CN116840466A - 一种人工尿液缓冲液基质及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种人工尿液缓冲液基质及其制备方法和应用。所述人工尿液缓冲液基质包括：尿素、尿酸、α‑羟基酸、氨基酸、离子类和糖类。本发明的人工尿液缓冲液基质能够针对尿液中特定蛋白或小分子，能够消除背景干扰，保证尿液中小分子、蛋白质、其他生物标志物的免疫反应检测不受影响，基质效应小。
Description
技术领域
本发明属于体外诊断试剂检测技术领域，涉及一种人工尿液缓冲液基质及其制备方法和应用。
背景技术
人工尿液在医学研究、药物测试和尿液分析校准等领域有多种应用。开发人工尿液的主要目的是创造一种与真实尿液的化学和物理性质相似的物质，包括复制尿液中主要的成分，例如pH值、比重以及各种代谢物和废物的存在。
虽然人工尿液已在某些研究背景下使用，但其应用有局限性。现有的人工尿液通常配方单一，并且无法准确再现真实尿液中发现的全部生化成分。此外，由于泌尿系统和人体代谢过程的复杂性，开发一种能够持续复制人类尿液的化学和物理特性的人造尿液是一项具有挑战性的任务。
Hutipongtanate等人在2010年发表的文献中提到一种适用于体外细胞研究的人工尿液基质；Sarigul等在2019年发表的文献中提到一种新的人工尿液配方，并与其他两种人工尿液做了比较，通过FTIR成分分析，说明这是一种成分上最接近人体真实尿液的配方，可以广泛应用于各领域。
专利CN202310017611中提到一种可以用于尿液生化分析用的质控品基质，包括人尿液基质、缓冲基质、质控项目添加物质、稳定剂、冻干添加物质等。该基质需要采集人体尿液过滤后作为基质的一部分，对样本的生物安全性有较高要求，不适用于常规实验室配制用。专利CN202211622890中提到一种可以消除MALB试剂检测中非特异性干扰的试剂组合，该试剂组合包含了磷酸盐、氯离子、防腐剂、PEG6000、羊抗人Malb抗血清等组分，主要用于免疫比浊法测试MALB中减少非特异性干扰和提高检测准确性，但该试剂组合只适用于尿微量白蛋白的免疫比浊法检测，并不适用于尿液中其他项目检测，且不适用于免疫层析法。
综上所述，目前现有尿液生化分析用的质控品基质存在无法适用尿液中特定蛋白或多种项目的检测，现有基质配方成分干扰背景检测等问题。如何提供一种人工尿液缓冲液基质，保证尿液中小分子、蛋白质或其他生物标志物通过免疫反应的检测不受影响，已成为目前体外诊断试剂技术领域亟待解决的问题之一。
发明内容
针对现有技术的不足和实际需求，本发明提供一种人工尿液缓冲液基质及其制备方法和应用，解决了现有尿液生化分析用的质控品基质存在无法适用尿液中特定蛋白或多种项目的检测，现有基质配方成分干扰背景检测等问题，能够针对尿液中特定蛋白或小分子，能够消除背景干扰，保证尿液中小分子、蛋白质、其他生物标志物的免疫反应检测不受影响，基质效应小。
为达到此发明目的，本发明采用以下技术方案：
第一方面，本发明提供了一种人工尿液缓冲液基质，所述人工尿液缓冲液基质包括：尿素、尿酸、α-羟基酸、氨基酸、离子类和糖类。
本发明的人工尿液缓冲液基质能够针对尿液中特定蛋白或小分子，能够消除背景干扰，保证尿液中小分子、蛋白质、其他生物标志物的免疫反应检测不受影响，基质效应小。
优选地，所述人工尿液缓冲液基质中尿酸的体积百分比为0.1-0.5％。
上述0.1-0.5％中的具体点值可以选择0.1％、0.2％、0.3％、0.4％、0.5％等。
优选地，所述人工尿液缓冲液基质中尿酸的浓度为0.1-0.4mmol/L。
