Тест-полоски для анализа мочи

Принципы, значение и ограничения тестов

Для химического анализа предпочтительны пробы первой утренней мочи, так как она наиболее концентрированная и ее анализ даёт больше шансов исключить получение ложноотрицательных (негативных) результатов. Химический анализ мочи проводят с целью качественного и полуколичественного выявления химических водорастворимых соединений, отсутствующих в нормальной моче. Появление в моче таких соединений отражает наличие либо патологии почек, либо нарушение метаболизма.

Содержание статьи:

• Методы химического анализа мочи.
• Контроль качества химического анализа мочи.
• Возможные источники ошибок при химическом анализе мочи.

Тест-полоски – принципы химических тестов мочи для определения концентрации разных компонентов (описание теста, использование и ограничения, значение тест-полоски, недостатки, альтернативные химические тесты), смотрите по каждому компоненту:

• Глюкоза.
• Билирубин мочи.
• Кетоны.
• Удельный вес мочи.
• Кровь.
• Определение рН.
• Белок в моче.
• Уробилиноген мочи.
• Нитриты.
• Выявления лейкоцитов в моче.
• Лейкоцитарная эстераза.

Методы химического анализа мочи

Наиболее широко применяемый метод для обнаружения присутствуя различных компонентов — метод сухой химии с использованием разных типов тест-полосок для анализа мочи — результаты анализа получают быстро и легко интерпретируют.

Тест-полоски, стрипты представляют собой пластиковые или бумажные полоски, на которых сорбированы реагенты, образующие определенного цвета окрашивание с выявляемым соединением. С целью возможности полуколичественного определения того или иного соединения тест-полоска разделена на сегменты, окраска одного из них определяется количеством метаболита в моче, изменение цвета сегмента полоски на соответствующий метаболит сравнивают с диаграммой.

Тест-полоски позволяют определить наличие: белка, глюкозы, кетоновых тел, билирубина, нитритов, измерять рН и удельный вес мочи.

Наличие или отсутствие этих компонентов служит  информацией о состоянии углеводного обмена, функции почек и печени, а также кислотно-щелочного баланса пациента.

Тест-полоски используются только один раз и выбрасывается, каждая упаковка полосок содержит точную инструкцию их использования для получения достоверных результатов. Диаграмма сравнения цвета, как правило, размещается на этикетке емкости тест-полосок — положительные результаты некоторых тестов, возможно, потребуется подтвердить путем повторного определения.

Контроль качества химического анализа мочи

Качество стриптов должно быть проверено путем тестирования полосы с положительным и отрицательным контролем исследуемой жидкости. Положительный контроль – точно содержит определяемый метаболит, отрицательный – точно этот метаболит не содержится в моче. Если результаты контроля не соответствуют тем, что заявляет производитель, то анализ с этим набором стриптов не может быть выполнен, пока не определяется причина ошибки. Причины неточных результатов могут быть следствием неправильного хранения и/или использования полос после истечения срока годности или их загрязнения.

Выполнение химических тестов с использованием
тест-полосок, требования к сбору

Моча должна быть собрана с соблюдением соответствующих требований, исключающих ее загрязнение, и проанализирована в течение часа после взятия пробы. Если анализы не могут быть выполнены в течение часа, то проба помещается в холодильник (годна до 8 часов). Пробы, хранящиеся в холодильнике, перед тестированием должны нагреться до комнатной температуры, осторожно, но тщательно перемешаны.

Химическое тестирование выполняется путем погружения тест-полоски в свежую мочу на определенный период времени (он указывается в инструкции). Изменение цвета на участках полоски визуально сравнивают с цветовой шкалой на соответствующий тест. Считывание цвета можно осуществлять и с помощью электронных фотометров, которые отображает плотность окраски на дисплее. Автоматизация оценки цвета полос исключает технические ошибки в оценке цветов.

Возможные источники ошибок при химическом анализе мочи

• Тестирование проб из холодильника без предварительного доведения их температуры до комнатной приводит к замедлению реакции;
• Плохое перемешивание пробы мочевой жидкости может привести к ложным заниженной или отрицательной реакции на крови и лейкоциты: необходимо  хорошо перемешивать пробу мочи перед погружением тест-полоски;
• Удлинение времени погружения полоски в жидкость приводит к вымыванию реактивов с полоски.

