尿钙快速检测试剂盒的研制

梁芳慧 ，靳丹虹 ，李霖 ，董丽丹 ，蔺首睿 ，牛艳秋

1.长春医学高等专科学校，吉林长春 130031；2.吉林省残疾人康复中心，吉林长春 130000

钙虽然是微量元素，但是维持机体正常生长发育和健康必不可少的金属元素，除了以无机盐形式构成机体的结构成分外，其余则以离子形式参与机体许多重要的生理、生化过程[1-2]。尿钙直接关系人体健康状况，例如，可对孕妇妊娠期做出早期的诊断，当尿钙含量过高时，孕妇可能患有高钙尿症和肾结石、甲亢、维生素D中毒、白血病、多发性骨髓瘤等疾病；当尿钙含量过低时，孕妇可能患有甲状旁腺机能低下、维生素D缺乏、小儿手足抽搐、恶性肿瘤骨转移、肾病综合征、急性胰腺炎等疾病[3-5]。正常人尿钙含量在2.5～7.5 mmol/24 h，正常成年人的尿钙含量在3.0 mmol/24 h，健康儿童尿钙含量在4.0 mmol/24 h，孕妇尿钙含量在7.0 mmol/24 h[6]。因此，尿钙的测定对于诊断多种疾病具有重要意义，是临床上必不可少的生化指标。

目前，测定尿钙的方法有原子吸收光谱法[7-9]、EDTA滴定法[10]等，这些方法操作复杂，需要专业检验人员和专业设备，难以实现家庭的快速检测。该研究了一种尿钙快速检测试剂盒，操作简单，测定准确（灵敏度=0.001 mol/L），测定速度快，价格便宜，可以实现家庭定期、快速测定尿钙含量。

表2 10个实际尿液样品中尿钙的测试结果

2 检测原理

该研究利用钙指示剂与钙离子发生显色反应，作为尿钙的基本检测原理。钙指示剂结构如图1所示。

图1 钙指示剂结构图

在pH＞12的碱性条件下，游离钙指示剂呈蓝色，当有钙离子存在时，和钙指示剂结合形成紫红色络合物。

预先在尿钙快速检测试剂盒中预制一定量EDTA，利用EDTA与钙的结合常数大于钙指示剂的性质，当试剂盒中样品反应后呈紫红色，说明钙离子浓度高于EDTA，检测结果呈阳性（+）；反之，呈蓝色，检测结果呈阴性（-）。

3 实验部分

3.1 仪器与试剂

EDTA、NaOH、钙指示剂、酒石酸钾钠、氯化钠和乙醇购于国药集团化学试剂有限公司，均为分析纯（A.R.）。实验用水为二次蒸馏水。定量对比实验使用的原子吸收光谱仪为日本岛津公司生产的AA-6800石墨炉原子吸收光谱仪。

3.2 溶液的配置

EDTA标准溶液：准确配制0.100 mol/L EDTA溶液（用锌标准溶液滴定）。

NaOH溶液：称取40 g NaOH和1.0 g酒石酸钾钠于100 mL容量瓶中，加水至刻线。

钙指示剂：称取0.1 g钙指示剂和10 g氯化钠固体，充分研磨均匀。取混合物1.0 g加入5 mL乙醇溶解，取上层清液使用。

3.3 EDTA用量的计算

按照钙离子与EDTA 1∶1络合，加入样品量为5 mL，计算不同浓度钙离子需要使用的EDTA标准溶液用量。计算公式如下计算得用量情况见表1。

表1 测定不同浓度钙离子所需EDTA标准溶液的量

3.4 试剂盒的制作

试剂盒采用带盖的直径3 cm圆形白色塑料盒。在盒身中内加入0.1 mL NaOH溶液，和对应不同浓度钙离子的相应体积EDTA标准溶液，混合均匀；在盒盖中加入0.5 mL钙指示剂。两者于80℃烘干，大约3～4 h。将盒身与盒盖盖紧，于阴凉干燥处保存。

3.5 试剂盒的使用

打开试剂盒盒盖，加入3 mL样品，盖上盒盖，使样品与试剂盒中试剂充分混合。打开盒盖，观察试剂盒内颜色变化。

当溶液呈蓝色，说明样品中钙离子浓度小于试剂盒标识的钙离子浓度，检测结果呈阴性（-）；当溶液呈紫红色，样品中钙离子溶液大于试剂盒标示的钙离子的浓度，检测结果呈阳性（+）。实验现象如图2所示。

图2 阴性（-）蓝色和阳性（+）红色样品检测结果

4 结果与讨论

4.1 显色剂的选择

常使用的钙离子显色剂主要有铬蓝黑R、钙-羧酸和钙黄绿素3种，其中钙-羧酸指示剂通常被简称为钙指示剂，在pH＞12的碱性环境中，与钙离子变色灵敏，颜色易区别，同时可以消除镁离子等的干扰。因此，本研究选择使用钙指示剂作为显色剂。由于钙指示剂在水和乙醇溶液中都不稳定，不利于存储，所以该研究将其乙醇溶液烘干，可利于长期保存。

4.2 缓冲溶液的选择及其用量

反应体系需要较强的碱性，只有在pH＞12时才会发生显色反应，所以选择NaOH溶液作为缓冲体系，可以简单的得到较强的碱性环境。由于在烘干过程中，部分NaOH溶液会吸收空气中的CO2，形成少量Na2CO3，减少了NaOH的有效含量，因此在配制试剂盒时加入了过量的NaOH溶液。

4.3 共存离子的干扰

由于测试环境在pH＞12下，常见的干扰离子Mg2+，形成沉淀，不会影响测试结果。干扰离子Fe3+和Al3+，可以通过加入酒石酸钾钠做为掩蔽剂予以消除。

4.4 检测结果的验证

为了验证尿钙快速检测试剂盒的准确性，我们采用原子吸收光谱法对采集到的10个实际尿液样品进行了测试。原子吸收光谱标准曲线如图3所示。

图3 钙离子溶液的标准曲线

10个实际尿液样品的测试结果如表2所示，结果显示，尿钙快速检测试剂盒结果准确，可用于实际样品中尿钙含量的半定量检测。

“-”表示试剂盒显蓝或蓝紫色，样品含钙量少于相应试剂盒的量（3 mmol/L或2 mmol/L）“+”表示试剂盒显紫红色，样品含钙量大于相应试剂盒的量（3 mmol/L或

2 mmol/L）。

5 总结

该研究是尿钙快速检测试剂盒可以快速测定样品中钙离子的含量，稳定性好、准确度高、灵敏度高，使用方便，无需专业设备和专门化验人员，价格便宜，可以实现尿钙的迅速测定，随时检测身体的健康状况。

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