尿液过饱和导致析出尿晶体是尿结石形成的第一步。尿液中的纳米微晶与尿结石的形成密切相关。本论文采用各种现代仪器技术,比较研究了尿石症患者尿液和健康对照者尿液中纳米晶体的尺寸、粒度分布、形貌、组分、自相关函数、Zeta电位和聚集状态等理化性质的差异。研究结果为阐析尿结石的形成机理与尿石症的临床诊断及其防治提供重要的启示。(1)采用X-射线衍射仪(XRD)、红外光谱仪(FT-IR)和热释光谱仪(TLD)研究了草酸钙(CaOxa)、尿酸、磷酸钙(CaP)、磷酸铵镁等不同类型的尿结石。实验结果表明,在本课题组检测的300多例尿石症患者中CaOxa结石占75%,尿酸结石占12%,CaP结石占8%,磷酸铵镁结石占5%,而且磷酸钙结石中常混有少量的一水草酸钙(COM)组分,尿液中CaP晶体可诱导CaOxa晶体异相成核,并促进CaOxa晶体生长,尿液中CaP与CaOxa晶体共存时对尿结石的形成起促进作用。四类尿结石的热释光谱存在显著差异,可为尿石类型的临床诊断提供重要的依据。(2)通过XRD检测正常人尿纳米微晶的组分,优化了尿纳米微晶制样的实验条件,其结果为：无水乙醇除尿蛋白(V尿：V乙醇=5：3),微孔滤膜孔径1.2μm,水洗时间1 min,滴样量2 ml(相对25mm X 12mm载玻片)。然后在优化条件下,采用XRD、FT-IR和纳米粒度仪研究了3例磷酸钙结石患者尿液中纳米微晶的化学组分,并与3例健康对照者的尿纳米晶体进行了比较。实验结果表明,CaP结石患者尿纳米微晶的粒度分布范围为2-1000 nm,而健康对照者主要为30-400 nm; CaP结石患者尿纳米微晶的主要组分为CaP和尿酸,而健康对照者尿纳米微晶主要为尿酸,两者差异明显。同时还提出了一种能避免尿液中可溶性组分(如：NaCl、尿素等)干扰尿纳米微晶XRD和FT-IR检测结果的研究方法。(3)采用TEM和纳米粒度仪比较研究了5例尿石症患者与5例健康对照者尿纳米微晶性质随放置时间(t1)的变化,这些性质包括平均粒径(d)、粒度分布、自相关函数、Zeta电位(ζ)和聚集状态。随着t1从0 h增加至4 h,患者尿微晶的d值由742 nm增至1667 nm,自相关曲线不平滑,自相关时间(Ta)由7.68 ms增至1050 ms,ζ平均值由-1.52 mV减小至-4.44 mV, TEM显示绝大多数尿微晶处于聚集状态,并有三类不同的团聚类型。而健康对照者尿微晶的上述性质变化较小,4 h内d值仅由140 nm增加至251 nm,自相关曲线规整、平滑,Ta由4.09 ms增加至6.65 ms,ζ平均值由-10.24 mV减小至-10.78 mV,TEM显示尿微晶均匀分散。上述结果表明：健康对照者的尿纳米微晶稳定,而尿石患者的尿纳米微晶容易逐渐团聚；尿微晶的团聚是尿石形成的关键因素。(4)采用纳米粒度仪和透射电子显微镜(TEM)比较研究了5例尿石症患者与5例健康对照者的尿液经不同孔径的微孔滤膜(0.22、0.45、1.2、3.0、10.0μm)过滤后,滤膜孔径对两类尿微晶平均粒径(d)、粒度分布、自相关函数、Zeta电位(ζ)和聚集状态等理化性质的影响。随着滤膜孔径由0.22μm增至10.0μm,患者尿微晶的d值由182 nm增至3753 nm,粒度分布范围由5-190 nm显著变宽至2700-4800 nm,自相关曲线不平滑,自相关时间(Ta)由1.92 ms增至2100 ms,ζ平均值由-2.55 mV减小至-9.56 mV,TEM显示大尺寸尿微晶的数量显著增加,小尺寸尿微晶数量较少,多数尿微晶处于聚集状态；而健康对照者尿微晶的d值仅由286 nm增加至1010 nm,粒度分布范围由40-350 nm略微变宽至40-700 nm,自相关曲线规整、平滑,Ta由1.40 ms增加至4.60 ms,ζ平均值由-5.02 mV减小至-6.42 mV,TEM显示小尺寸尿微晶的数量多(＜100nm),尿微晶均匀分散。上述结果表明：尿石症患者尿微晶的形成过程以生长控制为主,且容易团聚；而健康对照者的尿微晶则以成核控制为主,尿微晶分散性好。