Наличие глюкозы в моче называют глюкозурией. Глюкозурия свидетельствует о том, что уровень глюкозы в крови превышает почечный порог: величина клубочковой фильтрации превышает  возможности канальцевой реабсорбции (9-10 ммоль/л). Подобная ситуация может наблюдаться при сахарном диабете или почечной глюкозурии – нарушении механизма канальцевой реабсорбции глюкозы. Тест-полоска специфична для глюкозы, так как использует ферменты глюкозооксидазу и пероксидазу, которые вступают в реакцию с глюкозой с образованием цвета от зеленого (низкая концентрация) до коричневого  (высокая концентрация глюкозы).

Определение уровня глюкозы в крови используется для мониторинга лиц с диабетом. Когда уровень глюкозы в крови поднимается выше 1600 мг / л, глюкоза обнаруживается в моче. Следовательно, глюкозурия может быть первым показателем наличия диабета или другого заболевания, сопровождающегося гипергликемией.

Тесты с сульфатом меди не должна использоваться для выявления глюкозы в моче, потому что реагент вступает в реакцию со многими восстанавливающими веществами. Тест сульфата меди может быть использован для скрининга новорожденных на галактозурию и другие врожденные  нарушения углеводного обмена,  сопровождающиеся экскрецией сахаров, в том числе и глюкозы в мочу.

Химический анализ на глюкозу в моче

Принцип теста Глюкозооксидаза Глюкоза + 02 +2 H20  –––>  глюконовая кислота + H202 Пероксидаза хрена 3H202 + Kl  –––>  KI03 + 3 H20 Пероксид реагирует с йодидом калия или другим хромогеном, образуя окрашенный продукт Читать через 30 с Если окраска тест-полоски не изменилась – глюкоза в моче отсутствует.

Использование и ограничения  химического теста
обнаружение глюкозы в моче

Значение теста

• Сахарный диабет.
• Почечная глюкозурия.

Недостатки теста

• Помехи: восстановители и кетоны.
• Определяет только глюкозу, а не другие сахара.
• Почечный порог должен быть принят во внимание, для того чтобы выяснить причину присутствия глюкозы в моче.

Альтернативные реакции обнаружения глюкозы в моче

• CuSO₄  –  тест для восстанавливающих сахаров

Билирубин мочи

Билирубин – продукт распада гемоглобина, который определяет насыщенный желтый цвет мочи и может быть показателем заболеваний печени, гепатитов или обструкции желчных протоков. С пробами мочи, предположительно содержащих билирубин, следует проявлять осторожность в связи с возможностью инфицирования вирусом гепатита. Образцы  мочи  должны быть защищены от света, пока не завершены исследования, так как прямой свет  вызывает разложение билирубина. Тест на билирубин основан на развитии окраски при взаимодействии билирубина с красителем. Билирубин в моче печеночного происхождения, и положительный тест мочи на билирубин указывает на заболевания печени или наличия гепатобилиарной обструкции.

Химический тест на билирубин в моче

Принцип теста Кислая реакция среды Билирубин + Диазо соль  –––>  азобилирубин Читать через 30 с Если окраска тест-полоски не изменилась – реакция отрицательная, билирубин в моче отсутствует.

Использование и ограничения химического
определения билирубина в моче

Значение тест-полоски

• Повышение прямого билирубина коррелирует с уробилиногеном и билирубином в сыворотке крови

Недостатки

• Интерференция: длительное воздействие света на пробу
• Определяется только прямой билирубин

Альтернативные химические тесты на билирубин

• Иктотест (более чувствительные таблетки, принцип анализа тот же).
• Определение прямого и общего билирубина в сыворотке более информативно.

Кетоны

Когда организм не полностью метаболизирует жиры, кетоны появляются в моче. Появление кетонов в моче называют кетонурия. Тест на кетоны  основан на взаимодействии кетонов с нитропруссидом в результате с образованием цветного комплекса от светло-розового до бордового. Кетонурия может присутствовать при диабете и голодании.

Так как кетоны при комнатной температуре испаряются, моча должна быть плотно закрыта и охлаждена, если ее оперативно не исследовали.

Кетоны, кетоновые тела образуются в избытке при сахарном диабете 1 типа. При диабете избыток кетокислот в крови может вызвать опасные для жизни ацидоз и кому. Появление кетокислот и их солей в моче вызывает кетонурией. Кетоны также обнаруживается в моче при ряде других состояний, включая лихорадку, беременность, болезни накопления гликогена, у лиц с диетой, ограниченной по углеводам.

