Fourier transform infrared spectroscopy for analysis of kidney stones

Abstract

PurposeTo compare the results of a chemical method of kidney stone analysis with the results of Fourier transform infrared (FT-IR) spectroscopy.Materials and MethodsKidney stones collected between June and October 2015 were simultaneously analyzed by chemical and FT-IR methods.ResultsKidney stones (n=449) were collected from patients from 1 to 81 years old. Most stones were from adults, with only 11.5% from children (aged 3–16 years) and 1.5% from children aged <2 years. The male to female ratio was 4.6. In adults, the calcium oxalate stone type, calcium oxalate monohydrate (COM, n=224), was the most common crystal, followed by uric acid and calcium oxalate dihydrate (COD, n=83). In children, the most frequently occurring type was predominantly COD (n=21), followed by COM (n=11), ammonium urate (n=10), carbonate apatite (n=6), uric acid (n=4), and cystine (n=1). Core composition in 22 stones showed ammonium urate (n=2), COM (n=2), and carbonate apatite (n=1) in five stones, while uric acid crystals were detected (n=13) by FT-IR. While chemical analysis identified 3 stones as uric acid and the rest as calcium oxalate only. Agreement between the two methods was moderate, with a kappa statistic of 0.57 (95% confidence interval, 0.5–0.64). Disagreement was noted in the analysis of 77 stones.ConclusionsFT-IR analysis of kidney stones can overcome many limitations associated with chemical analysis.

Urinary stone composition analysis and clinical characterization of 1520 patients in central China

“…Defining stone composition is important for determining a treatment plan, understanding aetiology and preventing recurrence. Fourier transform infrared (FT-IR) provides useful analysis of stone type and is applicable to smaller stone samples 3 ; now, FT-IR has been widely used in clinical practice. Therefore, FT-IR analysis of stone composition is recommended during the evaluation of patients with urinary stones 4 .…”

Potentials of Infrared Spectroscopy and X-Ray Structural Analysis in Assessing Mineral Composition of Urinary Concrements

“…Кожен з методів має свої особливості застосування. ІЧС багатьма авторами розглядається в якості золотого стандарту оцінки складу сечових каменів, але потребує більш складної підготовки зразків, пов'язаної з їх змішуванням з додатковими субстанціями та пресуванням [7,8]. В деяких складних мінеральних композиціях даний метод не дозволяє однозначно ідентифікувати види неорганічних сполук.…”

“…Зразки розтиралися в агатових ступках до розміру часток ~1-10 мкм і змішувалися з бромідом калію. Для запису ІЧ-спектрів отримані препарати пресувалися у вигляді прозорих таблеток і аналізувалися за наявності характерних смуг поглинання, якi відповідають еталонним спектрам відомих мінеральних сполук [8,11].…”

“…Даний метод був вперше застосований у 1955 році та зарекомендував себе як популярний і надійний метод аналізу каменів in vitro, який дозволяє оцінити якісний та напівкількісний склад мінералів. Залежно від умов хімічного зв'язку, а також від конкретної структури, кожна молекула неорганічної сполуки має характерний спектр поглинання в інфрачервоній області [8,13]. Число коливань у молекулі залежить від кількості та природи присутніх атомів та її кутової структури.…”

Exploring the Therapeutic Mechanism of Desmodium styracifolium on Oxalate Crystal-Induced Kidney Injuries Using Comprehensive Approaches Based on Proteomics and Network Pharmacology

“…The worldwide prevalence of kidney stone disease, also known as nephrolithiasis, is ~10% with a continuous increase in recent years (Scales et al, 2012 ; Ordon et al, 2015 ), endangering the public's health and patients' quality of life. Approximately 70% of crystals or stones are made of calcium oxalate (CaOx), followed by calcium phosphate, uric acid, and other salts (Liu et al, 2017 ; Khan et al, 2018 ). The damage induced by nephrolithiasis has been observed even in the earliest stage.…”