上述0.1-0.4mmol/L中的具体点值可以选择0.1mmol/L、0.12mmol/L、0.13mmol/L、0.2mmol/L、0.3mmol/L、0.36mmol/L、0.37mmol/L、0.4mmol/L等。
优选地，所述人工尿液缓冲液基质中α-羟基酸的体积百分比为0.1-0.5％。
上述0.1-0.5％中的具体点值可以选择0.1％、0.2％、0.3％、0.4％、0.5％等。
优选地，所述α-羟基酸包括乳酸、柠檬酸或乙醇酸中的任意一种或至少两种的组合。
优选地，所述α-羟基酸为乳酸、柠檬酸和乙醇酸的组合。
优选地，所述人工尿液缓冲液基质中柠檬酸的浓度为50-70mM。
上述50-70mM中的具体点值可以选择50mM、52mM、56mM、60mM、64mM、66mM、68mM、69mM、70mM等。
优选地，所述人工尿液缓冲液基质中乳酸的浓度为10-30mM。
上述10-30mM中的具体点值可以选择10mM、11mM、12mM、15mM、20mM、25mM、26mM、28mM、29mM、30mM等。
优选地，所述人工尿液缓冲液基质中乙醇酸的浓度为1-5mM。
上述1-5mM中的具体点值可以选择1mM、2mM、3mM、4mM、5mM等。
优选地，所述离子类包括钠离子、钾离子、钙离子、镁离子或铵离子中的任意一种或至少两种的组合。
优选地，所述氨基酸包括谷氨酰胺。
优选地，所述糖类包括葡萄糖。
优选地，所述人工尿液缓冲液基质中尿素的浓度为0.1-0.18mol/L。
上述0.1-0.18mol/L中的具体点值可以选择0.1mol/L、0.12mol/L、0.13mol/L、0.14mol/L、0.15mol/L、0.16mol/L、0.17mol/L、0.18mol/L等。
优选地，所述人工尿液缓冲液基质中钠离子的浓度为50-170mmol/L。
上述50-100mmol/L中的具体点值可以选择50mmol/L、55mmol/L、60mmol/L、65mmol/L、70mmol/L、75mmol/L、80mmol/L、90mmol/L、150mmol/L、160mmol/L、165mmol/L、170mmol/L等。
优选地，所述人工尿液缓冲液基质中钾离子的浓度为10-30mmol/L。
上述10-30mmol/L中的具体点值可以选择10mmol/L、15mmol/L、20mmol/L、25mmol/L、26mmol/L、27mmol/L、28mmol/L、29mmol/L、30mmol/L等。
优选地，所述人工尿液缓冲液基质中镁离子的浓度为2-10mmol/L。
上述2-10mmol/L中的具体点值可以选择2mmol/L、3mmol/L、4mmol/L、5mmol/L、6mmol/L、7mmol/L、8mmol/L、9mmol/L、10mmol/L等。
优选地，所述人工尿液缓冲液基质中钙离子的浓度为0.5-3mmol/L。
上述0.5-3mmol/L中的具体点值可以选择0.5mmol/L、0.8mmol/L、1mmol/L、1.4mmol/L、2mmol/L、2.4mmol/L、2.7mmol/L、3mmol/L等
优选地，所述人工尿液缓冲液基质中氨基酸的浓度为1-2mmol/L。
上述1-2mmol/L中的具体点值可以选择1mmol/L、1.2mmol/L、1.5mmol/L、1.6mmol/L、1.7mmol/L、1.8mol/L、1.9mol/L、2mmol/L等。
优选地，所述人工尿液缓冲液基质中糖类的浓度为1-5mmol/L。
上述1-5mmol/L中的具体点值可以选择1mmol/L、1.5mmol/L、2mmol/L、2.5mmol/L、3mmol/L、3.5mmol/L、4mmol/L、4.8mmol/L、4.9mmol/L、5mmol/L等。
