電化學(xué)臨床分析技術(shù)與相關(guān)儀器文檔

1、第七章電化學(xué)分析技術(shù)和臨床相關(guān)儀器,§7-1　概述§7-2　電化學(xué)分析原理 §7-3　電解質(zhì)分析儀 §7-4 血?dú)夥治鰞x,電化學(xué)臨床分析儀器是利用電化學(xué)分析技術(shù)而設(shè)計(jì)的臨床分析儀器。,§7-1 概 述,一、電化學(xué)臨床分析儀器,電解質(zhì)分析儀（electrolyte chemistry analyzers）,血?dú)夥治鰞x（blood gas analyzers）,,分類,1.

2、電解質(zhì)分析儀,采用離子選擇性電極（ISE）測量體液中離子濃度的儀器。,測量樣品中的指標(biāo)： 鉀、鈉、氯、鈣、鋰、pH值等。,利用電極對血樣中的酸堿度（pH）、二氧化碳分壓（PCO2）和氧分壓（PO2）進(jìn)行測定的儀器。,2.血?dú)夥治鰞x,測量樣品中的指標(biāo)： pH、PCO2、PO2、AB、SB、BB、TCO2、BE blood、BEECF、SO2等。,電化學(xué)分析法是建立在溶液電化學(xué)性質(zhì)基礎(chǔ)上的一類分析方法。,二、電化學(xué)

3、分析法 （Electrochemical analysis）,測 定物理量,,參與反應(yīng)的化學(xué)物質(zhì)的量,確定,電位電流電導(dǎo)電量,,§7-2　電化學(xué)分析原理,一、pH值測定原理,pH玻璃膜電極（glass membrane electrode）,玻璃電極對溶液pH的敏感程度取決于電極的玻璃膜。,在25℃時(shí)，玻璃電極的電極電位：,通常采用二次測量法，即用相同的儀器測定標(biāo)準(zhǔn)溶液和待測溶液的電動勢，以確

4、定待測液的pH。采用的電池組成是：,2. 電化學(xué)法測量血液 pH,由于各玻璃電極的 K玻 不盡相同，在測定時(shí)儀器需用標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液進(jìn)行校正。,常用標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液,（1）0.05mol/Kg 鄰苯二甲酸氫鉀溶液,37℃，pH值： 6.84,37℃，pH值：4.02,（2）0.025mol/Kg 混合磷酸鹽溶液,二、離子選擇性電極工作原理 ( principal of Ion selective electrode ),1.

5、離子選擇性電極的結(jié)構(gòu),膜電位：膜內(nèi)外被測離子活度的不同而產(chǎn)生 電位差。,離子選擇性電極又稱膜電極（membrane electrodes ）,特點(diǎn)：僅對溶液中特定離子有選擇性響應(yīng)。,膜電極的關(guān)鍵：是一個(gè)稱為選擇膜的敏感元件。,敏感元件： 單晶、混晶、液膜、功能膜及生物 膜等構(gòu)成。,離子選擇電極的構(gòu)造,離子選擇性電極的電極電位表示為：,,,陽離子選擇性電極為 ＋；陰離子選擇性電極為 －；

6、n 為離子電荷數(shù)；Cx 為被測離子濃度；fx 為被測離子活度系數(shù)；K 在測量條件恒定時(shí)為常數(shù)。,2. 離子選擇性電極的測量方法,ISE與參比電極共同浸入樣品試液中構(gòu)成一個(gè)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。,離子選擇性電極作正極時(shí)： 對陽離子響應(yīng)的電極，取正號； 對陰離子響應(yīng)的電極，取負(fù)號。,間接法---- 血清經(jīng)一定離子強(qiáng)度緩沖溶液 稀釋后由電極測量。,

7、直接法間接法,ISE測量方法分類：,直接法---- 血清不經(jīng)稀釋直接由電極測量,,三、氧分壓（PO2）電極的工作原理,PO2 電極是氧化還原電極，對氧的測量是基于電解氧的原理實(shí)現(xiàn)的。,目前用得最多的氧電極是電解式的Clark氧電極，Clark氧電極是由鉑陰極、Ag/AgCl陽極、KCl電解質(zhì)和透氣膜所構(gòu)成。,Clark 氧電極的結(jié)構(gòu),待測溶液中的O2可以借助電極外表面的O2滲透膜（約20?m的聚丙烯或聚乙烯或聚四氟乙烯），依靠P

