Методика определения химического состава мочевых камней

Для ка­чес­т­вен­но­го оп­ре­де­ле­ния хи­ми­чес­ко­го сос­та­ва мо­че­вых кам­ней ис­поль­зу­ют­ся клас­си­чес­кие ме­то­ды ана­ли­ти­чес­кой хи­мии. Ме­то­ди­ка пре­дус­мат­ри­ва­ет про­ве­де­ние ми­не­ра­ли­за­ции про­дук­та ме­то­дом "су­хо­го" озо­ле­ния с целью пос­ле­ду­юще­го ви­зу­аль­но­го ана­ли­за озо­лен­но­го ос­тат­ка кам­ня и оп­ре­де­ле­ния даль­ней­ше­го ал­го­рит­ма дей­ст­вий по оп­ре­де­ле­нию ор­га­ни­чес­ких и не­ор­га­ни­чес­ких суб­с­тан­ций.

Условия про­ве­де­ния ана­ли­за

При вы­пол­не­нии ана­ли­за кам­ней в ла­бо­ра­то­рии дол­ж­ны быть соб­лю­де­ны сле­ду­ющие ус­ло­вия:

температура воз­ду­ха (20 +- 5) ⁰С;

температура при при­го­тов­ле­нии рас­т­во­ров (20 +- 2) ⁰С;

относительная влаж­ность воз­ду­ха 50 - 80 %;

атмосферное дав­ле­ние 84,0 - 106,7 кПа.

Помещения для про­ве­де­ния ис­пы­та­ний дол­ж­ны быть ос­на­ще­ны при­точ­но-вы­тяж­ной вен­ти­ля­ци­ей и под­вод­кой во­ды.

Подготовка об­раз­ца кам­ня к ана­ли­зу

Образец про­мы­ва­ют дис­тил­ли­ро­ван­ной во­дой и вы­су­ши­ва­ют на филь­т­ро­валь­ной бу­ма­ге при ком­нат­ной тем­пе­ра­ту­ре.

Производят оп­ре­де­ле­ние внеш­не­го ви­да (еди­нич­ный­/мно­жес­т­вен­ные, глад­кий­/ше­ро­хо­ва­тый­, ро­го­вид­ный­, вос­ко­вид­ный­) и кон­сис­тен­ции.

Камень раз­ре­за­ют на час­ти; ес­ли об­на­ру­жи­ва­ет­ся ге­те­ро­ген­ность (ядро, вклю­че­ния и т. п.), фраг­мен­ты ис­сле­ду­ют от­дель­но.

Образец дро­бят, пе­ре­ти­ра­ют в ступ­ке и по­ме­ща­ют в фар­фо­ро­вую ча­шу на­вес­ку об­раз­ца, взве­шен­ную с пог­реш­нос­тью +- 0,01 г.

Минерализация об­раз­ца кам­ня ме­то­дом "су­хо­го" озо­ле­ния

Образец кам­ня обуг­ли­ва­ют на элек­т­роп­лит­ке до прек­ра­ще­ния вы­де­ле­ния ды­ма и по­ме­ща­ют ча­шу с про­бой в элек­т­ро­печь, при тем­пе­ра­ту­ре 250 ⁰С. Ми­не­ра­ли­за­цию про­во­дят пос­те­пен­но (на 100 ⁰С че­рез каж­дые 30 мин) по­вы­шая тем­пе­ра­ту­ру до 450 ⁰С и вы­дер­жи­ва­ют при этой тем­пе­ра­ту­ре в те­че­ние 3 ч.

Недопустимо вы­со­ко­тем­пе­ра­тур­ное (вы­ше 700 ⁰С) про­ка­ли­ва­ние об­раз­ца из-за воз­мож­но­го прев­ра­ще­ния кар­бо­на­тов и ок­са­ла­тов в ок­сид каль­ция.

Минерализацию про­во­дят до пос­то­ян­ной мас­сы.

Качественный ана­лиз кам­ня

Золу, по­лу­чен­ную в хо­де "су­хо­го" озо­ле­ния под­вер­га­ют ви­зу­аль­но­му ана­ли­зу с целью оп­ре­де­ле­ния даль­ней­ше­го ал­го­рит­ма дей­ст­вий по оп­ре­де­ле­нию ор­га­ни­чес­ких и не­ор­га­ни­чес­ких суб­с­тан­ций.