优选地，所述人工尿液缓冲液基质还包括防腐剂。
优选地，所述人工尿液缓冲液基质中防腐剂的体积百分比为0.04-0.06％。
上述0.04-0.06％中的具体点值可以选择0.04％、0.042％、0.043％、0.048％、0.05％、0.055％、0.058％、0.0559％、0.06％等。
优选地，所述防腐剂包括PC-300和/或叠氮钠。
第二方面，本发明提供了一种制备第一方面所述的人工尿液缓冲液基质的方法，所述方法包括：
尿素、尿酸、α-羟基酸、氨基酸、离子类和糖类混合均质，将pH调至5.5-6.0，即得所述人工尿液缓冲液基质。
上述5.5-6.0中的具体点值可以选择5.5、5.6、5.7、5.8、5.9、6.0等
第三方面，本发明提供了一种试剂盒，所述试剂盒含有第一方面所述的人工尿液缓冲液基质。
第四方面，本发明提供了第一方面所述的人工尿液缓冲液基质在检测尿液中的应用。
优选地，所述检测尿液的方法包括免疫比浊法或免疫层析法。
优选地，所述尿液中的成分包括蛋白类和非蛋白类。
优选地，所述蛋白类包括白蛋白、微量白蛋白、中性粒细胞明胶酶相关脂质运载蛋白、β2-微球蛋白、免疫球蛋白、人绒毛膜促性腺激素中的任意一种或至少两种的组合。
优选地，所述非蛋白类包括肌酐、HIV或毒品。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
(1)本发明的人工尿液缓冲液基质在针对尿液中特定成分的检测中作为缓冲液，可以大大减少基质效应，提高检测的准确性和可靠性，本发明的人工尿液缓冲液基质完全为实验室配制，不含人体或其他生物样本，避免了病原体感染风险；
(2)本发明的人工尿液缓冲液具有良好的稳定性，适合作为尿液免疫检测试剂开发阶段的缓冲液以及产品质控缓冲液基质；
(3)本发明中的人工尿液缓冲液基质与真实尿液样本最为一致，可以替代样本作为检测试剂开发阶段的缓冲液以及质控用缓冲液基质。
具体实施方式
为进一步阐述本发明所采取的技术手段及其效果，以下结合实施例对本发明作进一步地说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施方式仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。
实施例中未注明具体技术或条件者，按照本领域内的文献所描述的技术或条件，或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可通过正规渠道商购获得的常规产品。
实施例1
本实施例提供一种人工尿液缓冲液基质，具体为：
50mmol/L氯化钠、0.15mol/L尿素、2mmol/L谷氨酰胺、25mmol/L氯化铵、1mmol/L葡萄糖、2mmol/L硫酸镁、6mmol/L硝酸钠、10mmol/L硫酸钠、2.5mmol/L氯化钙、10mmol/L碳酸氢钠、体积比为0.05％的PC-300、柠檬酸50mM、乳酸20mM、乙醇酸2mM、尿酸0.2mM。
制备方法为：将氯化钠、尿素、谷氨酰胺、氯化铵、葡萄糖、硫酸镁、硝酸钠、硫酸钠、氯化钙、碳酸氢钠、PC-300、柠檬酸、乳酸、乙醇酸、尿酸混合均质，pH调至6.0，即得所述人工尿液缓冲液基质。
实施例2
本实施例提供一种人工尿液缓冲液基质，具体为：
100mmol/L氯化钠、0.1mol/L尿素、1mmol/L谷氨酰胺、15mmol/L氯化铵、2mmol/L葡萄糖、10mmol/L硫酸镁、1mmol/L硝酸钠、5mmol/L硫酸钠、0.5mmol/L氯化钙、30mmol/L碳酸氢钠、体积比为0.05％的PC-300、柠檬酸70mM、乳酸30mM、尿酸0.4mM。
