ในบรรดาการตรวจทางเคมีที่ทำเป็นประจำกับปัสสาวะ การตรวจหาโปรตีนในปัสสาวะเป็นสิ่งที่บ่งชี้ถึงโรคไตได้ดีที่สุด โปรตีนในปัสสาวะมักเกี่ยวข้องกับโรคไตในระยะเริ่มต้น ทำให้การตรวจโปรตีนในปัสสาวะเป็นส่วนสำคัญของการตรวจร่างกายทุกครั้ง ปัสสาวะปกติจะมีโปรตีนน้อยมาก โดยปกติจะน้อยกว่า 100-300  มิลลิกรัมต่อลิตร หรือ 100  มิลลิกรัมต่อ 24 ชั่วโมง โปรตีนนี้ประกอบด้วยโปรตีนในซีรัมที่มีโมเลกุลต่ำเป็นหลัก ซึ่งถูกกรองโดยโกลเมอรูลัส และโปรตีนที่ผลิตในระบบทางเดินปัสสาวะ เนื่องจากมีโมเลกุลต่ำ อัลบูมินจึงเป็นโปรตีนในซีรัมหลักที่พบในพลาสมา ปริมาณอัลบูมินในปัสสาวะปกติจะต่ำ เพราะอัลบูมินส่วนใหญ่ในโกลเมอรูลัสไม่ได้ถูกกรอง และอัลบูมินที่ถูกกรองส่วนใหญ่จะถูกดูดซึมกลับโดยท่อไต โปรตีนอื่นๆ ได้แก่ ไมโครโกลบูลินในซีรัมและท่อไตในปริมาณเล็กน้อย ยูโรโมดูลินถูกสร้างขึ้นโดยเซลล์เยื่อบุผิวท่อไตและโปรตีนจากสารคัดหลั่งของต่อมลูกหมาก น้ำอสุจิ และช่องคลอด โดยปกติแล้วยูโรโมดูลินจะถูกผลิตขึ้นในท่อขดส่วนปลาย และเป็นส่วนประกอบหลักของก้อนตะกอนในท่อไต

การทดสอบโปรตีนด้วยแถบทดสอบแบบดั้งเดิมใช้หลักการของความผิดพลาดของโปรตีนของอินดิเคเตอร์ในการสร้างปฏิกิริยาสีที่มองเห็นได้ ตรงกันข้ามกับความเชื่อทั่วไปที่ว่าอินดิเคเตอร์จะสร้างสีเฉพาะตามระดับ pH ที่เฉพาะเจาะจง อินดิเคเตอร์บางชนิดจะเปลี่ยนสีเมื่อมีโปรตีนอยู่ แม้ว่า pH ของตัวกลางจะคงที่ก็ตาม เนื่องจากโปรตีนรับไอออนไฮโดรเจนจากอินดิเคเตอร์ การทดสอบนี้มีความไวต่ออัลบูมินมากกว่า เพราะอัลบูมินมีหมู่เอมีนมากกว่าโปรตีนชนิดอื่นที่สามารถรับไอออนไฮโดรเจนได้ ขึ้นอยู่กับผู้ผลิต บริเวณที่ใช้ทดสอบโปรตีนบนแถบทดสอบจะมีสารเคมีที่แตกต่างกัน Multistix ประกอบด้วยเตตระโบรโมฟีนอลบลู และ Chemstrip ประกอบด้วย 3',3”,5',5”-เตตระคลอโรฟีนอล และ 3,4,5,6-เตตระโบรโมซัลโฟนฟทาลีน ทั้งสองชนิดมีบัฟเฟอร์กรดเพื่อรักษาระดับ pH ให้คงที่ ที่ระดับ pH 3 อินดิเคเตอร์ทั้งสองชนิดจะปรากฏเป็นสีเหลืองเมื่อไม่มีโปรตีน อย่างไรก็ตาม เมื่อความเข้มข้นของโปรตีนเพิ่มขึ้น สีจะค่อยๆ เปลี่ยนไปเป็นสีเขียวเฉดต่างๆ และสุดท้ายเป็นสีน้ำเงิน รายงานการอ่านค่าจะแสดงเป็นค่าลบ, ร่องรอย, 1+, 2+, 3+ และ 4+ หรือค่ากึ่งปริมาณที่ 30, 100, 300 หรือ 2000  มก./ดล. ซึ่งสอดคล้องกับการเปลี่ยนแปลงสีแต่ละครั้ง ค่าร่องรอยถือว่าน้อยกว่า 30  มก./ดล. การตีความค่าร่องรอยอาจทำได้ยาก^{[ 12 ]}