Камень сго­ра­ет с об­ра­зо­ва­ни­ем се­рой­, бе­лой зо­лы или силь­но обуг­ли­ва­ет­ся. Ко­ли­чес­т­во озо­лен­но­го ос­тат­ка ме­нее 1/5 от ис­ход­ной на­вес­ки.

Следовательно, он сос­то­ит из ор­га­ни­чес­ких ком­по­нен­тов: мо­че­вой кис­ло­ты, ксан­ти­на, цис­ти­на, ура­тов, 2,8-ди­гид­рок­си­аде­ни­на. При нез­на­чи­тель­ном ко­ли­чес­т­ве зо­лы нет не­об­хо­ди­мос­ти вы­пол­нять тес­ты на не­ор­га­ни­чес­кие ком­по­нен­ты, кро­ме ам­мо­ния.

Качественное оп­ре­де­ле­ние мо­че­вой кис­ло­ты (му­рек­сид­ная про­ба):

В фар­фо­ро­вой ча­ше или на плас­тин­ке для ка­пель­но­го ана­ли­за к не­боль­шо­му ко­ли­чес­т­ву под­го­тов­лен­но­го к ана­ли­зу кам­ня (по­ро­шок) при­бав­ля­ют 2-3 кап­ли рас­т­во­ра азот­ной кис­ло­ты кон­цен­т­ра­ци­ей 20 %, вы­па­ри­ва­ют до­су­ха на плит­ке со сла­бым наг­ре­вом или на ки­пя­щей во­дя­ной ба­не. Про­ба счи­та­ет­ся по­ло­жи­тель­ной­, ес­ли пер­во­на­чаль­ный цвет по­рош­ка (крас­ный или жел­тый с ко­рич­не­вым от­тен­ком) из­ме­ня­ет­ся на фи­оле­то­во-крас­ный пос­ле ох­лаж­де­ния и до­бав­ле­ния 2 кап­ли рас­т­во­ра NH4OH кон­цен­т­ра­ци­ей 10 %.

Примечание: иног­да при не­боль­шом объ­еме кам­ня пред­с­тав­ля­ет­ся воз­мож­ным про­ка­лить его на пет­ле в пла­ме­ни го­рел­ки на воль­ф­ра­мо­вой про­во­ло­ке. При этом ка­мень из мо­че­вой кис­ло­ты тле­ет без пла­ме­ни.

Качественное оп­ре­де­ле­ние ксан­ти­на:

ксантин не да­ет му­рек­сид­ной про­бы; он рас­т­во­ря­ет­ся в рас­т­во­ре HNO3 с кон­цен­т­ра­ци­ей 20 % с об­ра­зо­ва­ни­ем жел­то­го ос­тат­ка, ме­ня­юще­го цвет на оран­же­вый в при­сут­с­т­вии ще­ло­чи и на крас­ный - при наг­ре­ва­нии. Для оп­ре­де­ле­ния ксан­ти­на в при­сут­с­т­вии мо­че­вой кис­ло­ты пред­ло­же­на ре­ак­ция с ди­азо­ти­ро­ван­ной суль­фа­ни­ло­вой кис­ло­той.

Примечание: иног­да при не­боль­шом объ­еме кам­ня пред­с­тав­ля­ет­ся воз­мож­ным про­ка­лить его на пет­ле в пла­ме­ни го­рел­ки. При этом ка­мень из ксан­ти­на тле­ет без пла­ме­ни.

Для ка­чес­т­вен­но­го оп­ре­де­ле­ния цис­ти­на име­ет­ся два тес­та.

Тест 1(qu­ick-test): на­вес­ку по­рош­ка кам­ня не ме­нее 5 мг по­ме­ща­ют в про­бир­ку, до­бав­ля­ют 1 см3 рас­т­во­ра Na­OH кон­цен­т­ра­ци­ей 5 % и наг­ре­ва­ют на ки­пя­щей во­дя­ной ба­не или в пла­ме­ни го­рел­ки 1 - 2 мин до по­яв­ле­ния ли­мон­но-жел­той ок­рас­ки. При даль­ней­шем под­кис­ле­нии рас­т­во­ром HCl кон­цен­т­ра­ци­ей 10 % рас­т­вор обес­ц­ве­чи­ва­ет­ся и по­яв­ля­ет­ся ха­рак­тер­ный за­пах се­ро­во­до­ро­да.