实施例3
本实施例提供一种人工尿液缓冲液基质，具体为：
50mmol/L氯化钠、0.18mol/L尿素、1.5mmol/L谷氨酰胺、25mmol/L氯化铵、5mmol/L葡萄糖、5mmol/L硫酸镁、8mmol/L硝酸钠、15mmol/L硫酸钠、3mmol/L氯化钙、20mmol/L碳酸氢钠、体积比为0.05％的叠氮钠、柠檬酸100mM、尿酸0.1mM。
实施例4
本实施例与实施例1区别仅在于不含有柠檬酸，将其重量份数按比例分配至乳酸和乙醇酸的重量中。
实施例5
本实施例与实施例1区别仅在于不含有乳酸，将其重量份数按比例分配至柠檬酸和乙醇酸的重量中。
实施例6
本实施例与实施例1区别仅在于不含有乙醇酸，将其重量份数按比例分配至柠檬酸和乳酸的重量中。
实施例7
本实施例与实施例1区别仅在于不含有柠檬酸和乳酸，将其重量份数分配至乙醇酸的重量中。
实施例8
本实施例与实施例1区别仅在于不含有柠檬酸和乙醇酸，将其重量份数分配至乳酸的重量中。
实施例9
本实施例与实施例1区别仅在于不含有乳酸和乙醇酸，将其重量份数分配至柠檬酸的重量中。
实施例10
本实施例与实施例1区别仅在于尿酸的浓度改为0.1mM。
实施例11
本实施例与实施例1区别仅在于尿酸的浓度改为0.5mM。
实施例12
本实施例与实施例1区别仅在于柠檬酸的浓度改为20mM。
实施例13
本实施例与实施例1区别仅在于柠檬酸的浓度改为100mM。
实施例14
本实施例与实施例1区别仅在于乙醇酸的浓度改为0.1mM。
实施例15
本实施例与实施例1区别仅在于乙醇酸的浓度改为10mM。
实施例16
本实施例与实施例1区别仅在于乳酸的浓度改为5mM。
实施例17
本实施例与实施例1区别仅在于乳酸的浓度改为50mM。
测试例1
相对偏差测试。
尿液样本为临床采集的尿液样本，采集后放置于2-8℃并于2小时内检测，检测试剂为尿微量白蛋白/肌酐检测试剂盒(荧光免疫层析法)及配套仪器。
将高浓度抗原1(人血清白蛋白)和抗原2(肌酐)用实施例1-实施例17制备的人工尿液缓冲液分别稀释成一系列不同浓度梯度的抗原待测液；用尿微量白蛋白/肌酐检测试剂盒(荧光免疫层析法)分别测试上述抗原，每种缓冲液得到的系列结果分别对试剂进行定标；用定标后的试剂检测5份真实尿液样本，同时用已上市产品对尿液样本进行定值；对比定标后的检测试剂结果与样本靶值，结果如表1所示，计算相对偏差，结果如表2所示。
表1
使用实施例1-3制备的人工尿液缓冲液对尿液样本进行定值发现尿液样本中微量白蛋白和肌酐的含量接近于靶值。实施例4-6分别缺少乳酸、柠檬酸或乙醇酸中一种，实施例4的结果显示微量白蛋白和肌酐的结果均高于靶值；实施例5的结果显示微量白蛋白和肌酐的结果均低于靶值；实施例6的结果显示微量白蛋白有可能偏高，肌酐的结果有可能偏低。实施例7-9分别缺少乳酸、柠檬酸和乙醇酸中两种，结果尿液样本中微量白蛋白和肌酐的测定结果高于靶值。实施例10和实施例11尿酸不在本发明限定浓度范围内，结果显示肌酐的测定结果低于靶值。实施例12-实施例17乳酸、柠檬酸和乙醇酸分别不在本发明限定浓度范围内，结果显示微量白蛋白或肌酐的测定结果与靶值相差较大。说明本发明的人工尿液缓冲液基质能够针对尿液中特定蛋白或小分子，能够消除背景干扰，保证尿液中小分子、蛋白质、其他生物标志物的免疫反应检测不受影响，基质效应小。
表2
