1 基本要求
1.1 了解
（1）常用的電解質分析儀和血氣分析儀。
（2）電解質分析儀和血氣分析儀的日常維護常識。
（3）電解質分析儀和血氣分析儀的常見故障排除方法。
1.2 熟悉
（1）ph電極、pco2電極、po2電極和參比電極的使用方法。
（2）電解質分析儀和血氣分析儀的應用方法。
1.3 掌握
（1）ph電極、pco2電極、po2電極和參比電極的基本結構和工作原理。
（2）電解質分析儀和血氣分析儀的工作原理和組成結構。
2 重點難點
2.1重點
電解質分析儀和血氣分析儀的工作原理和組成結構、應用方法。
2.2 難點
電解質分析儀和血氣分析儀的組成結構、應用方法。
3 講授學時
建議8~10學時
4 內容提要
電化學臨床分析儀器是利用電化學分析技術而設計的臨床分析儀器。溶液的電化學性質是指電解質溶液通電時，其電位、電流、電導和電量等電化學特性隨化學組分和濃度而變化的性質。電化學分析法是建立在溶液電化學性質基礎上並利用這些性質，通過電極這個變換器，將被測物質的濃度轉變成電學引數而進行檢測的方法。
4.1 電化學分析原理
1.ph值測定原理
ph值測定常用參比電極為正極，以指示電極為負極，組成乙個電化學電池，通過測量電池的電動勢e而測得相應溶液的ph值。常用的指示電極是ph玻璃膜電極。玻璃電極對溶液ph的敏感程度取決於電極的玻璃膜。
在一定溫度下，玻璃電極的電極電位與被測溶液的ph值有線性關係：
e玻= k玻7-1）
式中r為氣體常數，f為法拉第常數，t為熱力學溫度，k玻在測量條件下恆定時為常數。
2. 離子選擇性電極工作原理
離子選擇性電極是一種用特殊敏感膜製成的，對溶液中特定離子具有選擇性響應的電極。ise可測量ph值，na+、k+、cl-、ca2+、mg2+等離子的活度或濃度。離子選擇性電極通常由電極管、內參比電極、內參比溶液和敏感膜四個部分組成。
離子選擇性電極的電極電位可表示為：
式中，陽離子選擇性電極為＋，陰離子選擇性電極為－；n為離子電荷數；cx為被測離子濃度；fx為被測離子活度係數；k在測量條件恆定時為常數。公式表明，在一定條件下，離子選擇性電極的電極電位與被測離子濃度的對數呈線性關係。
ise與參比電極共同浸入樣品試液中構成乙個原電池，通過測量原電池的電動勢e，便可求得被測離子的活度或濃度。
3. 氧分壓（po2）電極的工作原理
po2電極是氧化還原電極，對氧的測量是基於電解氧的原理實現的。po2電極由鉑絲陰極與銀-氯化銀陽極組成，稱為clark電極。待測溶液中的o2可以借助電極外表面的o2滲透膜，依靠po2梯度透過膜而進入電極。
在外加電壓為0.4v～0.8v範圍內時，o2在鉑陰極表面被還原，電極電流隨外加電壓的增加而增加。
當氧濃度擴散梯度相對穩定時，就產生乙個穩定的電解電流，稱之為極限擴散電流。極限擴散電流的大小決定於滲透到陰極表面氧的多少，後者又取決於膜外的po2。因此，通過測定電流變化即可測定血液標本中的氧氣分壓。
在外加電壓超過0.8v時，即使po2=0 mmhg，水本身也會被電解而產生電流。因此，外加在po2電極上的工作電壓通常為0.65v。
4. 二氧化碳分壓（pco2）電極的工作原理
pco2電極是氣敏電極，是由ph玻璃電極和銀-氯化銀電極組裝在一起的復合電極。復合電極內裝有pco2電極外緩衝液（含nahco3-nacl），它的ph可以因血液的pco2而改變。
4.2 電解質分析儀
1. 電解質分析儀的分類
（1）按自動化程度分類分為半自動電解質分析儀和全自動電解質分析儀。
（2）按工作方式分類分為濕式電解質分析儀和乾式電解質分析儀。臨床上最常用的電解質分析儀是濕式電解質分析儀，它將離子選擇性電極和參比電極插入被測樣品中組成電池，然後通過測量原電池電動勢進行測試分析。乾式電解質分析儀是採用基於離子選擇的差示電位法進行分析測試。
