泌尿系结石类型的纳米技术诊断

泌尿系结石(简称尿石)可分为酸性(如尿酸、胱氨酸)、碱性(如鸟粪石)和中性(如草酸钙、磷酸钙)结石。本项目在检测300例尿石组分及其患者尿微晶组分的基础上，比较研究不同类型尿石患者尿液中纳米晶体的组分、晶相、元素组成和形貌差异；研究这些差异与尿石类型的关系；研究尿微晶组分与尿pH、尿液中钙、草酸、枸橼酸、尿酸和镁等物质浓度的关系；研究不同类型尿石患者在治疗和服药前后尿微晶的组分变化；为临床上对症下药，提高尿石治愈率提供启示。尿微晶组分和元素分析采用选区电子衍射(SAED)、质子激发X-射线发射光谱(PIXE)、电子探针显微分析(EPM)、能量分散X-射线(EDX)、X射线荧光光谱、电子能谱(EDS)和电感耦合高频等离子体发射光谱(ICP)等方法；微晶形貌和聚集状态采用透射电子显微镜(TEM)、原子力显微镜(AFM)和扫描电子显微镜(SEM)；微晶尺寸分布采用纳米粒度仪和激光散射光谱。

本项目联合采用多种物理、化学的方法，研究了452例不同类型(酸性、中性、碱性)结石患者的尿纳米微晶组分和尿液主要组分；后者包括275例为草酸钙(CaOx)结石(包括纯CaOx结石及以CaOx为主的混合结石)、109例尿酸(UA)结石、56例磷酸铵镁(MAP)结石和12例磷酸钙(CaP)结石。比较研究了上述三类尿石患者尿液中纳米晶体的组分、晶相、元素组成和形貌差异，研究了这些差异与尿石类型的关系。研究了尿微晶组分与尿pH、尿液中钙、草酸、枸橼酸、尿酸和镁等物质浓度的关系；比较了不同类型尿石患者在治疗和服药前后尿微晶组分的变化。通过检测尿纳米微晶尺寸、数量、聚集状态、自相关函数等随时间的变化，研究不同类型尿石症患者尿纳米微晶的生长动力学差异。结石患者的尿微晶快速团聚，而对照者尿微晶只有轻微的聚集或团聚速度较慢。提出了一种基于尿液中五种组分(钙、镁、草酸、柠檬酸和尿酸)的五种离子选择性电极的尿路结石智能诊断仪，有可能对尿石症的发生与否进行早期预测。对不同类型结石患者尿微晶和尿液组分的分析有助于临床上对症下药，提高尿石的治愈率和预防尿石症的复发。. 本项目发表论文22篇(含预研时论文1篇)，其中收入SCI论文18篇，包括影响因子IF=4.72的2篇，IF=3.08的2篇，IF=2.94和2.42各1篇。IF=1-2的5篇。收入EI共16篇次(其中7篇与SCI重复收录)，收入CPCI共6篇次(其中3篇与EI重复收录)。培养博士生2人，硕士生7人，进修教师4人。在项目完成的四年中，共有4名研究生获得了“研究生国家奖学金”。. 在此项目发现尿液中存在不同尺寸草酸钙晶体的基础上，本人在2013年获得了后续项目国家基金“不同尺寸、不同晶相、不同形貌草酸钙晶体与肾上皮细胞粘附的比较(NO: 21371077; 经费80万)”。