使用实施例1-3制备的人工尿液缓冲液对尿液样本进行定值发现尿液样本中微量白蛋白和肌酐的偏差值均在±15％以内。实施例4-6分别缺少乳酸、柠檬酸或乙醇酸中一种，实施例4的结果显示尿液样本中微量白蛋白和肌酐的含量偏差值均有可能高于15％；实施例5的结果显示微量白蛋白和肌酐的含量偏差值均有可能低于-15％；实施例6的结果显示微量白蛋白的含量偏差值有可能高于15％，肌酐的含量偏差值有可能低于-15％。实施例7-9分别缺少乳酸、柠檬酸和乙醇酸中两种，结果尿液样本中微量白蛋白和肌酐的含量偏差值整体偏高，大部分结果高于15％。实施例10和实施例11尿酸不在本发明限定浓度范围内，结果显示大部分肌酐的含量偏差值在-15％以上。实施例12-实施例17乳酸、柠檬酸和乙醇酸分别不在本发明限定浓度范围内，结果显示微量白蛋白或肌酐的含量偏差值较大。说明本发明的人工尿液缓冲液基质能够针对尿液中特定蛋白或小分子，能够消除背景干扰，保证尿液中小分子、蛋白质、其他生物标志物的免疫反应检测不受影响，基质效应小。
测试例2
本测试例对实施例1-17进行稳定性测试。
将实施例1-17中的人工尿液缓冲液密封保存在37℃环境下2个月后，取出，用于将高浓度抗原1(人血清白蛋白)和抗原2(肌酐)稀释成一系列不同浓度梯度的抗原待测液；用尿微量白蛋白/肌酐检测试剂盒(荧光免疫层析法)分别测试上述抗原，每种缓冲液得到的系列结果分别对试剂进行定标；用定标后的试剂检测5份真实尿液样本，同时用已上市产品对尿液样本进行定值；对比定标后的检测试剂结果与样本靶值，结果如表3所示，计算相对偏差，结果如表4所示。
表3
使用保存在37℃环境下2个月后的各实施例制备的人工尿液缓冲液进行稳定性测试，实施例1-3制备的人工尿液缓冲液对尿液样本进行定值发现尿液样本中微量白蛋白和肌酐的含量接近于靶值。实施例4-6分别缺少乳酸、柠檬酸或乙醇酸中一种，实施例4的结果尿液样本中微量白蛋白和肌酐的结果均高于靶值；实施例5的结果显示微量白蛋白和肌酐的结果均低于靶值；实施例6的结果显示微量白蛋白和肌酐的结果均有可能偏离靶值。实施例7-9分别缺少乳酸、柠檬酸和乙醇酸中两种，结果尿液样本中微量白蛋白和肌酐的测定结果高于靶值。实施例10和实施例11尿酸不在本发明限定浓度范围内，结果显示肌酐的测定结果有可能低于靶值。实施例12-实施例17乳酸、柠檬酸和乙醇酸分别不在本发明限定浓度范围内，结果显示微量白蛋白或肌酐的测定结果与靶值相差较大。说明本发明的人工尿液缓冲液基质能够针对尿液中特定蛋白或小分子，能够消除背景干扰，保证尿液中小分子、蛋白质、其他生物标志物的免疫反应检测不受影响，基质效应小。
表4
使用保存在37℃环境下2个月后的各实施例制备的人工尿液缓冲液进行稳定性测试，使用实施例1-3制备的人工尿液缓冲液对尿液样本进行定值发现尿液样本中微量白蛋白和肌酐的偏差值均在±15％以内。实施例4-6分别缺少乳酸、柠檬酸或乙醇酸中一种，实施例4的结果尿液样本中微量白蛋白和肌酐的含量偏差值均有可能高于15％；实施例5的结果显示微量白蛋白和肌酐的含量偏差值均有可能低于-15％；实施例6的结果显示微量白蛋白的含量偏差值均有可能超过±15％。实施例7-9分别缺少乳酸、柠檬酸和乙醇酸中两种，结果尿液样本中微量白蛋白和肌酐的含量偏差值整体偏高，大部分结果高于15％。实施例10和实施例11尿酸不在本发明限定浓度范围内，结果显示大部分肌酐的含量偏差值在-15％以上。实施例12-实施例17乳酸、柠檬酸和乙醇酸分别不在本发明限定浓度范围内，结果显示微量白蛋白或肌酐的含量偏差值较大。说明本发明的人工尿液缓冲液基质能够针对尿液中特定蛋白或小分子，能够消除背景干扰，保证尿液中小分子、蛋白质、其他生物标志物的免疫反应检测不受影响，基质效应小。综上所述，本发明的人工尿液缓冲液基质能够针对尿液中特定蛋白或小分子，能够消除背景干扰，保证尿液中小分子、蛋白质、其他生物标志物的免疫反应检测不受影响，基质效应小。