8、O2梯度透過膜而進(jìn)入電極。,在測定時(shí)，O2在鉑陰極表面發(fā)生的反應(yīng)如下：,O2 + 2 H2O → H2O2 H2O2 + 2 e- → 2 OH-,當(dāng)陰極表面附近的氧被消耗后，陰極表面氧氣分壓：,PO2= 0.00 kPa/mmHg,樣品中的氧將通過滲透膜向陰極發(fā)生濃度擴(kuò)散。 當(dāng)氧濃度擴(kuò)散梯度相對穩(wěn)定時(shí)，就產(chǎn)生一個(gè)穩(wěn)定的電解電流，稱之為極限擴(kuò)散電流 I0 。,I0 ∝ PO2(樣本）,通過測定電流變化即可測定血液標(biāo)本中

9、的氧氣分壓。,在外加電壓超過0.8V時(shí)，即使PO2 = 0 mmHg，水本身也會被電解而產(chǎn)生電流。 外加在PO2電極上的工作電壓通常為0.65V。,四、PCO2 電極的工作原理,PCO2電極是氣敏電極（gas sensing electrode），是由pH玻璃電極和銀-氯化銀電極組裝在一起的復(fù)合電極。,§7-3　電解質(zhì)分析儀,電解質(zhì)分析儀（electrolyte analyzer） ： 采用離子選擇性電極（I

10、SE）測量溶液中離子濃度的儀器 。,測定指標(biāo)： 生物樣品中的K+、Na+、Cl-、Ca2+、Li+、pH值等。,具有設(shè)備簡單、操作方便、靈敏度和選擇性好、成本低、快速、準(zhǔn)確、微量、不破壞被測試樣和不用進(jìn)行復(fù)雜的預(yù)處理等優(yōu)點(diǎn)。,優(yōu)點(diǎn)：,如 Nova 電解質(zhì)/化學(xué)分析儀： Na+、K+、Cl-、Ca2+、Mg2+、Li+、TCO2、TCa、Glu、BUN、Hct、pH、Creat。,一、電解質(zhì)分析儀的分類,（一）按自動化程度分

11、類,半自動電解質(zhì)分析儀全自動電解質(zhì)分析儀,,（二）按工作方式分類,濕式電解質(zhì)分析儀 – 臨床上常用 干式電解質(zhì)分析儀,,（三）常見電解質(zhì)分析的儀器分類,電解質(zhì)分析儀 — 只進(jìn)行單獨(dú)的電解質(zhì)分 析 ，分析血清、血漿、 全血和稀釋尿液標(biāo)本 。血?dú)夥治鰞x — 含H+、Na+、K+、Ca2+、Cl-

12、 等電解質(zhì)分析，既可以做 急診化驗(yàn)又可批量分析。 自動生化分析儀 — 含電解質(zhì)分析。,,二、電解質(zhì)分析儀的結(jié)構(gòu),（一）濕式電解質(zhì)分析儀,離子選擇性電極參比電極分析箱測量電路控制電路驅(qū)動電機(jī)顯示器,濕式電解質(zhì)分析儀,,基本組成,結(jié)構(gòu)框圖,測定原理,樣品通過某離子選擇性電極時(shí)由某相應(yīng)的電解質(zhì)滲過電極膜時(shí)產(chǎn)生了電流，通過對該電流的放大，同標(biāo)準(zhǔn)液 A 標(biāo)及 B 標(biāo)通過電極時(shí)產(chǎn)生的電流進(jìn)行