สาเหตุหลักของความผิดพลาดในการใช้แถบทดสอบคือ ปัสสาวะที่มีความเป็นด่างสูงมาก ซึ่งจะไปรบกวนระบบบัฟเฟอร์ที่เป็นกรด ทำให้ค่า pH สูงขึ้นและสีเปลี่ยนไปโดยไม่เกี่ยวข้องกับความเข้มข้นของโปรตีน ในทำนองเดียวกัน ความผิดพลาดทางเทคนิค เช่น การปล่อยให้แผ่นทดสอบสัมผัสกับปัสสาวะเป็นเวลานาน อาจทำให้บัฟเฟอร์หายไป ผลการทดสอบที่เป็นบวกเท็จเกิดขึ้นเมื่อปฏิกิริยาไม่เกิดขึ้นภายใต้สภาวะที่เป็นกรด ปัสสาวะที่มีสีเข้มมาก และการปนเปื้อนของภาชนะบรรจุด้วยสารประกอบควอเทอร์นารีแอมโมเนียม สารซักฟอก และสารฆ่าเชื้อโรค ก็ทำให้เกิดผลการทดสอบที่เป็นบวกเท็จได้เช่นกัน นอกจากนี้ อาจเกิดผลการทดสอบที่เป็นบวกเท็จแม้เพียงเล็กน้อยในตัวอย่างที่มีความหนาแน่นจำเพาะสูง

การมีเลือดปนในปัสสาวะเป็นพารามิเตอร์ที่ปกติแล้วมีความสัมพันธ์อย่างใกล้ชิดที่สุดกับความเสียหายจากการบาดเจ็บต่อไตหรือระบบทางเดินปัสสาวะ สาเหตุที่พบบ่อยที่สุดของภาวะปัสสาวะเป็นเลือด ได้แก่นิ่วในไตโรคไตเนื้องอกไตอักเสบการสัมผัสสารพิษต่อไตและการรักษาด้วยยาต้านการแข็งตัว ของเลือด ภาวะปัสสาวะเป็น เลือดที่ไม่เป็นพยาธิสภาพอาจพบได้หลังจากการออกกำลังกายอย่างหนักและระหว่างมีประจำเดือนจำนวนเม็ดเลือดแดงในปัสสาวะปกติไม่ควรเกิน 3 ต่อช่องมองภาพกำลังขยายสูง^{[ 13 ]}

แถบตรวจปัสสาวะที่แสดงผลบวกว่ามีเลือดปนอยู่ อาจบ่งชี้ถึงภาวะฮีโมโกลบินในปัสสาวะ ซึ่งตรวจไม่พบด้วยกล้องจุลทรรศน์เนื่องจากการแตกตัวของเซลล์เม็ดเลือดแดงในทางเดินปัสสาวะ (โดยเฉพาะในปัสสาวะที่เป็นด่างหรือเจือจาง) หรือการแตกตัวของเซลล์เม็ดเลือดแดงใน หลอดเลือด ภายใต้สภาวะปกติ การก่อตัวของ สารประกอบ แฮปโตโกลบิน -ฮีโมโกลบินจะป้องกันการกรองของไต แต่หากการแตกตัวของเซลล์เม็ดเลือดแดงรุนแรง ความสามารถในการดูดซับของแฮปโตโกลบินจะเกินขีดจำกัด และฮีโมโกลบินอาจปรากฏในปัสสาวะได้ ภาวะฮีโมโกลบินในปัสสาวะอาจเกิดจากภาวะโลหิตจางจากการแตกตัวของเซลล์เม็ดเลือดแดง การถ่ายเลือด แผลไฟไหม้ รุนแรง การถูกแมงมุมพิษกัด (Loxosceles) การติดเชื้อ และการออกกำลังกายอย่างหนัก

การทดสอบปัสสาวะโดยใช้แถบทดสอบสำหรับเลือดนั้นอาศัยกิจกรรมของเอนไซม์เพอร์ออกซิเดสเทียมของฮีโมโกลบินในการเร่งปฏิกิริยาระหว่างไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์และโครโมเจนเตตราเมทิลเบนซิดีน เพื่อสร้างผลิตภัณฑ์ออกซิเดชันสีน้ำเงินเข้ม^{[ 6 ] [ 13 ]} สีที่ได้อาจแตกต่างกันระหว่างสีเขียวและสีน้ำเงินเข้ม ขึ้นอยู่กับปริมาณของฮีโมโกลบิน^{[ 13 ]}