申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细方法，但本发明并不局限于上述详细方法，即不意味着本发明必须依赖上述详细方法才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。
Claims (10)
1.一种人工尿液缓冲液基质，其特征在于，所述人工尿液缓冲液基质包括：尿素、尿酸、α-羟基酸、氨基酸、离子类和糖类。
2.根据权利要求1所述的人工尿液缓冲液基质，其特征在于，所述人工尿液缓冲液基质中尿酸的体积百分比为0.1-0.5％；
优选地，所述人工尿液缓冲液基质中尿酸的浓度为0.1-0.4mmol/L。
3.根据权利要求1或2所述的人工尿液缓冲液基质，其特征在于，所述人工尿液缓冲液基质中α-羟基酸的体积百分比为0.1-0.5％；
优选地，所述α-羟基酸包括乳酸、柠檬酸或乙醇酸中的任意一种或至少两种的组合；
优选地，所述α-羟基酸为柠檬酸、乳酸和乙醇酸的组合；
优选地，所述人工尿液缓冲液基质中柠檬酸的浓度为50-70mM；
优选地，所述人工尿液缓冲液基质中乳酸的浓度为10-30mM；
优选地，所述人工尿液缓冲液基质中乙醇酸的浓度为1-5mM；
优选地，所述离子类包括钠离子、钾离子、钙离子、镁离子或铵离子中的任意一种或至少两种的组合；
优选地，所述氨基酸包括谷氨酰胺；
优选地，所述糖类包括葡萄糖。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的人工尿液缓冲液基质，其特征在于，所述人工尿液缓冲液基质中尿素的浓度为0.1-0.18mol/L。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的人工尿液缓冲液基质，其特征在于，所述人工尿液缓冲液基质中钠离子的浓度为50-170mmol/L；
优选地，所述人工尿液缓冲液基质中钾离子的浓度为10-30mmol/L；
优选地，所述人工尿液缓冲液基质中镁离子的浓度为2-10mmol/L；
优选地，所述人工尿液缓冲液基质中钙离子的浓度为0.5-3mmol/L；
优选地，所述人工尿液缓冲液基质中氨基酸的浓度为1-2mmol/L；
优选地，所述人工尿液缓冲液基质中糖类的浓度为1-5mmol/L。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的人工尿液缓冲液基质，其特征在于，所述人工尿液缓冲液基质还包括防腐剂；
优选地，所述人工尿液缓冲液基质中防腐剂的体积百分比为0.04-0.06％；
优选地，所述防腐剂包括PC-300和/或叠氮钠。
7.一种制备权利要求1-6任一项所述的人工尿液缓冲液基质的方法，其特征在于，所述方法包括：
尿素、尿酸、α-羟基酸、氨基酸、离子类和糖类混合均质，将pH调至5.5-6.0，即得所述人工尿液缓冲液基质。
8.一种试剂盒，其特征在于，所述试剂盒含有权利要求1-6任一项所述的人工尿液缓冲液基质。
9.权利要求1-6任一项所述的人工尿液缓冲液基质在检测尿液中的应用。
10.一种检测尿液的方法，其特征在于，所述方法包括免疫比浊法或免疫层析法；
优选地，所述尿液中的成分包括蛋白类和非蛋白类；
优选地，所述蛋白类包括白蛋白、微量白蛋白、中性粒细胞明胶酶相关脂质运载蛋白、β2-微球蛋白、免疫球蛋白、人绒毛膜促性腺激素或肌酐中的任意一种或至少两种的组合；
优选地，所述非蛋白类包括HIV或毒品。
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