尿鈣快速檢測試劑盒的研制

梁芳慧 ，靳丹虹 ，李霖 ，董麗丹 ，藺首睿 ，牛艷秋

1.長春醫學高等專科學校，吉林長春 130031；2.吉林省殘疾人康復中心，吉林長春 130000

鈣雖然是微量元素，但是維持機體正常生長發育和健康必不可少的金屬元素，除了以無機鹽形式構成機體的結構成分外，其余則以離子形式參與機體許多重要的生理、生化過程[1-2]。尿鈣直接關系人體健康狀況，例如，可對孕婦妊娠期做出早期的診斷，當尿鈣含量過高時，孕婦可能患有高鈣尿癥和腎結石、甲亢、維生素D中毒、白血病、多發性骨髓瘤等疾病；當尿鈣含量過低時，孕婦可能患有甲狀旁腺機能低下、維生素D缺乏、小兒手足抽搐、惡性腫瘤骨轉移、腎病綜合征、急性胰腺炎等疾病[3-5]。正常人尿鈣含量在2.5～7.5 mmol/24 h，正常成年人的尿鈣含量在3.0 mmol/24 h，健康兒童尿鈣含量在4.0 mmol/24 h，孕婦尿鈣含量在7.0 mmol/24 h[6]。因此，尿鈣的測定對于診斷多種疾病具有重要意義，是臨床上必不可少的生化指標。

目前，測定尿鈣的方法有原子吸收光譜法[7-9]、EDTA滴定法[10]等，這些方法操作復雜，需要專業檢驗人員和專業設備，難以實現家庭的快速檢測。該研究了一種尿鈣快速檢測試劑盒，操作簡單，測定準確（靈敏度=0.001 mol/L），測定速度快，價格便宜，可以實現家庭定期、快速測定尿鈣含量。

表2 10個實際尿液樣品中尿鈣的測試結果

2 檢測原理

該研究利用鈣指示劑與鈣離子發生顯色反應，作為尿鈣的基本檢測原理。鈣指示劑結構如圖1所示。

圖1 鈣指示劑結構圖

在pH＞12的堿性條件下，游離鈣指示劑呈藍色，當有鈣離子存在時，和鈣指示劑結合形成紫紅色絡合物。

預先在尿鈣快速檢測試劑盒中預制一定量EDTA，利用EDTA與鈣的結合常數大于鈣指示劑的性質，當試劑盒中樣品反應后呈紫紅色，說明鈣離子濃度高于EDTA，檢測結果呈陽性（+）；反之，呈藍色，檢測結果呈陰性（-）。

3 實驗部分

3.1 儀器與試劑

EDTA、NaOH、鈣指示劑、酒石酸鉀鈉、氯化鈉和乙醇購于國藥集團化學試劑有限公司，均為分析純（A.R.）。實驗用水為二次蒸餾水。定量對比實驗使用的原子吸收光譜儀為日本島津公司生產的AA-6800石墨爐原子吸收光譜儀。

3.2 溶液的配置

EDTA標準溶液：準確配制0.100 mol/L EDTA溶液（用鋅標準溶液滴定）。

NaOH溶液：稱取40 g NaOH和1.0 g酒石酸鉀鈉于100 mL容量瓶中，加水至刻線。

鈣指示劑：稱取0.1 g鈣指示劑和10 g氯化鈉固體，充分研磨均勻。取混合物1.0 g加入5 mL乙醇溶解，取上層清液使用。

3.3 EDTA用量的計算

按照鈣離子與EDTA 1∶1絡合，加入樣品量為5 mL，計算不同濃度鈣離子需要使用的EDTA標準溶液用量。計算公式如下計算得用量情況見表1。

表1 測定不同濃度鈣離子所需EDTA標準溶液的量

3.4 試劑盒的制作

試劑盒采用帶蓋的直徑3 cm圓形白色塑料盒。在盒身中內加入0.1 mL NaOH溶液，和對應不同濃度鈣離子的相應體積EDTA標準溶液，混合均勻；在盒蓋中加入0.5 mL鈣指示劑。兩者于80℃烘干，大約3～4 h。將盒身與盒蓋蓋緊，于陰涼干燥處保存。

3.5 試劑盒的使用

打開試劑盒盒蓋，加入3 mL樣品，蓋上盒蓋，使樣品與試劑盒中試劑充分混合。打開盒蓋，觀察試劑盒內顏色變化。

當溶液呈藍色，說明樣品中鈣離子濃度小于試劑盒標識的鈣離子濃度，檢測結果呈陰性（-）；當溶液呈紫紅色，樣品中鈣離子溶液大于試劑盒標示的鈣離子的濃度，檢測結果呈陽性（+）。實驗現象如圖2所示。

圖2 陰性（-）藍色和陽性（+）紅色樣品檢測結果

4 結果與討論

4.1 顯色劑的選擇

常使用的鈣離子顯色劑主要有鉻藍黑R、鈣-羧酸和鈣黃綠素3種，其中鈣-羧酸指示劑通常被簡稱為鈣指示劑，在pH＞12的堿性環境中，與鈣離子變色靈敏，顏色易區別，同時可以消除鎂離子等的干擾。因此，本研究選擇使用鈣指示劑作為顯色劑。由于鈣指示劑在水和乙醇溶液中都不穩定，不利于存儲，所以該研究將其乙醇溶液烘干，可利于長期保存。

4.2 緩沖溶液的選擇及其用量

反應體系需要較強的堿性，只有在pH＞12時才會發生顯色反應，所以選擇NaOH溶液作為緩沖體系，可以簡單的得到較強的堿性環境。由于在烘干過程中，部分NaOH溶液會吸收空氣中的CO2，形成少量Na2CO3，減少了NaOH的有效含量，因此在配制試劑盒時加入了過量的NaOH溶液。

4.3 共存離子的干擾

由于測試環境在pH＞12下，常見的干擾離子Mg2+，形成沉淀，不會影響測試結果。干擾離子Fe3+和Al3+，可以通過加入酒石酸鉀鈉做為掩蔽劑予以消除。

4.4 檢測結果的驗證

為了驗證尿鈣快速檢測試劑盒的準確性，我們采用原子吸收光譜法對采集到的10個實際尿液樣品進行了測試。原子吸收光譜標準曲線如圖3所示。

圖3 鈣離子溶液的標準曲線

10個實際尿液樣品的測試結果如表2所示，結果顯示，尿鈣快速檢測試劑盒結果準確，可用于實際樣品中尿鈣含量的半定量檢測。

“-”表示試劑盒顯藍或藍紫色，樣品含鈣量少于相應試劑盒的量（3 mmol/L或2 mmol/L）“+”表示試劑盒顯紫紅色，樣品含鈣量大于相應試劑盒的量（3 mmol/L或

2 mmol/L）。

5 總結

該研究是尿鈣快速檢測試劑盒可以快速測定樣品中鈣離子的含量，穩定性好、準確度高、靈敏度高，使用方便，無需專業設備和專門化驗人員，價格便宜，可以實現尿鈣的迅速測定，隨時檢測身體的健康狀況。

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