（3）常見電解質分析儀分類電解質分析儀主要檢測k+、na+、cl-，部分檢測li+、ca2+、mg2+等離子。目前檢測電解質的儀器很多，電化學法檢測電解質可分為電解質分析儀、含電解質分析的血氣分析儀、含電解質分析的自動生化分析儀等三大類。
2. 電解質分析儀的結構
（1） 濕式電解質分析儀
濕式電解質分析儀由離子選擇性電極、參比電極、分析箱、測量電路、控制電路、驅動電機和顯示器等組成。（見圖7-1）
①板麵系統
電解質分析儀在儀器板麵上具有人機對話的操作鍵。板麵上具有「yes」或「no」兩個鍵，其中「yes」鍵用來接收顯示屏上的提問，「no」鍵用來否定顯示屏上的問句。
圖7-1 濕式電解質分析儀結構框圖
② 電極系統
分析儀的電極系統是測定樣品結果的關鍵，決定測定結果的準確度和靈敏度。電極系統包括指示電極和參比電極。指示電極包括ph、na+、k+、li+、cl-、ca2+、mg2+等離子選擇性電極。
參比電極一般是銀/氯化銀電極。
③ 液路系統
液路系統直接影響到樣品濃度測定的準確性和穩定性。分析儀的液路系統通常由標本盤、溶液瓶、吸樣針、三通閥、電極系統、蠕動幫浦等組成。蠕動幫浦為各種試劑的流動提供動力，標本盤、三通閥和蠕動幫浦的轉動、轉換均由微機自動控制。
液路系統中的通路由定標液/沖洗液通路、標本通路、廢液通路、回水通路、電磁閥通路等組成。
④ 電路系統
各種分析儀電路系統的基本模組一般均由電源電路模組、微處理器模組、輸入輸出模組、訊號放大及資料採集模組、蠕動幫浦和三通閥控制模組等五大模組組成。
電源電路模組主要提供分析儀的印表機介面電路、蠕動幫浦控制電路、電磁閥控制電路和其他各種部件所需的電源。
⑤ 軟體系統
各種分析儀的軟體系統，是控制儀器運作的關鍵。它提供儀器微處理系統操作、儀器設定程式操作、儀器測定程式操作和自動清洗等操作程式。
微處理系統會不斷監察分析儀的穩定性、調校自動定標頻率和自動測定質控標本，並自動將結果與預期的資料作比較評估，也能指導操作者日常保養和幫助解決故障問題。在測定質控範圍、質控時間，設定密碼及選擇自動或手動定標方式時，都需要設定程式。檢測操作的控制採用人機對話方式，由操作者按鍵控制，執行過程包括啟動運作、吸取樣本、自動分析檢測、資料處理及結果列印、自動清洗吸樣針等測量元件以及復位等待下次檢測分析等。
（2）乾式電解質分析儀
電解質的幹化學測定法目前主要有兩類：一類是基於反射光度法，另一類基於離子選擇性電極（ise）方法（見圖7-2）。
圖7-2 乾式電解質分析儀示意圖
基於ise法的乾式電解質分析儀結構具有兩個多層膜片（見圖7-3）。多層膜片均由離子選擇性敏感膜、參比層、氯化銀層和銀層組成，並用一紙鹽橋相連。左邊為樣品電極，右邊為參比電極。
測定時，用雙孔移液管取10μl血清和10μl參比液滴入兩個加樣孔內，即可測定二者的差示電位。
通常每測乙個專案需要用乙個干片，每個干片上帶有條形識別碼，儀器將自動識別所進行的測定專案。
圖7-3 spotchem se-1510乾式 k+、na+、cl-試劑片結構圖
3.電解質分析儀的維護保養與故障排除
1） 儀器的維護保養
（1） 電極系統的保養
（2） 流路系統的保養
①流路保養多數儀器都有儀器流路保養程式，可以根據保養程式進行保養工作。當流路保養程式結束後，應當對儀器進行重新定標。
②全流路清洗每天工作結束關機前，都要進行管路的清洗。儀器進入流路程式進行清洗，吸入或注射清洗液、去蛋白液或蒸餾水沖洗流路，重複23次。沖洗完畢，應當對儀器進行重新定標。
2）日常維護保養
儀器維護保養應按照使用說明書上的要求，進行每日維護、每週維護、半年維護和停機維護。
3）常見故障及其排除方法
一些常見故障、產生原因和排除方法如下。
管路堵塞易堵塞的地方主要有4個部分，即取樣針與空氣檢測器部分、電極腔前端與末端部分、混合器部分、幫浦管和廢液管的堵塞。
4.3 血氣分析儀
1.工作原理
血氣分析儀的基本結構均可分為電極、管路和電路三大部分（見圖7-4）。
圖7-4 血氣分析儀的工作原理圖