Химический анализ кетонов (кетоновых тел) в моче

Кетоновыми телами называют три метаболита: ацетон, ацетоуксусную кислоту и бета-оксимасляную кислоту.

Принцип теста Ацетоуксусная кислота + нитропруссид –––>  Цветной комплекс Читать через 40 с Если окраска тест полоски не изменилась – реакция отрицательная, кетоновые тела отсутствуют в моче.

Использование и ограничения химического обнаружения кетонов в моче

Значение

• Диабетический кетоацидоз
• Длительное голодание

Недостатки

• Интерференция: просроченные реагенты (разложение под действием влажного воздуха)
• Измеряет только ацетоуксусную кислоту

Альтернативные химические тесты на кетоны

• Кетостикс (более чувствительные таблетки той же версии анализа)
• Определение глюкозы в сыворотке крови для подтверждения сахарного диабета.

Химический анализ удельного веса мочи

Удельный вес раствора представляет собой отношение веса данного объема раствора (моча) к весу равного объема воды. Удельный вес мочи показывает концентрацию растворенных твердых веществ, таких как мочевина, фосфаты, хлориды, белки, присутствующие в моче. Нормальный удельный вес составляет 1,005 -1,030 с большинством нормали падения между 1,010 и 1,025. Чем выше число более концентрированной моче.

Принцип теста Х* + полиметил-виниловый эфир/малеиновый ангидрид Х* — полиметил-виниловый эфир/малеиновая кислота + H* H* взаимодействует с бромфеноловым синим с образованием окрашенного комплекса. Читать через 2 мин Если окраска тест полоски не изменилась, то удельный вес мочи в диапазоне 1.003-1035. Моча не разбавленная.

Использование и ограничения  химического теста
определение удельного веса мочи

Значение

 Недостатки

• Интерференция: щелочная моча
• Не измеряет неионизированные растворенные вещества (например, глюкозу)

Альтернативные  тесты определения удельного веса мочи

• Рефрактометрия
• Ареометр
• Определение осмоляльности (обычно используется в тесте лишения воды).

Кровь

Наличие крови в моче может указывать на инфекцию или травму мочевыводящих путей или кровотечение в почках. При положительном тесте цвет варьирует от оранжевого через зеленый до темно-синего. Тест обнаруживает аномальные уровни гемоглобина, что может быть вызвано чрезмерным разрушением эритроцитов, заболеваниями клубочков почек или инфекциями мочевыводящих путей, злокачественными опухолями и травмами почек или мочевого тракта.

Химический анализ выявления крови в моче

Принцип теста Лизис эритроцитов крови лизирующим агентом Диизопропилбензен дигидропероксид + Гем тетраметилбензидин   —> окрашенный комплекс Читать через 60 с Если окраска тест полоски не изменилась – реакция отрицательная, кровь в моче отсутствует. Чувствительность: 10 эритроцитов.

Использование и ограничения химического теста
обнаружения крови в мочи

Значение

• Гематурия (нефрит, травма и т.д.)
• Гемоглобинурия (гемолиз, и т.д.)
• Миоглобинурия (острый некроз скелетных мышц и т.д.)

Недостатки

•  Интерференция: восстановители, микробные пероксидазы.
•  Не позволять дифференцировать перечисленные состояния.

Альтернативные химические тесты обнаружения крови в моче

• Микроскопическое исследование мочи
• Цитология мочи
  

Химический анализ определения рН

Степень кислотности или щелочности мочи характеризуется рН:

• pH ниже 7 указывает на кислую реакцию мочи;
• рН выше 7 указывает на щелочность мочи.
• Нормальная, только что выпущенная моча имеет рН в пределах 5,5 — 8,0.

рН мочи может меняться в зависимости от состава пищи, лекарств, болезни почек и метаболических заболеваний, таких как сахарный диабет. Цвет на сегментах тест полоски на рН обычно колеблется от желто-оранжевого для кислого рН до зелено-голубого для щелочного рН. Определение рН полезно для определения метаболических или респираторных нарушений кислотно-щелочного баланса. Например, заболевания почек часто приводит
к удерживанию H⁺ (снижение экскреции кислоты, канальцевый ацидоз). рН меняется в зависимости от диеты человека, моча кислая у тех, кто ест мясо, но более щелочная у вегетарианцев. Знание рН также полезно для классификации кристаллов мочи. В кислой моче обычно встречаются кристаллы мочевой кислоты, ураты, оксалаты, в то время как в щелочной моче обычно находят фосфаты и карбонаты.