13、對數(shù)及斜率比較，計(jì)算出樣品中某一電解質(zhì)的值。,① 由動力泵將 A 標(biāo)準(zhǔn)液抽入電極池(抽樣長度由光電開關(guān)檢測)，并停留幾秒進(jìn)行 A 標(biāo)標(biāo)定,然后由動力泵將 A 標(biāo)準(zhǔn)液抽回廢液瓶。,測定過程,② 分配閥動作將通道接向 B 標(biāo)準(zhǔn)液，由動力泵將 B 標(biāo)準(zhǔn)液抽入電極池進(jìn)行斜率測定。B 標(biāo)定標(biāo)完成后，由動力泵將 B 標(biāo)準(zhǔn)液抽回廢液瓶。,③ 由動力泵將樣品吸入電極池進(jìn)行樣品的測定，測量數(shù)據(jù)經(jīng)前置放大器放大送入CPU 板，與 A 標(biāo)、B 標(biāo)測量值進(jìn)行

14、比較，計(jì)算結(jié)果通過 CRT 顯示器顯示或打印機(jī)輸出。,測定過程框圖,不同的電解質(zhì)分析儀在儀器板面上都具有人機(jī)對話的操作鍵。在分析檢測樣品時(shí)，操作者可以通過按鍵操作控制分析檢測過程。,1.板面系統(tǒng),例如：汽巴·康寧644 電解質(zhì)分析儀,只有 yes/no 兩個(gè)按鍵，yes 鍵用來接收顯示屏上的提問，no 鍵用來否定顯示屏上的提問，通過這兩個(gè)鍵可對儀器進(jìn)行各種操作和參數(shù)設(shè)定。,2.電極系統(tǒng),電極系統(tǒng)是測定樣品結(jié)果的關(guān)鍵，決定測定結(jié)

15、果的準(zhǔn)確度和靈敏度。,指示電極參比電極,電極系統(tǒng),,指示電極： pH、Na+、K+、Li+、Cl-、Ca2+、Mg2+等 離子選擇性電極。,參比電極： 銀/氯化銀電極,,指示電極：流動式離子感應(yīng)透明膜電極,新型儀器的測量電極,參比電極：流動式透明接頭電極,,Na電極結(jié)構(gòu)示意圖,K、Ca、Cl、Li電極結(jié)構(gòu)示意圖,參比電極結(jié)構(gòu)示意圖,3.液路系統(tǒng),液路系統(tǒng)通常由標(biāo)本盤、溶液瓶、吸樣針、三通閥、電極系統(tǒng)、蠕動泵等

16、組成,蠕動泵的作用：為各種試劑的流動提供動力。,液路系統(tǒng)中的通路：由定標(biāo)液（calibration solutions ）/沖洗液（Rinse）通路、標(biāo)本通路、廢液通路、回水通路、電磁閥通路等組成。,液路系統(tǒng)直接影響到樣品濃度測定的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。,標(biāo)本盤、三通閥和蠕動泵的轉(zhuǎn)動、轉(zhuǎn)換均由微機(jī)自動控制。,MEDICA全自動電解質(zhì)分析儀,4.電路系統(tǒng),電解質(zhì)分析儀的電路系統(tǒng)由五個(gè)模塊組成,電源電路模塊微處理器模塊輸入輸出模塊信號放大及

17、數(shù)據(jù)采集模塊蠕動泵和三通閥控制模塊,,GF-982 型電解質(zhì)分析儀的電路邏輯框圖,提供分析儀的打印機(jī)接口電路、蠕動泵控制電路、電磁閥控制電路和其它各種部件所需的電源。,電源電路模塊作用：,微處理器模塊及其作用：,包括主機(jī) CPU芯片，通過地址總線、數(shù)據(jù)總線與顯示板、打印機(jī)、觸摸控制板相連，通過系統(tǒng)總線與模擬通道液壓系統(tǒng)相連。,包括主信號放大器變換器（電極、標(biāo)本檢測器）和其它電子系統(tǒng)間的界面，它除了鈉、鉀、氯等測量通道外，其余模擬信號也