Тест 2: на­вес­ку по­рош­ка кам­ня не ме­нее 5 мг по­ме­ща­ют в про­бир­ку, до­бав­ля­ют 1 см3 рас­т­во­ра HCl кон­цен­т­ра­ци­ей 2 моль/дм3. Пос­ле рас­т­во­ре­ния на­вес­ки при­бав­ля­ют 1 см3 рас­т­во­ра Na­OH кон­цен­т­ра­ци­ей 2 моль/дм3 и 1 см3 ци­ани­да нат­рия кон­цен­т­ра­ци­ей 5 %. Ос­тав­ля­ют на нес­коль­ко ми­нут, за­тем при­бав­ля­ют нес­коль­ко ка­пель 5 % рас­т­во­ра нит­роп­рус­си­да нат­рия. Ин­тен­сив­ное пур­пур­ное ок­ра­ши­ва­ние ука­зы­ва­ет на при­сут­с­т­вие цис­ти­на.

Примечание: иног­да при не­боль­шом объ­еме кам­ня пред­с­тав­ля­ет­ся воз­мож­ным про­ка­лить его на пет­ле в пла­ме­ни го­рел­ки. При этом ка­мень из цис­ти­на го­рит си­не­ва­тым пла­ме­нем, да­ет рез­кий за­пах ди­ок­си­да се­ры и ос­тав­ля­ет обуг­лен­ный оса­док.

Камень не го­рит (мас­са на­вес­ки об­раз­ца до и пос­ле про­ве­де­ния цик­ла ми­не­ра­ли­за­ции из­ме­ня­ет­ся нез­на­чи­тель­но). Воз­мож­но толь­ко лег­кое обуг­ли­ва­ние из-за при­сут­с­т­вия ма­лых ко­ли­честв ор­га­ни­чес­ких ком­по­нен­тов.

Качественное оп­ре­де­ле­ние кар­бо­на­тов:

на пред­мет­ном стек­ле или плас­тин­ке для ка­пель­но­го ана­ли­за к не­боль­шо­му ко­ли­чес­т­ву под­го­тов­лен­но­го к ана­ли­зу кам­ня (по­ро­шок) при­бав­ля­ют 3-4 кап­ли рас­т­во­ра азот­ной кис­ло­ты кон­цен­т­ра­ци­ей 10 %. Про­ба счи­та­ет­ся по­ло­жи­тель­ной­, ес­ли про­ис­хо­дит вспе­ни­ва­ние на по­вер­х­нос­ти про­бы (вы­де­ля­ет­ся СО2). Де­ла­ют зак­лю­че­ние о со­дер­жа­нии кар­бо­на­тов и пред­по­ла­га­ют при­сут­с­т­вие фос­фа­тов, т. к. СО32- встре­ча­ет­ся в мо­че­вых кам­нях за­час­тую в фор­ме кар­бо­нат-апа­ти­та.

Качественное оп­ре­де­ле­ние каль­ция:

к на­вес­ке по­рош­ка кам­ня мас­сой 2-3 мг, взве­шен­ной в ста­ка­не вмес­ти­мос­тью 50 см3 до­бав­ля­ют от­ме­рен­ные пи­пет­кой 3,0 см3 дис­тил­ли­ро­ван­ной во­ды, 1,0 см3 аце­та­та нат­рия кон­цен­т­ра­ци­ей 20 % и 1,0 см3 рас­т­во­ра ок­са­ла­та ам­мо­ния кон­цен­т­ра­ци­ей 5 %. Наг­ре­ва­ют рас­т­вор на плит­ке со сла­бым наг­ре­вом до ки­пе­ния, за­тем до­бав­ля­ют из­бы­ток рас­т­во­ра ок­са­ла­та нат­рия кон­цен­т­ра­ци­ей 20 %. Рас­т­вор вы­дер­жи­ва­ют при тем­пе­ра­ту­ре 20 - 25 0С в те­че­ние не­ко­то­ро­го вре­ме­ни. В дан­ном опы­те вна­ча­ле воз­мож­но по­яв­ле­ние мут­нос­ти, т.к. осаж­де­ние ок­са­ла­та каль­ция мо­жет ид­ти очень мед­лен­но (до 2 ч). По­яв­ле­ние осад­ка сви­де­тель­с­т­ву­ет о при­сут­с­т­вии каль­ция.