被測血液樣品在管路系統的抽吸下，進入樣品室內的測量毛細管中。測量毛細管的管壁上開有四個孔，孔內分別插有ph、pco2和po2三支測量電極和一支參比電極。其中，ph和ph參比電極共同組成對ph值的測量系統。
血液樣品進入樣品室的測量管後，管路系統停止抽吸，樣品同時被四個電極所感測。電極產生對應於ph、pco2和po2三項引數的電訊號。這些電訊號分別經放大、模數轉換後送到微處理機。
經微機處理系統處理、運算後，再分別被送到各自的顯示單元顯示或印表機列印出測量結果。測量系統的所有部件包括溫度控制、管道系統的動作等均由微機或計算機晶元控制。
測量室必須是乙個恆溫系統。早期的測量室採用水浴式、空氣浴式等。目前已被固體恆溫式裝置取代。
血氣分析方法是一種相對測量方法。在測量樣品之前，需用標準液及標準氣體確定ph、pco2和po2三套電極的工作曲線。通常把確定電極系統工作曲線的過程叫做定標或校準。
每種電極都要有兩種標準物質來進行定標，以便確定建立工作曲線最少需要的兩個工作點。
ph系統使用7.383和6.840兩種標準緩衝液來進行定標。
氧和二氧化碳系統用兩種混合氣體來進行定標。第一種混合氣中含5％的co2和20％的o2；第二種含10％的co2，不含o2。也有將上述兩種氣體混合到兩種ph緩衝液內，然後對三種電極一起定標。
2. 儀器結構
（1） 電極系統
電極主要包括兩大類，即離子極（主要有k+、na+、li+、ca2+、cl-、ph和pco2）和伏安型感測器（主要是po2）。一般的血氣分析儀使用四支電極，分別是ph、pco2、po2電極和ph參比電極。
① ph電極和ph參比電極
血氣分析儀使用毛細管ph玻璃電極和甘汞電極測量溶液的酸鹼度。
當玻璃變潮濕時才會發生膜兩側的離子交換，新的或乾燥的電極在使用之前須在去離子水中浸泡24h以上。
甘汞電極結構主要有甘汞芯子、電極玻殼、鹽橋溶液、液絡部和電極導線。內充的kcl溶液多採用飽和型的。
② pco2電極
pco2電極的基本組成部分是玻璃電極。遠端具有對ph敏感的薄層玻璃膜（厚約0.1mm），電極內溶液含有kcl的磷酸鹽緩衝液，其中浸有桿狀ag/agcl電極。
參比電極為環狀ag/agcl電極，位於玻璃電極杆的近側端。玻璃電極與參比電極外面充滿pco2電極外緩衝液，它的ph值隨血液的pco2而改變。
③ po2電極
po2電極是一種氣敏電極，po2電極電流訊號大小取決於滲透到陰極表面氧的濃度，後者又決定於膜外的po2。
當po2的值為零時，電路中電流並不為零，存在乙個微小的電流值，通常稱其為基流。在校準po2電極時，需採用兩種氣體。先用不含氧的純co2氣體通過測量管，將電路中的基流調為零；用第二種標準氣體去測定po2，便可得出po2和電流的標準曲線。
第六版基礎化學課件製作計畫 7
1 基本要求 top 1.1 掌握分光光度法基本原理 lambert beer定律，能熟練運用lambert beer公式進行有關計算。1.1 掌握吸光度 透光率 吸光係數 摩爾吸光係數的概念。1.1 熟悉標準曲線法及標準對照法。1.1 了解物質對光的選擇性吸收及吸收光譜。1.1 了解分光光度計的基...
分析化學 第六版 習題詳解
第二章誤差及分析資料的統計處理 思考題答案 1 正確理解準確度和精密度，誤差和偏差的概念。答 準確度表示測定結果和真實值的接近程度，用誤差表示。精密度表示測定值之間相互接近的程度，用偏差表示。誤差表示測定結果與真實值之間的差值。偏差表示測定結果與平均值之間的差值，用來衡量分析結果的精密度，精密度是保...
《金屬材料與熱處理第六版》教參
合同編號 中國勞動社會保障出版社 教材編寫委託合同 委託方 中國勞動社會保障出版社 受託方 教材名稱 金屬材料與熱處理課教學參考書 與 金屬材料與熱處理 第六版 配套 委託方與受託方就上述教材的編寫達成如下協議 第一條委託方於 2010 年 12 月 1 日委託受託方編寫上述教材。第二條上述教材的整...