• โดยมีฮีโมโกลบินทำหน้าที่เป็นเพอร์ออกซิเดสเป็นตัวเร่งปฏิกิริยา
  H₂O₂ + โค ร โม → โครโมเจนที่ถูกออกซิไดซ์ (มีสี +
  ปฏิกิริยานี้ไม่ได้เกิดขึ้นจากฮีโมโกลบินในเลือดเพียงอย่างเดียว แต่โกลบินชนิดอื่นที่มีหมู่ฮีมเช่นไมโอโกลบินก็สามารถเร่งปฏิกิริยาเดียวกันได้เช่นกัน^{[ 13 ]}

การตรวจพบไมโอโกลบินในปัสสาวะจะทำให้ผลการตรวจเลือดด้วยแถบทดสอบเป็นบวก แต่ปัสสาวะจะมีลักษณะใสและมีสีแดงถึงน้ำตาล การที่พบไมโอโกลบินแทนฮีโมโกลบินอาจเกิดจากพยาธิสภาพที่เกี่ยวข้องกับความเสียหายของกล้ามเนื้อ ( rhabdomyolysis ) เช่นการบาดเจ็บ กลุ่ม อาการ จาก การถูกบด ทับ ภาวะ โคม่า เป็นเวลานานอาการ ชัก โรคกล้ามเนื้อ ลีบเรื้อรัง การ ดื่มแอลกอฮอล์การใช้เฮโรอีนและการออกกำลังกายอย่างหนัก

ส่วนประกอบฮีมของโปรตีนเหล่านี้เป็นพิษต่อท่อไต และความเข้มข้นที่สูงขึ้นอาจทำให้เกิดภาวะไตวายเฉียบพลันได้

สามารถใช้การทดสอบการตกตะกอนด้วยแอมโมเนียมซัลเฟตเพื่อแยกแยะระหว่างภาวะฮีโมโกลบินในปัสสาวะและภาวะไมโอโกลบินในปัสสาวะได้ วิธีการคือ เติมแอมโมเนียมซัลเฟต 2.8 กรัมลงในปัสสาวะที่ปั่นแยกแล้ว 5 มิลลิลิตร ผสมให้เข้ากัน แล้วรอ 5 นาที กรองตัวอย่างและปั่นแยกอีกครั้ง ฮีโมโกลบินจะตกตะกอนออกมาพร้อมกับแอมโมเนียมซัลเฟต แต่ไมโอโกลบินจะไม่ตกตะกอน การวิเคราะห์สารละลายส่วนบนด้วยแถบทดสอบจะให้ผลบวกหากมีไมโอโกลบิน และผลลบหากมีฮีโมโกลบิน

การทดสอบอาจให้ผลบวกเท็จได้หากมีสารออกซิแดนต์หรือเปอร์ออกไซด์ตกค้างอยู่ในวัสดุที่ใช้ในการวิเคราะห์ในห้องปฏิบัติการ^{[ 13 ]}

ภายใต้สภาวะปกติกลูโคส เกือบทั้งหมด ที่ถูกกำจัดออกไปในโกลเมอรูลัสจะถูกดูดซึมกลับเข้าไปในท่อขดส่วนต้น หากระดับน้ำตาลในเลือดสูงขึ้น เช่นที่เกิดขึ้นในผู้ป่วยเบาหวาน ความสามารถของท่อขดในการดูดซึมกลูโคสกลับจะเกินขีดจำกัด (ปรากฏการณ์นี้เรียกว่าเกณฑ์การดูดซึมกลับของไต ) สำหรับกลูโคส เกณฑ์นี้อยู่ระหว่าง 160–180  มิลลิกรัม/เดซิลิตร ความเข้มข้นของกลูโคสแตกต่างกันไปในแต่ละบุคคล และคนที่มีสุขภาพดีอาจมีภาวะน้ำตาลในปัสสาวะชั่วคราวหลังจากรับประทานอาหารที่มีน้ำตาลสูง ดังนั้นผลลัพธ์ที่แม่นยำที่สุดจึงได้มาจากตัวอย่างที่เก็บหลังจากรับประทานอาหารไปแล้วอย่างน้อยสองชั่วโมง

การตรวจวัดกลูโคสด้วยแถบทดสอบนั้นอาศัยปฏิกิริยาทางเอนไซม์ของกลูโคสออกซิเดสเอนไซม์นี้จะเร่งปฏิกิริยาออกซิเดชันของกลูโคสโดยออกซิเจนในบรรยากาศเพื่อสร้างกรดกลูโคนิกและไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ปฏิกิริยาเชื่อมโยงที่สองซึ่งเกิดขึ้นโดยเพอร์ออกซิเดสจะเร่งปฏิกิริยาระหว่างเปอร์ออกไซด์กับโครโมเจน (สารที่เกิดสีหลังจากปฏิกิริยาเคมี) เพื่อสร้างสารประกอบที่มีสีซึ่งบ่งชี้ความเข้มข้นของกลูโคส^{[ 6 ]}