18、在放大系統(tǒng)上處理，所有這些信號被傳輸?shù)紺PU板上的主A/D變換器上。,信號放大模塊,AVL 9181型電解質(zhì)分析儀內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖,5.軟件系統(tǒng),提供儀器微處理系統(tǒng)操作、儀器設(shè)定程序操作、儀器測定程序操作和自動清洗等操作程序。,分析儀的軟件系統(tǒng)，是控制儀器運(yùn)作的關(guān)鍵。,軟件系統(tǒng)的作用：,監(jiān)察分析儀的穩(wěn)定性、調(diào)校自動定標(biāo)頻率和自動測定質(zhì)控標(biāo)本，并自動將結(jié)果與預(yù)期的數(shù)據(jù)作比較評估，也能指導(dǎo)操作者日常保養(yǎng)和幫助解決故障問題。,微處理系統(tǒng)操作

19、程序：,在測定質(zhì)控范圍、質(zhì)控時(shí)間，設(shè)定密碼及選擇自動或手動定標(biāo)方式時(shí)，都需要設(shè)定程序。,儀器設(shè)定程序操作：,儀器測定程序操作：,測定操作的控制采用人機(jī)對話方式，由操作者按鍵控制，運(yùn)行過程包括啟動運(yùn)作、吸取樣本、自動分析檢測、數(shù)據(jù)處理及結(jié)果打印、自動清洗吸樣針等測量組件以及復(fù)位等待下次檢測分析等。,（二）干式電解質(zhì)分析儀,電解質(zhì)的干化學(xué)測定法目前主要有兩類:,基于反射光度法干化學(xué)測定,基于離子選擇性電極（ISE）方法干化學(xué)測定,,SPOT

20、CHEM EL SE-1520,基于ISE法干式電解質(zhì)分析儀的結(jié)構(gòu)示意圖,,通常每測一個(gè)項(xiàng)目需要用一個(gè)干片，每個(gè)干片上帶有條形識別碼，儀器將自動識別所進(jìn)行的測定項(xiàng)目。,測定時(shí)，用雙孔移液管取10μl 血清和10μl 參比液滴入兩個(gè)加樣孔內(nèi)，即可測定二者的差示電位。,三、電解質(zhì)分析儀的維護(hù)保養(yǎng)與故障排除,（一）儀器的維護(hù)保養(yǎng),1. 電極系統(tǒng)的保養(yǎng),儀器在工作過程中，由于電極的內(nèi)充液與樣品之間存在著不同程度的離子交換，使電極內(nèi)充液的濃度逐漸

21、降低，從而使膜電位下降，導(dǎo)致測量結(jié)果偏低。需要定期對電極內(nèi)充液中的離子含量進(jìn)行調(diào)整。,鈉電極內(nèi)充液的濃度降低最為嚴(yán)重，要經(jīng)常檢查調(diào)整內(nèi)充液濃度。,許多儀器的程序設(shè)計(jì)中已包含每日保養(yǎng)（daily maintenance）一項(xiàng)。堅(jiān)持每日用廠家提供的清潔液和鈉電極調(diào)整液進(jìn)行清洗和調(diào)整是最基本的保養(yǎng)。,調(diào)整液含有氟化鈉----玻璃腐蝕劑。,（1）鈉電極,鉀電極為選擇性膜電極,使用過程中會吸附蛋白質(zhì),影響電極的響應(yīng)靈敏度。每月至少更換一次內(nèi)充液。

22、,（2）鉀電極,氯電極為選擇性膜電極,使用過程中亦會吸附蛋白質(zhì),影響電極的響應(yīng)靈敏度。最好用物理法進(jìn)行膜電極的清潔。,（3）氯電極,每周均需檢查電極內(nèi)是否有足夠的飽和氯化鉀溶液及氯化鉀殘片。如果不夠或沒有，則需及時(shí)添加。一般三個(gè)月要換一次參比電極膜。,（4）參比電極,清洗電極套,保持毛細(xì)管通透,使鹽橋?qū)?電極芯無需保養(yǎng),但不能用水洗或使其干燥。,2.流路系統(tǒng)的保養(yǎng),儀器在測量過程中，由于血清中含有部分纖維蛋白，蛋白將附著在液流通道 (