Примечание: в боль­шин­с­т­ве слу­ча­ев дос­та­точ­но про­вес­ти ре­ак­цию на ок­са­ла­ты, что­бы су­дить о при­сут­с­т­вии каль­ция.

Качественное оп­ре­де­ле­ние ок­са­ла­тов:

навеску по­рош­ка кам­ня мас­сой 5 мг сме­ши­ва­ют с 10 мг по­рош­ка ре­зор­ци­на на плас­тин­ке для ка­пель­но­го ана­ли­за и при­бав­ля­ют 2-3 кап­ли кон­цен­т­ри­ро­ван­ной H2SO4. Смесь наг­ре­ва­ют на во­дя­ной ба­не. Так как Ре­зор­цин в силь­но­кис­лой сре­де об­ра­зу­ет ок­ра­шен­ные со­еди­не­ния с ди­кар­бо­но­вы­ми кис­ло­та­ми, то по­яв­ле­ние ин­тен­сив­но-си­ней (не зе­ле­ной­!) ок­рас­ки ука­зы­ва­ет на при­сут­с­т­вие ок­са­ла­тов.

Для ка­чес­т­вен­но­го оп­ре­де­ле­ние маг­ния име­ет­ся два тес­та.

Тест 1: рас­т­вор, по­лу­чен­ный при оп­ре­де­ле­нии каль­ция филь­т­ру­ют, филь­т­рат под­ще­ла­чи­ва­ют ам­ми­аком (до рН = 9,0) и до­бав­ля­ют нес­коль­ко ка­пель рас­т­во­ра фос­фа­та нат­рия кон­цен­т­ра­ци­ей 10 %. В при­сут­с­т­вии маг­ния по­яв­ля­ет­ся крис­тал­ли­чес­кий оса­док маг­ний­ам­мо­ний­фос­фа­та.

Тест 2 (с маг­не­зо­ном): Ос­та­ток по­рош­ка кам­ня пос­ле оп­ре­де­ле­ния кар­бо­на­тов или ам­ми­ака пе­ре­но­сят в фар­фо­ро­вую чаш­ку, до­бав­ля­ют 1,2 - 1,5 см3 (25 ка­пель) рас­т­во­ра со­ля­ной кис­ло­ты кон­цен­т­ра­ци­ей 10 %, наг­ре­ва­ют на ки­пя­щей во­дя­ной ба­не 1 - 2 мин, за­тем под­ще­ла­чи­ва­ют из­быт­ком рас­т­во­ра ам­ми­ака, кон­цен­т­ра­ци­ей 10 % (до рН = 9,0). Нес­мот­ря на воз­мож­ное об­ра­зо­ва­ние мут­нос­ти/осад­ка, до­бав­ля­ют 2 - 3 см3 дис­тил­ли­ро­ван­ной во­ды, 2 см3 рас­т­во­ра Na­OH кон­цен­т­ра­ци­ей 10 % и 2 кап­ли рас­т­во­ра маг­не­зо­на. В при­сут­с­т­вии маг­ния ок­рас­ка маг­не­зо­на из­ме­ня­ет­ся с фи­оле­то­вой на си­нюю.

Качественное оп­ре­де­ле­ние фос­фа­тов:

в фар­фо­ро­вой ча­ше или на плас­тин­ке для ка­пель­но­го ана­ли­за к не­боль­шо­му ко­ли­чес­т­ву под­го­тов­лен­но­го к ана­ли­зу кам­ня (по­ро­шок) при­бав­ля­ют 2-3 кап­ли рас­т­во­ра азот­ной кис­ло­ты кон­цен­т­ра­ци­ей 20 %, вы­па­ри­ва­ют до­су­ха на плит­ке со сла­бым наг­ре­вом или на ки­пя­щей во­дя­ной ба­не и до­бав­ля­ют 2 кап­ли рас­т­во­ра NH4OH кон­цен­т­ра­ци­ей 10 % (как при про­ве­де­нии му­рек­сид­ной про­бы). За­тем до­бав­ля­ют 1 кап­лю HNO3 кон­цен­т­ра­ци­ей 20 % и 2 - 3 кап­ли на­сы­щен­но­го вод­но­го рас­т­во­ра мо­либ­да­та ам­мо­ния. Смесь наг­ре­ва­ют на во­дя­ной ба­не. Тест счи­та­ет­ся по­ло­жи­тель­ным, ес­ли при наг­ре­ва­нии сме­си по­яв­ля­ет­ся ха­рак­тер­ное для фос­фо­ро­мо­либ­да­та жел­тое ок­ра­ши­ва­ние.