• 1) เร่งปฏิกิริยาโดยกลูโคสออกซิเดส
  กลูโคส + O₂ -δ-แลคโตน+

• 2) เร่งปฏิกิริยาโดยเอนไซม์เพอร์ออกซิเดส
  H₂O₂ + โค ร โม → โครโมเจนที่ถูกออกซิไดซ์ (มีสี +

ปฏิกิริยานี้จำเพาะต่อกลูโคส เช่นเดียวกับที่เกิดขึ้นในปฏิกิริยาเอนไซม์ทั้งหมด แต่อาจให้ผลบวกเท็จได้เนื่องจากมีสารออกซิไดซ์ที่รุนแรงหรือเปอร์ออกไซด์จากสารฆ่าเชื้อที่ใช้กับเครื่องมือในห้องปฏิบัติการ^{[ 6 ]}

ในความเป็นจริง คำว่าคีโตนหรือสารคีโตนหมายถึงผลิตภัณฑ์ขั้นกลางสามชนิดในกระบวนการเผาผลาญกรดไขมันได้แก่อะซีโตนกรดอะซีโตอะซิติกและกรดเบตาไฮดรอกซีบิวทิริกโดยทั่วไปแล้วจะไม่พบความเข้มข้นของคีโตนสูงในปัสสาวะ เนื่องจากสารเหล่านี้ถูกเผาผลาญอย่างสมบูรณ์ ทำให้เกิดพลังงาน คาร์บอนไดออกไซด์ และน้ำ อย่างไรก็ตาม การหยุดชะงักของกระบวนการเผาผลาญคาร์โบไฮเดรตอาจนำไปสู่ความไม่สมดุลของการเผาผลาญ และการปรากฏของคีโตนเป็นผลพลอยได้จากการเผาผลาญไขมันสะสมในร่างกาย

การเพิ่มขึ้นของการเผาผลาญไขมันอาจเป็นผลมาจากการอดอาหารหรือการดูดซึม สารอาหารบกพร่อง ความไม่สามารถในการเผาผลาญคาร์โบไฮเดรต (เช่น ในผู้ป่วยเบาหวาน) หรือเนื่องจากการสูญเสียจากการอาเจียนบ่อยครั้ง

การควบคุมคีโตนในปัสสาวะมีประโยชน์อย่างยิ่งในการจัดการและติดตามโรคเบาหวานชนิดที่ 1ภาวะคีโตนในปัสสาวะบ่งชี้ถึงการขาดอินซูลิน ซึ่งแสดงให้เห็นถึงความจำเป็นในการควบคุมปริมาณอินซูลิน การเพิ่มขึ้นของความเข้มข้นของคีโตนในเลือดทำให้เกิดความไม่สมดุลของน้ำและอิเล็กโทรไลต์ภาวะขาดน้ำและหากไม่ได้รับการแก้ไข จะทำให้เกิดภาวะกรดในเลือด และในที่สุดอาจนำไปสู่ภาวะโคม่าจากเบาหวานได้

สารประกอบคีโตนทั้งสามชนิดปรากฏในปัสสาวะในสัดส่วนที่แตกต่างกัน แม้ว่าสัดส่วนเหล่านี้จะค่อนข้างคงที่ในตัวอย่างต่างๆ เนื่องจากทั้งอะซีโตนและกรดเบตาไฮดรอกซีบิวทิริกนั้นเกิดจากกรดอะซีโตอะซิติก สัดส่วนจึงเป็นกรดเบตาไฮดรอกซีบิวทิริก 78% กรดอะซีโตอะซิติก 20% และอะซีโตน 2%

การทดสอบที่ใช้ในแถบทดสอบปัสสาวะนั้นขึ้นอยู่กับปฏิกิริยาของโซเดียมไนโตรพรุสไซด์ (ไนโตรเฟอร์ริไซยาไนด์) ในปฏิกิริยานี้ กรดอะซิโตอะซิติกในตัวกลางที่เป็นด่างจะทำปฏิกิริยากับโซเดียมไนโตรพรุสไซด์ ทำให้เกิดสารเชิงซ้อนสีม่วงแดง: ^{[ 6 ] [ 14 ]}

• Na [Fe(CN) NO] + CH COCH COOH + 2Na(OH) → Na [Fe(CN) -N=CHCOCH COOH] + H O
• โซเดียมไนโตรพรุสไซด์ + กรดอะซีโตอะซิติก + สารละลายด่าง → สารประกอบสีชมพูม่วง + น้ำ