23、flowpath)的泵、管路和電極系統(tǒng)毛細(xì)管的內(nèi)壁上，當(dāng)測量工作量較大時(shí)，內(nèi)壁所附的蛋白增厚，造成阻塞管路和影響樣品與電極之間的測量電位，影響正常工作和測試結(jié)果的準(zhǔn)確性。,（1）流路保養(yǎng),多數(shù)儀器都有儀器流路保養(yǎng)程序，可以根據(jù)保養(yǎng)程序進(jìn)行保養(yǎng)工作。當(dāng)流路保養(yǎng)程序結(jié)束后，應(yīng)當(dāng)對儀器進(jìn)行重新定標(biāo)。,流路清洗是為了保證儀器流路中沒有蛋白質(zhì)、脂類沉積和鹽類結(jié)晶。,（2）全流路清洗,儀器進(jìn)入流路程序進(jìn)行清洗，吸入或注射清洗液、去蛋白液或蒸餾水沖洗

24、流路，重復(fù)2?3次。沖洗完畢，應(yīng)當(dāng)對儀器進(jìn)行重新定標(biāo)。,（二）日常維護(hù)保養(yǎng),儀器維護(hù)保養(yǎng),每日維護(hù)每周維護(hù)半年維護(hù)停機(jī)維護(hù),,檢查試劑量，如不足1/4液面，應(yīng)及時(shí)更換；清潔儀器表面灰塵及吸樣探針，保持探針的暢通；及時(shí)棄去廢液瓶中的廢液。,1.每日維護(hù),儀器應(yīng)進(jìn)行流路清洗，除去蛋白質(zhì)、脂類沉積和鹽類結(jié)晶，對儀器進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)。,2.每周維護(hù),清潔泵管，用酒精棉球清潔泵管和不銹鋼轉(zhuǎn)軸，在泵管的彎處涂硅油或白色凡士林等潤滑劑。,3.每月維

25、護(hù),4.每季度進(jìn)行MV值試驗(yàn),電極的MV值由儀器使用說明書給出。,（三）常見故障及其排除方法,一些常見故障、產(chǎn)生原因和排除方法如下：,電極沒有穩(wěn)定，可以在電極穩(wěn)定30min后定標(biāo)。,是否停電、電源線未插入插座中、保險(xiǎn)絲熔斷等。,1.儀器不工作,2.定標(biāo)不能穩(wěn)定,3.重復(fù)性不良,（1）電極未活化，應(yīng)活化電極； （2）電極間有漏液，應(yīng)裝緊電極或更換密封圈； （3）電極間有血樣凝塊，需拆開電極，用吸球吹凈電極；

26、（4）參比電極有KCl結(jié)晶，應(yīng)擦凈；電極毫伏偏低，更換電極內(nèi)液或電極； （5）電極斜率（electrode slope）低于規(guī)定值，應(yīng)更換電極或重新校準(zhǔn)；,（6）試劑太少或變質(zhì)，應(yīng)更換試劑； （7）系統(tǒng)校準(zhǔn)沒有進(jìn)行，應(yīng)運(yùn)行系統(tǒng)校準(zhǔn)2?3次； （8）系統(tǒng)校準(zhǔn)能通過，但電極斜率SLOPE值超出規(guī)定，重新運(yùn)行系統(tǒng)校準(zhǔn)2?3次或更換相應(yīng)電極或試劑。,為保證實(shí)驗(yàn)室報(bào)告的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性，建議操作者每天做一次質(zhì)控。,4.準(zhǔn)

27、確性不夠,如果所有測定項(xiàng)目準(zhǔn)確性差，應(yīng)更換參比電極。,5.樣品不能吸入、管路有氣泡,（1）進(jìn)樣針堵塞，應(yīng)拆下進(jìn)樣針用注射器疏通沖洗； （2）三通堵塞，拆下電極用注射器疏通沖洗三通； （3）電極堵塞，拆下電極，并分解單個(gè)電極用吸球吹凈電極； （4）泵管老化，應(yīng)更換泵管； （5）管道有破裂或松動，應(yīng)更換管道或裝好管道。,6.管路堵塞,血液中的蛋白、脂類、纖維及血凝塊在管路中積聚，造成阻塞。,易堵塞的地方主要有下面的4

