115年:(醫檢)檢驗(2)

Clinitest 無法應用在下列何種糖類的測定?

A乳糖
B蔗糖
C麥芽糖
D葡萄糖

詳細解析

本題觀念

Clinitest是一種銅還原試驗,藉由錠劑中的硫酸銅在強鹼、加熱條件下與檢體中的還原性醣類反應,常用於篩檢新生兒或嬰兒是否有半乳糖血症等先天性代謝異常。本題要考的重點,是分辨哪些糖類具有「還原性」而能被此方法偵測,哪些糖類因化學結構特性而無法被偵測,這是理解醣類生化性質與檢驗方法限制的基礎。

還原醣之所以能夠還原銅離子,關鍵在於分子上是否保有游離的醛基或酮基官能基。單醣(如葡萄糖)本身就帶有這樣的游離官能基,屬於典型的還原醣;雙醣則要看兩個單醣之間的鍵結方式,如果糖苷鍵沒有鎖住雙方的異頭碳,仍會留下一端游離的還原端,同樣具有還原性;但若糖苷鍵恰好連接兩個單醣的異頭碳,雙方的還原端都被鎖住,就無法形成開鏈型的游離官能基,這種糖便稱為非還原糖,無法被銅還原法偵測。

選項分析

A:乳糖由半乳糖與葡萄糖以糖苷鍵連接而成,其中一端保留游離的還原端,仍具有還原性,可被Clinitest的銅還原反應偵測,屬於可以應用Clinitest測定的糖類。❌

B:蔗糖由葡萄糖與果糖組成,其糖苷鍵恰好連接兩個單醣的異頭碳,使雙方的還原端都被鎖住、無法形成開鏈型游離醛基或酮基,因此蔗糖屬於非還原糖,無法還原Clinitest中的銅離子,必須先經過水解變成葡萄糖與果糖後才能被偵測到,這正是Clinitest無法應用測定的糖類,為本題正解。✅

C:麥芽糖由兩分子葡萄糖以糖苷鍵連接而成,同樣保留一端游離的還原端,屬於還原醣,可被Clinitest的銅還原反應偵測,屬於可以應用Clinitest測定的糖類。❌

D:葡萄糖為單醣,本身帶有游離的醛基,是最典型的還原醣之一,可直接還原Clinitest中的銅離子產生顏色反應,屬於可以應用Clinitest測定的糖類。❌

答案解析

本題答案為B。解題關鍵在於判斷各選項糖類的糖苷鍵是否鎖住了兩端的還原端:乳糖與麥芽糖雖然都是雙醣,但糖苷鍵並未同時鎖住兩個單醣的異頭碳,因此都保留一端游離的還原端,屬於還原醣,可被Clinitest偵測;葡萄糖是單醣,本身即帶有游離的醛基,理所當然是還原醣。唯獨蔗糖的糖苷鍵恰好連接了葡萄糖與果糖兩者的異頭碳,使兩端的還原基都被鎖住,形成典型的非還原糖,因此Clinitest(以及其他銅還原法,如本尼迪特試驗)都無法直接偵測到蔗糖,必須先以酸或酵素水解成葡萄糖與果糖後才能測得。這是醣類生化結構與檢驗方法限制之間的經典連結,也是醫事檢驗師必須掌握的基礎知識。

核心知識點

Clinitest是利用還原醣分子上游離的醛基或酮基官能基來還原銅離子的檢驗方法,葡萄糖、半乳糖、果糖等單醣,以及乳糖、麥芽糖等雙醣皆屬還原醣,可被此方法偵測;蔗糖與海藻糖則因糖苷鍵連接兩個單醣的異頭碳、鎖住雙方還原端,屬於非還原糖,無法被銅還原法直接偵測,須先水解才能測得。掌握「糖苷鍵是否鎖住異頭碳」這項判斷原則,是理解還原糖與非還原糖差異、以及各類銅還原檢驗(如Clinitest、本尼迪特試驗)應用限制的核心基礎。

參考資料

  1. Wikipedia: Reducing sugar. https://en.wikipedia.org/wiki/Reducing_sugar
  2. Medicalalgorithms.com: Clinitest (Copper Sulfate) for Detection of Reducing Substances in Stool. https://m.medicalalgorithms.com/clinitest-copper-sulfate-for-detection-of-reducing-substances-in-stool
  3. Northwell Health Technical Bulletin: Clinitest. https://www.northwell.edu/sites/northwell.edu/files/d7/Clinitest%201-1-12.pdf
  4. Labpedia: Stool Examination Part 3 - Reducing substances. https://labpedia.net/stool-examination-part-4-reducing-substances-breath-test-and-lactose-intolerance/
  5. Reducing Sugars Using Clinitest Tablets. https://www.enartis.com/wp-content/uploads/2020/04/ClinitestReducingSugar.pdf