การทดสอบนี้ไม่ได้วัดกรดเบตาไฮดรอกซีบิวทิริก และมีความไวต่ออะซิโตนเพียงเล็กน้อยเมื่อ เติม ไกลซีนลงในปฏิกิริยา อย่างไรก็ตาม เนื่องจากสารประกอบเหล่านี้ได้มาจากกรดอะซิโตอะซิติก จึงสามารถสันนิษฐานได้ว่ามีอยู่ และไม่จำเป็นต้องทำการทดสอบแยกต่างหาก ยาที่ประกอบด้วยหมู่ซัลฟ์ไฮดริล เช่น เมอร์แคปโทอีเทนซัลโฟเนตโซเดียม ( เมสนา ) แคปโทพริลและแอล-โดพีเออาจทำให้เกิดสีที่ผิดปกติได้ ผลลบเท็จอาจเกิดขึ้นได้ในตัวอย่างที่เก็บรักษาไม่เหมาะสมเนื่องจากการระเหยและการย่อยสลายโดยแบคทีเรีย

บิลิรูบินเป็นสารประกอบที่มีสีเข้มมาก ซึ่งเป็นผลพลอยได้จากการสลายตัวของฮีโมโกลบิน ฮีโมโกลบินที่ถูกปล่อยออกมาหลังจากระบบฟาโกไซต์แบบโมโนนิวเคลียร์ (ซึ่งอยู่ในตับและม้าม ) กำจัดเซลล์เม็ดเลือดแดงเก่าออกจากระบบไหลเวียนโลหิต จะถูกย่อยสลายเป็นส่วนประกอบต่างๆ ได้แก่เหล็กโปรโตพอร์ไฟรินและโปรตีนเซลล์ของระบบนี้จะเปลี่ยนโปรโตพอร์ไฟรินให้เป็นบิลิรูบินที่ไม่จับกับโปรตีน ซึ่งจะผ่านระบบไหลเวียนโลหิตโดยจับกับโปรตีน โดยเฉพาะอัลบูมิน ไตไม่สามารถกรองบิลิรูบินนี้ออกได้เนื่องจากมันจับกับโปรตีนแล้ว อย่างไรก็ตาม มันจะถูกจับกับกรดกลูคูโรนิกในตับเพื่อสร้างบิลิรูบินที่จับกับโปรตีนแล้ว ซึ่งละลายน้ำได้ บิลิรูบินที่จับกับโปรตีนแล้วนี้โดยปกติจะไม่ปรากฏในปัสสาวะ เนื่องจากมันถูกขับออกโดยตรงจากลำไส้ในน้ำดี แบคทีเรียในลำไส้จะลดบิลิรูบินให้เป็นยูโรบิลิโนเจนซึ่งต่อมาจะถูกออกซิไดซ์และขับออกทางอุจจาระในรูปของสเตอโคบิลิลินหรือทางปัสสาวะในรูปของยูโรบิลิลิน

บิลิรูบินชนิดคอนจูเกตจะปรากฏในปัสสาวะเมื่อวงจรการสลายตัวตามปกติเปลี่ยนแปลงไปเนื่องจากการอุดตันของท่อน้ำดีหรือเมื่อความสมบูรณ์ของการทำงานของไตเสียหาย ซึ่งทำให้บิลิรูบินชนิดคอนจูเกตหลุดเข้าสู่ระบบไหลเวียนโลหิตได้ ดังที่เกิดขึ้นในโรคตับอักเสบและโรคตับแข็ง

การตรวจพบบิลิรูบินในปัสสาวะเป็นสัญญาณบ่งชี้เบื้องต้นของโรคตับ และการมีหรือไม่มีบิลิรูบินในปัสสาวะสามารถใช้ในการระบุสาเหตุของอาการ ตัวเหลือง ได้

ภาวะตัวเหลืองที่เกิดจากการทำลายเม็ดเลือดแดงอย่างรวดเร็วจะไม่ทำให้เกิดภาวะบิลิรูบินในปัสสาวะ เนื่องจากบิลิรูบินในซีรั่มที่สูงนั้นพบอยู่ในรูปที่ไม่ถูกจับคู่ และไตไม่สามารถขับออกได้

แถบทดสอบใช้ ปฏิกิริยา ไดอะโซไนเซชันเพื่อตรวจจับบิลิรูบิน บิลิรูบินจะรวมตัวกับเกลือไดอะโซเนียม (2,4-ไดคลอโรอะนิลีนหรือ 2,6-ไดคลอโรเบนซีน-ไดอะโซเนียม-เตตระฟลูออโรโบเรต) ในตัวกลางที่เป็นกรดเพื่อสร้างสีย้อมเอโซที่มีสีแตกต่างกันตั้งแต่สีชมพูถึงสีม่วง: ^{[ 6 ]}