28、個(gè)部分：,（1）采樣針與空氣檢測器部分,若確定為這部分阻塞后，可直接用清洗液進(jìn)行保養(yǎng)管路,如達(dá)不到目的，可拆下空氣檢測器，用注射器注入NaClO溶液反復(fù)沖洗進(jìn)樣針和空氣檢測器，通暢后再用蒸餾水沖洗干凈即可。,（2）電極腔前端與末端部分,平時(shí)可用清洗液進(jìn)行管路清洗保養(yǎng)；亦可將電極全部拆下,將電極腔用NaClO溶液浸泡2分鐘左右,再反復(fù)清洗,用蒸餾水沖洗干凈,擦干水份裝回即可。,（3）混合器部分,主要用清洗液或去蛋白液進(jìn)行混合器清洗程序，如

29、達(dá)不到目的，可將混合器拆下，用注射器將NaClO溶液注入混合器浸泡幾分鐘，然后反復(fù)沖洗，待看上去干凈后，用蒸餾水沖洗干凈，擦干水份即可。,（4）泵管和廢液管的堵塞,可用注射器吸入清洗液或蒸餾水沖吸管路，看是否通暢，如無阻力，證明管路已通，按原樣裝回管路即可。,7.電極漂移與失控,① 電極漂移的最常見的原因是地線未接好,應(yīng)檢查地線；檢查漂移的電極銀棒是否未插入信號插座或接觸不良； ② 電壓不穩(wěn)定,最好接UPS不間斷電源或質(zhì)量較好的

30、穩(wěn)壓電源(質(zhì)量差的穩(wěn)壓電源會引起電極漂移)；,③ 避免電磁干擾,功率較大的設(shè)備應(yīng)盡量遠(yuǎn)離本儀器,獨(dú)立設(shè)置電源； ④ 檢查標(biāo)準(zhǔn)液及清洗液是否已用完;檢查流通池中參比內(nèi)充液是否太少，應(yīng)及時(shí)注滿；,⑤ Na、pH電極漂移時(shí)應(yīng)用玻璃電極清洗液清洗,再用蒸餾水反復(fù)沖洗即可；,⑥ 如果電極全部漂移，則應(yīng)檢查參比電極是否到期； ⑦ 定位不好，造成溶液未全部浸沒電極，應(yīng)重新進(jìn)行定位操作；,⑧ 參比電極上方有氣泡,應(yīng)輕拍流通池,將氣泡移

31、至Na電極上方； ⑨ 試劑過期或被污染,檢查A、B標(biāo)準(zhǔn)液及清洗液瓶,是否有絮狀沉淀。,8.測試血樣出現(xiàn)異常值,① 附近是否有大功率電器開動或漏電(如離心機(jī)、電冰箱)，造成電壓波動； ② 測試時(shí)吸入凝血；,③ 溶液未到位,可查看定位是否良好,如果溶液到位不好,可用服務(wù)程序中重新定位程序來進(jìn)行重新定位； ④ 檢查盛血樣的容器是否污染,是否殘留了消毒液等物質(zhì)； ⑤ 查看校正因子是否正確,如有

32、異常,可將校正因子清除； ⑥是否長時(shí)間未標(biāo)定,可重新標(biāo)定后再測。,電極斜率低,將造成測試線性不好,有時(shí)也影響電極的重復(fù)性,其主要原因有: ① 電極膜板上吸附蛋白過多； ② 空氣濕度太大； ③ 溫度太低； ④ 壽命將至。,9.電極斜率降低,血?dú)夥治鰞x（blood gas analyzer）是利用電極對人全血中的酸堿度（pH）、二氧化碳分壓（PCO2）和氧分壓（PO2）進(jìn)行測