Одновременно с про­бой кам­ня в ча­шу без на­вес­ки кам­ня (кон­т­роль­ная ча­ша) вно­сят те же ко­ли­чес­т­ва ре­ак­ти­вов, что и в ча­шу с на­вес­кой для кон­т­ро­ля чис­то­ты по­су­ды и ре­ак­ти­вов.

Примечание: Тест мож­но вы­пол­нять с ос­тат­ком пос­ле му­рек­сид­ной про­бы.

Качественное оп­ре­де­ле­ние ам­ми­ака:

навеску по­рош­ка кам­ня не ме­нее 5 мг по­ме­ща­ют в про­бир­ку, до­бав­ля­ют 1 см3 рас­т­во­ра Na­OH кон­цен­т­ра­ци­ей 10 % и наг­ре­ва­ют на ки­пя­щей во­дя­ной ба­не или в пла­ме­ни го­рел­ки. В при­сут­с­т­вии NH4+ вы­де­ля­ет­ся ам­ми­ак, об­на­ру­жи­ва­емый по из­ме­не­нию цве­та уни­вер­саль­ной ин­ди­ка­тор­ной бу­ма­ги в ще­лоч­ную сто­ро­ну.

Можно так­же ис­поль­зо­вать ре­ак­тив Нес­сле­ра (K2[HgI4]): кап­лю ре­ак­ти­ва по­ме­ща­ют в ка­пил­ляр, встав­лен­ный в ре­зи­но­вую проб­ку, зак­ры­ва­ют про­бир­ку с ре­ак­ци­он­ной смесью и наг­ре­ва­ют. В при­сут­с­т­вии ам­ми­ака в ка­пил­ля­ре по­яв­ля­ет­ся жел­то-ко­рич­не­вый оса­док ами­до­и­оди­да.

Камень не го­рит (мас­са на­вес­ки об­раз­ца до и пос­ле про­ве­де­ния цик­ла ми­не­ра­ли­за­ции из­ме­ня­ет­ся нез­на­чи­тель­но), но чер­не­ет.

Следовательно, он сос­то­ит из сме­си ми­не­раль­ных и ор­га­ни­чес­ких ве­ществ.

В этом слу­чае ка­мень под­вер­га­ют сле­ду­юще­му ана­ли­зу:

1) По­ро­шок кам­ня, под­го­тов­лен­но­го к ана­ли­зу рас­т­во­ря­ют в ки­пя­щей во­де и го­ря­чим филь­т­ру­ют, филь­т­рат вы­па­ри­ва­ют до не­боль­шо­го объ­ема, под­кис­ля­ют со­ля­ной кис­ло­той и ос­тав­ля­ют на 2 ча­са. Ес­ли об­ра­зу­ет­ся оса­док, его филь­т­ру­ют, оса­док ис­сле­ду­ют на при­сут­с­т­вие мо­че­вой кис­ло­ты и ура­тов, филь­т­рат - на NH4+.

Для сме­шан­ных кам­ней оп­ре­де­ле­ние ок­са­ла­та и му­рек­сид­ную про­бу мож­но про­во­дить на пред­мет­ных стек­лах, не рас­т­во­ряя ма­те­ри­ал.

2) Ес­ли по­ро­шок не рас­т­во­рил­ся в го­ря­чей во­де, его рас­т­во­ря­ют в кон­цен­т­ри­ро­ван­ной со­ля­ной кис­ло­те. Бур­ное вы­де­ле­ние га­за ука­зы­ва­ет на при­сут­с­т­вие кар­бо­на­тов. Со­ля­но­кис­лый рас­т­вор ней­тра­ли­зу­ют ам­ми­аком и ис­поль­зу­ют для от­к­ры­тия Ca2+ и Mg2+. Не­рас­т­во­ри­мый в со­ля­ной кис­ло­те ос­та­ток про­бы от­филь­т­ро­вы­ва­ют и ис­сле­ду­ют его на на­ли­чие мо­че­вой кис­ло­ты или ксан­ти­на.