• ในสภาวะที่เป็นกรด
  บิลิรูบินกลูคูโรไนด์ + เกลือไดอะโซเนียม → สีย้อมเอโซ (สีม่วง)

ผลบวกเท็จอาจเกิดจากเม็ดสีที่ผิดปกติในปัสสาวะ (ตัวอย่างเช่นเมตาโบ ไลต์ ฟีนาโซไพ ริดีนสีเหลืองส้ม อิน ดิแคนและเมตาโบไลต์ของยาโลดีน ( เอโทโดแลค )) ผลลบเท็จอาจเกิดจากตัวอย่างที่เก็บรักษาไม่ดี เนื่องจากบิลิรูบินไวต่อแสงและเกิดปฏิกิริยาออกซิเดชันด้วยแสงเป็นบิลิเวอร์ดินเมื่อสัมผัสกับแสง หรืออาจเกิดการไฮโดรไลซิสของกลูคูโรไนด์ทำให้เกิดบิลิรูบินอิสระซึ่งมีปฏิกิริยาน้อยกว่า^{[ 6 ]}

แบคทีเรียในลำไส้จะเปลี่ยนบิลิรูบินที่ถูกขับออกมาจากท่อน้ำดีเข้าสู่ลำไส้ให้เป็นยูโรบิลิโนเจนและสเตอโคบิลิโนเจนส่วนหนึ่งของยูโรบิลิโนเจนจะถูกดูดซึมกลับในลำไส้ จากนั้นจะไหลเวียนในเลือดไปยังตับเพื่อขับออก ส่วนเล็กน้อยของยูโรบิลิโนเจนที่ไหลเวียนกลับนี้จะถูกกรองออกโดยไตและปรากฏในปัสสาวะ (น้อยกว่า 1  มก./ดล. ปัสสาวะ) สเตอโคบิลิโนเจนไม่สามารถดูดซึมกลับได้และยังคงอยู่ในลำไส้^{[ 15 ] [ 16 ]}

การทำงานของตับที่เสื่อมลงจะลดความสามารถในการประมวลผลยูโรบิลิโนเจนที่หมุนเวียนกลับมา^{[ 15 ]}ส่วนเกินที่ยังคงอยู่ในเลือดจะถูกกรองออกโดยไตและปรากฏในปัสสาวะ เมื่อเกิดความผิดปกติของเม็ดเลือดแดง ปริมาณบิลิรูบินที่ไม่จับคู่ที่มีอยู่ในเลือดจะเพิ่มขึ้น ทำให้มีการขับบิลิรูบินที่จับคู่ออกจากตับเพิ่มขึ้น ส่งผลให้ปริมาณยูโรบิลิโนเจนเพิ่มขึ้น ซึ่งจะทำให้การดูดซึม การหมุนเวียน และการขับออกทางไตเพิ่มขึ้น^{[ 15 ] [ 16 ]}

ปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นในแถบทดสอบจะแตกต่างกันไปตามผู้ผลิต แต่ในความเป็นจริงมีปฏิกิริยาสองอย่างที่ใช้บ่อยที่สุด ผู้ผลิตบางรายใช้ปฏิกิริยาของ Ehrlich (1) ซึ่งยูโรบิลิโนเจนทำปฏิกิริยากับ p-dimethylaminobenzaldehyde ( รีเอเจนต์ของ Ehrlich ) เพื่อสร้างสีที่แตกต่างกันตั้งแต่สีชมพูอ่อนไปจนถึงสีชมพูเข้ม ผู้ผลิตรายอื่นใช้ปฏิกิริยาการเชื่อมต่อไดอะโซ (2) ซึ่งใช้ 4-methoxybenzene-diazonium-tetrafluoroborate เพื่อสร้างสีที่แตกต่างกันตั้งแต่สีขาวไปจนถึงสีชมพู ปฏิกิริยาหลังนี้มีความเฉพาะเจาะจงมากกว่า^{[ 17 ]}

• (1) ปฏิกิริยาบนมัลติสติ๊ก (ในตัวกลางที่เป็นกรด)
  ยูโรบิลิโนเจน + พี-ไดเมทิลอะมิโนเบนซาลดีไฮด์ → สีย้อมสีแดง

• (2) ปฏิกิริยาบน Chemstrip (ในตัวกลางที่เป็นกรด)
  ยูโรบิลิโนเจน + 4-เมทอกซิเบนซีน-ไดอะโซเนียม-เตตระฟลูออโรโบเรต → สีย้อมเอโซสีแดง