33、定的儀器。,§7-4 血?dú)夥治鰞x,根據(jù)所測得的pH、PCO2、PO2參數(shù)及輸入的血紅蛋白值，血?dú)夥治鰞x可進(jìn)行計(jì)算而求出血液中的其它參數(shù)，如：,實(shí)際碳酸氫根濃度（AB）標(biāo)準(zhǔn)碳酸氫根濃度（SB）血液緩沖堿（BB）血漿二氧化碳總量（T-CO2）血液堿剩余（BEblood）細(xì)胞外液堿剩余（BEECF）血氧飽和度（SO2）,,人體血?dú)馑釅A生理指標(biāo)常用參數(shù),,,,一、工作原理,電極系統(tǒng)管路系統(tǒng)電路系統(tǒng),血?dú)夥治鰞x種類型號

34、很多，其基本結(jié)構(gòu)均可分為三大部分：,,血?dú)夥治鰞x的工作原理圖,測量室必須是一個(gè)恒溫系統(tǒng)。通常測量室的溫度被恒定在37℃±0.1℃。,在血?dú)夥治鰞x中，為了完成對樣品的自動定標(biāo)、自動測量和自動沖洗等功能，裝有一套比較復(fù)雜的管路系統(tǒng)以及配合管路工作的泵體和電磁閥。,泵和電磁閥的轉(zhuǎn)、停、開、閉、溫度的高低；定標(biāo)氣及定標(biāo)液的有、無、供、停等，均由微機(jī)進(jìn)行控制或監(jiān)測。,血?dú)夥治龇椒ㄊ且环N相對測量方法。在測量樣品之前，需用標(biāo)準(zhǔn)液及標(biāo)準(zhǔn)氣體確

35、定pH、PCO2和PO2三套電極的工作曲線。,通常把確定電極系統(tǒng)工作曲線的過程叫做定標(biāo)或校準(zhǔn)（Calibration）。,每種電極都要有兩種標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)來進(jìn)行定標(biāo)，以便確定建立工作曲線最少需要的兩個(gè)工作點(diǎn)。,使用7.383和6.840兩種標(biāo)準(zhǔn)緩沖液進(jìn)行定標(biāo)。,pH系統(tǒng)：,氧和二氧化碳系統(tǒng)：,用兩種混合氣體來進(jìn)行定標(biāo)。,5％ CO2和20％ O2,10％ CO2,,定 標(biāo),二、儀器結(jié)構(gòu),（一）電極系統(tǒng),電極是血?dú)夥治鰞x的電化學(xué)傳感器。,離子

36、極----主要有K+、Na+、Li+、Ca2+、 Cl-、pH和pCO2 電極 伏安型傳感器----主要是PO2 電極,,電化學(xué)傳感器主要包括兩大類：,一般的血?dú)夥治鰞x使用四支電極： pH 電極 PCO2 電極 PO2 電極 pH 參比電極。,,1．pH電極和pH參比電極,血?dú)夥治鰞x使用毛細(xì)管pH

37、玻璃電極和甘汞電極測量溶液的酸堿度。,pH 測量系統(tǒng)示意圖,毛細(xì)管玻璃pH電極與甘汞電極結(jié)構(gòu)示意圖,此種電極的標(biāo)本用量為2?l，pH測定范圍為0?10。,,羅氏公司使用的參比電極,1958年使用的第一個(gè)三功能血?dú)夥治鰞x及其電極。,,2．PCO2電極,PCO2電極是根據(jù)J.Severinghaus原理設(shè)計(jì)的，故也稱為“Severinghaus”電極。,PCO2 測量系統(tǒng)示意圖,PCO2電極的基本組成部分----玻璃電極。,pH敏感的薄層玻

38、璃膜----厚約0.1mm,電極內(nèi)充溶液----含有KCl的磷酸鹽緩沖液， 其中浸有桿狀A(yù)g/AgCl電極,內(nèi)參比電極----環(huán)狀A(yù)g/AgCl電極，位于玻璃 電極桿的近側(cè)端。,玻璃電極與參比電極外面充滿PCO2電極外緩沖液，它的pH值隨血液的PCO2而改變。,玻璃電極膜與其有機(jī)玻璃外套一端的滲透膜之間放一片尼龍網(wǎng)或擦鏡紙，使兩者之間保證有一薄層電極溶液間隔。,作用原理：它將測

