного цвета с черными вкраплениями (рис. 4 б) и тольковыделенного из смеси красного песка (рис.
4 в).абв27АроматическоекольцоH2OВазелиновоемаслоПуриновоеоснование(мочеваякислота)-C-ОНNO2-N=N-Область«отпечатковпальцев»гРис. 4.Внешний вид (а), дифрактограммы мочевого камня: до удаления черныхвкраплений (б), после удаления черных вкраплений (в) и его ИК-спектр (г)Индивидуальный красный цвет у мочевых камней в литературных источникахне зафиксирован, но такой цвет может быть вызван окраской экзогенныхкомпонентов мочи, входящих и в состав камней. На дифрактограмме (рис. 4 б, в)выделяется отражение с максимальной интенсивностью при 2~10. Подобноесильное отражение в малых углах наблюдается для брушита (2~11.65),диттмарита (2~10.06), урата аммония (2~11.10) и дигидрата мочевой кислоты(2~10.11). Поиск соединений среди известных уратов и фосфатов в известныхбазах данных (табл.
1) и сопоставление их рентгенометрических данных с даннымиэтого образца позволил предположить, что камень состоит из ди(гидрата) мочевойкислоты с осью текстуры <010>. Однако в составе камня присутствует вторая фаза,которая не идентифицируется среди известных соединений мочевых камней.Результаты ИК-спектроскопии (рис. 4 г, табл. 3) показали, что в состав этогокамня входит вода и пуриновое основание (ди(гидрат) мочевой кислоты). Крометого, на ИК-спектре присутствуют слабые колебания ароматической группы,группы N=N, NO2-, и С-ОН. В области от 1000 до 500 см-1, присутствуют такназываемые «отпечатки пальцев», индивидуальные для каждого органическогосоединения [78]. При последовательном поиске по базе данных JCPDS по наиболеесильным дифракционным отражениям, не соответствующим дигидрату мочевойкислоты (JCPDS № 19-1996) найдено соединение - красный пигмент 3 (JCPDS №2836-1806).Колебанияфункциональныхгрупп,представленныхвтабл.3подтверждают структуру красного пигмента 3.Таблица 3.
Результаты ИК-спектрального анализа мочевого камня (рис. 4)Мочевой камень (рис. 4)1000-50035013439137515821450, 13001200Могут совпадать свазелиновым маслом1000Табличное значение«область отпечатков пальцев»3602-3502(OH)3500-34951400-1340(ОН)1577(-N=N-)1380, 1320(NO2-)1205, 1125(-C-OH)1350-1175(РО43-)1100-950(РО43-)3335-3030(NH4+)2900998, 9861750Пуриновоеоснование:мочевая кислотаВазелиновоемаслоТаким образом, мочевой камень состоит из ди(гидрата) мочевой кислоты спримесью красного пигмента 3 (JCPDS № 36-1806).Возникли трудности при определения состава фосфатных камней: апатитов иструвита в смеси с гексагидратом смешанного фосфата магния и калия.К апатитам относятся гидроксилапатит - Ca10(PO4)6(OH)2, карбонатапатитCa10(PO4)6(CO3) и карбонатгидроксилапатит - Ca10(PO4)3(CO3)3(OH)2 с пр.
гр. P63/m.ВбазеданныхPDF-2содержитсянаиболееполнаяинформациядлягидроксилапатита (JCPDS № 84-1998) (ПРИЛОЖЕНИЕ 4). Для карбонатапатитаCa10(PO4)6(CO3) даны рентгенометрические данные только для полиморфа с пр. гр.Ра (JCPDS № 35-0180) (ПРИЛОЖЕНИЕ 4) с низким значением фактора надежностииндицирования,адлякарбонатгидроксилапатитаCa10(PO4)3(CO3)3(OH)2приведены рентгенометрические данные (JCPDS № 19-0272), начиная с 2=25(ПРИЛОЖЕНИЕ 4), также с весьма неудовлетворительным значением факторанадежности.29По имеющимся структурным данным гидроксилапатита (ICSD 203027,ПРИЛОЖЕНИЕ 4) и карбонатапатита как разупорядоченного (ICSD 150309,Ca10(PO4)5.56(CO3)0.64), так и упорядоченного Ca10(PO4)6(CO3) (ICSD 167228)(ПРИЛОЖЕНИЕ 4) рассчитаны теоретические дифрактограммы (ПРИЛОЖЕНИЕ 4).Для гидроксилапатита вычисленные нами рентгенометрические данные полностьюсовпадают с приведенными в базе данных PDF-2 (JCPDS № 84-1998), которыетакже были рассчитаны по структурным данным (ICSD 203027) (ПРИЛОЖЕНИЕ 4).Что же касается карбонатапатита (ПРИЛОЖЕНИЕ 4), то в структурной базе данныхприведены координаты атомов для разупорядоченной фазы Ca10(PO4)5.56(CO3)0.64P63/m(ICSD150309),длякоторыхрассчитанынамитеоретическиедифрактограммы (ПРИЛОЖЕНИЕ 4), как и дифрактограммы для упорядоченногокарбонатапатитаCa10(PO4)6(CO3)(ICSD167228).Отличиямеждунимизаключаются в разной интенсивности ряда дифракционных отражений (2θ = 25.88,2θ = 28.08).ВПРИЛОЖЕНИИ4приведенырентгенометрическиеданныедлякарбонатгидроксилапатита Ca10(PO4)3(CO3)3(OH)2, рассчитанные по координатаматомовупорядоченнойфазы,которыехорошосогласуютсясданными,приведенными в JCPDS № 19-0272.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