สารหลายชนิดรบกวนปฏิกิริยา Ehrlich บนแถบ Multistix ได้แก่ porphobilinogen, indican, p-amino salicylic acid, sulphonamide, methyldopa, procaine และchlorpromazineควรทำการทดสอบที่อุณหภูมิห้อง เนื่องจากความไวของปฏิกิริยาจะเพิ่มขึ้นตามอุณหภูมิ ตัวอย่างที่เก็บรักษาไม่ดีอาจทำให้เกิดผลลบเท็จได้ เนื่องจาก urobilinogen เกิดปฏิกิริยาออกซิเดชันจากแสงกลายเป็น urobilin ซึ่งไม่ทำปฏิกิริยาฟอร์มาลดีไฮด์ที่ใช้เป็นสารกันบูดทำให้เกิดผลลบเท็จในทั้งสองปฏิกิริยา^{[ 16 ]}

การทดสอบไนไตรต์เป็นวิธีการคัดกรองอย่างรวดเร็วสำหรับการติดเชื้อที่ไม่มีอาการซึ่งเกิดจากแบคทีเรียที่ลดไนเตรต แบคทีเรีย แกรม ลบ บาง ชนิดที่มักก่อให้เกิดการติดเชื้อทางเดินปัสสาวะ ( Escherichia coli , Enterobacter , Klebsiella , CitrobacterและProteus ) มีเอนไซม์ที่ลดไนเตรตในปัสสาวะให้เป็นไนไตรต์^{[ 18 ]}การทดสอบนี้เป็นการคัดกรองอย่างรวดเร็วสำหรับการติดเชื้อที่อาจเกิดขึ้นจากแบคทีเรียในลำไส้ แต่ไม่สามารถใช้แทน การตรวจ วิเคราะห์ปัสสาวะหรือการตรวจด้วยกล้องจุลทรรศน์เป็นเครื่องมือในการวินิจฉัย หรือการติดตามผลในภายหลังได้ เนื่องจากจุลินทรีย์อื่นๆ อีกหลายชนิดที่ไม่ลดไนเตรต ( แบคทีเรีย แกรมบวกและยีสต์) ก็สามารถก่อให้เกิดการติดเชื้อทางเดินปัสสาวะได้เช่นกัน^{[ 19 ] [ 20 ]}

แถบปฏิกิริยาตรวจจับไนไตรต์โดยใช้ปฏิกิริยา Griessซึ่งไนไตรต์จะทำปฏิกิริยา กับ อะโรมาติกเอ มีน (กรดพารา-อาร์ซานิลิกหรือซัลฟานิลาไมด์) ในตัวกลางที่เป็นกรดเพื่อสร้างเกลือไดอะโซเนียมซึ่งจะทำปฏิกิริยากับเตตระไฮโดรเบนโซควิโนลีนเพื่อสร้างสีย้อมเอโซสีชมพู^{[ 6 ] [ 20 ]}

• 1) ในสภาวะที่เป็นกรด
  กรดพารา-อาร์ซานิลิกหรือซัลฟานิลาไมด์ + NO ⁻ → เกลือไดอะโซเนียม

• 2) ในสภาวะที่เป็นกรด
  เกลือไดอะโซเนียม + เตตระไฮโดรเบนโซควิโนลีน → สีย้อมเอโซสีชมพู

การทดสอบไนไตรต์ไม่น่าเชื่อถือมากนัก และผลลัพธ์ที่เป็นลบในขณะที่มีอาการทางคลินิกก็ไม่ใช่เรื่องแปลก ซึ่งหมายความว่าไม่ควรนำการทดสอบนี้มาใช้เป็นข้อสรุปที่แน่ชัด ผลลัพธ์ที่เป็นลบอาจเกิดขึ้นได้ในกรณีที่มีจุลินทรีย์ที่ไม่ลดไนไตรต์ แบคทีเรียที่ลดไนไตรต์จำเป็นต้องสัมผัสกับไนไตรต์เป็นเวลานานพอที่จะผลิตปริมาณที่ตรวจพบได้ (ปัสสาวะแรกที่ขับในตอนเช้าหรืออย่างน้อยที่สุดต้องมีการกักเก็บปัสสาวะเป็นเวลา 4 ชั่วโมง) แบคทีเรียจำนวนมากสามารถทำปฏิกิริยาเพื่อลดไนไตรต์เป็นไนโตรเจน ซึ่งจะทำให้ได้ผลลัพธ์ที่เป็นลบเท็จ การใช้ยาปฏิชีวนะจะยับยั้งการเผาผลาญของแบคทีเรีย ทำให้ได้ผลลัพธ์ที่เป็นลบแม้ว่าจะมีแบคทีเรียอยู่ก็ตาม นอกจากนี้ สารบางชนิด เช่น กรดแอสคอร์บิก จะแข่งขันกับปฏิกิริยาของ Greiss ทำให้ได้ค่าที่ต่ำเกินจริง^{[ 6 ] [ 20 ]}