Принцип теста H+ взаимодействует с образованием окрашенного комплекса (двойная система показателей) с: метиловым красным (при высокой концентрации H+, низкий рН) и бромтимоловым синим (при низкой концентрации H+, высокий рН), Читать: до 2-х мин Окраска тест полоски не изменяется при рН от 4,5 до 8,5 (диапазон нормальной мочи)

Использование и ограничения химического теста
определения рН мочи

Значение

• Кислая (менее 4,5): метаболический ацидоз, богатая белками диета

• Щелочная (более 8,0): ацидоз почечных канальцев (> 5.5)

Недостатки

•  Интерференция: бактериального роста (щелочной или кислой),
•  «Наезд эффект» эффект накладки  белка накладка на площадку  индикатора рН

Альтернативные химические тесты определения рН мочи

•  Титруемая кислотность
•  Определения кислотно-основного состояния крови, газы крови.

Химический анализ на белок в моче

Присутствие белка в моче называется протеинурия. Белок в моче – важный показатель почечной недостаточности, но может быть вызван и другими причинами. При постоянном рН при наличии белка в моче на тест полоске появляется зеленый цвет разных оттенков. Цвет варьируют от желтого – отсутствие белка (негативная реакция) до желто-зеленого или зеленого – положительная реакция.

Тест на белок намного более чувствителен к альбумину, чем глобулинам. Альбумин играет важную роль в определении наличия повреждения клубочков. Клубочек представляет сеть капилляров, который фильтрует низкомолекулярные растворенные вещества с невысоким молекулярным весом, такие как мочевина, глюкоза и соли, но обычно предотвращает прохождение белка или клеток из крови в фильтрат. Альбумин появляется в моче, когда клубочковые мембраны повреждены, при состоянии, которое называется гломерулонефрит.

Принцип теста В буферном растворе с рН 3,5 тетрабромфенол голубой образует с белком окрашенный комплекс. Цвет сегментов тест полоски определяется содержанием белка в моче Читать в пределах 60 с.

Причины протеинурии

Функциональная Тяжелая мышечная работа Беременность

Ортостатическая протеинурия

Ренальная Гломерулонефрит Нефротический синдром Опухоли почек или инфекции

Преренальная Лихорадка Почечная гипоксия Гипертония

Постренальная Цистит Загрязнение вагинальными выделениями

Нефротический синдром (больше 3,5 г/л в суточной моче)

Первичный

• Липоидный нефроз (тяжелый)
•  Мембранный гломерулонефрит
• Мембранопролиферативный гломерулонефрит

Вторичный

•  Сахарный диабет
• Системная красная волчанка
• Амилоидоз и другие инфильтративные заболевания
• Тромбоз почечной вены

Использование и ограничения химического теста
обнаружение белка в моче

Значение

• Протеинурия и нефротический синдром.

Недостатки

• Интерференция: сильнощелочная моча.
• Гораздо более чувствителен к альбумину, чем другим белкам (например, легким цепям иммуноглобулинов).
  

Альтернативные химические тесты обнаружения белка в моче

•  Сульфосалициловая кислота – мутности тест.
•  Электрофорез белков мочи
•  Белок Бенс-Джонса

Химический анализ на уробилиноген мочи

Уробилиноген является продуктом метаболизма билирубина под действием бактерий кишечника. В норме содержание уробилиногена в моче составляет от 1 до 10 единиц Эрлиха на литр мочи. Содержание уробилиногена в моче увеличивается при заболеваниях печени или гемолитической болезни. Тест-полоска обнаруживает уробилиноген в концентрациях до 1 единицы Эрлиха. Сегменты тест-полоски на уробилиноген содержатреактив Эрлиха, который реагирует с уробилиногеном с образованием  продукта коричнево-оранжевого цвета.

Повышение уробилиноген в моче встречается при надпеченочных и печеночных желтухах – (гемолитическая анемия), гепатитах и других формы некроза печени, нарушениях печеночного кровообращения. Тест позволяет дифференцировать механическую желтуху, которая сопровождается снижением образования уробилиноген. Уробилиноген отличается от порфобилиногена по растворимости в хлороформе: дифдиагностика уробилиногена и порфобилиногена (порфирии), желтухи и порфирий.

Принцип теста Уробилиноген + диэтиламинобензальдегид (реактив Эрлиха)  —> образование окрашенного комплекса Читать в пределах 60 с Цвет сегментов полоски не изменяется при содержании уробилиногена в моче от 2 до 10 мг/л.