โดยปกติแล้วสามารถพบเม็ดเลือดขาวได้ถึง 3 (บางครั้ง 5) เซลล์ต่อช่องมองภาพกำลังขยายสูง (40X) ในตัวอย่างปัสสาวะ โดยผู้หญิงจะพบจำนวนที่สูงกว่าเล็กน้อยเนื่องจากการปนเปื้อนในช่องคลอด จำนวนที่สูงขึ้นบ่งชี้ถึงการติดเชื้อทางเดินปัสสาวะ การทดสอบแถบตรวจปัสสาวะสำหรับเม็ดเลือดขาวจะตรวจจับเอนไซม์ลิวโคไซต์เอสเตอเรส ซึ่งมีอยู่ในเม็ดแกรนูลอะซูโรฟิลิกของโมโนไซต์และแกรนูโลไซต์ ( นิวโทรฟิล อี โอซิโนฟิลิกและเบโซฟิลิก ) แบคทีเรีย ลิมโฟไซต์ และเซลล์เยื่อบุผิวจากทางเดินปัสสาวะและอวัยวะสืบพันธุ์ไม่มีเอนไซม์เอสเตอเรส^{[ 21 ]}เม็ดเลือดขาวนิวโทรฟิลเป็นเม็ดเลือดขาวที่เกี่ยวข้องกับการติดเชื้อทางเดินปัสสาวะมากที่สุด การทดสอบลิวโคไซต์เอสเตอเรสที่เป็นบวกมักบ่งชี้ถึงการมีอยู่ของแบคทีเรียและการทดสอบไนไตรต์ที่เป็นบวก (แม้ว่าจะไม่เป็นเช่นนั้นเสมอไป) การติดเชื้อที่เกิดจากTrichomonas , Chlamydiaและยีสต์ทำให้เกิดภาวะเม็ดเลือดขาวในปัสสาวะโดยไม่มีแบคทีเรียในปัสสาวะ การอักเสบของเนื้อเยื่อไต ( โรคไตอักเสบชนิดแทรกซ้อน ) สามารถทำให้เกิดภาวะเม็ดเลือดขาวในปัสสาวะ โดยเฉพาะอย่างยิ่งโรคไตอักเสบชนิดแทรกซ้อนที่เป็นพิษซึ่งมีอีโอซิโนฟิลเป็นส่วนใหญ่^{[ 21 ]}

การทดสอบหาเอนไซม์ลิวโคไซต์เอสเตอเรสเป็นเพียงการบ่งชี้เท่านั้น และไม่ควรใช้เป็นเกณฑ์ในการวินิจฉัยเพียงอย่างเดียว เนื่องจากไม่สามารถทดแทนการตรวจด้วยกล้องจุลทรรศน์หรือการเพาะเชื้อในปัสสาวะได้^{[ 19 ]}

ปฏิกิริยาของแถบทดสอบปัสสาวะขึ้นอยู่กับการทำงานของลิวโคไซต์เอสเตอเรสในการเร่งปฏิกิริยาไฮโดรไลซิสของเอสเทอร์ของกรดอินโดลคาร์บอกซิลิก อินดอกซิลที่ถูกปลดปล่อยจะรวมตัวกับเกลือไดอะโซเนียมเพื่อสร้างสีย้อมอะโซลสีม่วง^{[ 21 ]}

• 1) ปฏิกิริยาที่เร่งโดยเอนไซม์เอสเตอเรสของเม็ดเลือดขาว
  เอสเทอร์ของกรดอินโดลคาร์บอกซิลิก → อินดอกซิล + กรด

• 2) ในสภาวะที่เป็นกรด
  อินดอกซิล + เกลือไดอะโซเนียม → สีย้อมอะโซลสีม่วง

ปฏิกิริยาเอสเตอเรสต้องใช้เวลาประมาณ 2 นาทีจึงจะเกิดขึ้นได้ การมีสารออกซิไดซ์ที่รุนแรงหรือฟอร์มาลดีไฮด์อาจทำให้เกิดผลบวกเท็จได้ ผลลบเท็จเกี่ยวข้องกับความเข้มข้นของโปรตีน (มากกว่า 500  มก./ดล.) กลูโคส (มากกว่า 3 กรัม/ดล.) กรดออกซาลิกและกรดแอสคอร์บิกที่สูงขึ้น ปัสสาวะที่มีความหนาแน่นจำเพาะสูงยังอาจทำให้เม็ดเลือดขาวหดตัว ซึ่งอาจขัดขวางการปลดปล่อยเอสเตอเรสได้^{[ 22 ]}