39、量室內(nèi)的血液與玻璃電極及其外面的HCO3-溶液分隔開，血液與玻璃電極及其外面的HCO3-溶液分隔開，只允許血液樣品中CO2分子通過，讓其溶解、水化，并建立電離平衡，使溶液中氫離子（H+）增加，因而使膜內(nèi)溶液pH值下降。由二氧化碳分壓電極的工作原理可知，待測溶液中pH值的變化與lgPCO2有線性關(guān)系。由pH電極測得pH值的變化量，經(jīng)反對數(shù)放大器轉(zhuǎn)換為PCO2，再用數(shù)字顯示。,滲透膜,---聚四氟乙烯膜、聚丙烯膜或硅橡膠膜,3．PO2電極,

40、PO2 電極是一種氣敏電極。O2 滲透膜用約20?m的聚丙烯膜或聚四氟乙烯膜，也有用聚乙烯、聚酯作電極膜。,PO2電極測量系統(tǒng)示意圖,PO2電極電流信號的產(chǎn)生原理見第一節(jié)所述。,電流的大小通常只有幾十納安（10-9A），故PO2電極所配的放大器為高輸入阻抗、低噪聲的微電流放大器。,當(dāng)PO2的值為零時(shí)，電路中電流并不為零，存在一個(gè)微小的電流值，通常稱其為基流。在校準(zhǔn)PO2電極時(shí)，需采用兩種氣體。先用不含氧的純CO2氣體通過測量管，將電路中

41、的基流調(diào)為零；用第二種標(biāo)準(zhǔn)氣體去測定PO2，便可得出PO2和電流的標(biāo)準(zhǔn)曲線。,（二）管路系統(tǒng),血?dú)夥治鰞x的管路系統(tǒng)比較復(fù)雜，是血?dú)夥治鰞x很重要的組成部分。 功能有完成自動定標(biāo)、自動測量、自動沖洗等。,管路系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，通常由氣瓶、溶液瓶、連接管道、電磁閥、正壓泵、負(fù)壓泵和轉(zhuǎn)換裝置等部分組成。,,血?dú)夥治鰞x的管路系統(tǒng)示意圖,1．氣路系統(tǒng),氣路系統(tǒng)用來提供PCO2和PO2兩種電極定標(biāo)時(shí)所用的兩種氣體。每種氣體中含有不同比例的氧和二氧化碳

42、。,壓縮氣瓶供氣方式，又叫外配氣方式氣體混合器供氣方式，又叫內(nèi)配氣方式,氣路系統(tǒng)的類型,,（1）壓縮氣瓶供氣方式,由兩個(gè)壓縮氣瓶供氣，一個(gè)含有5％的二氧化碳和20％的氧；另一個(gè)含10％的二氧化碳，不含氧。,經(jīng)過減壓后輸出的氣體，首先經(jīng)過濕化器飽和濕化后，再經(jīng)閥或轉(zhuǎn)換裝置送到測量室中，對PCO2和PO2電極進(jìn)行定標(biāo)。,濕化器是用水蒸氣將定標(biāo)氣體飽和濕化的裝置。,經(jīng)飽和濕化后的水蒸氣產(chǎn)生的壓力為恒定值。,（2）氣體混合器供氣方式,這種供氣

43、系統(tǒng)用儀器本身的氣體混合器產(chǎn)生定標(biāo)氣。,加到氣體混合器上來的空氣壓縮機(jī)產(chǎn)生的壓縮空氣和氣瓶送來的純二氧化碳?xì)怏w，二氧化碳的純度要求大于99.5％，氣體混合器將上述兩種氣體進(jìn)行配比、混合，最后產(chǎn)生類似于上述氣瓶內(nèi)氣體比例的兩種不同濃度的氣體。同氣瓶預(yù)混的供氣方式一樣，這兩種氣體也要經(jīng)濕化器后，才送給測量毛細(xì)管。,氣體混合器工作原理示意圖,2．液路系統(tǒng),液路系統(tǒng)具有兩種功能，一是提供pH值電極系統(tǒng)定標(biāo)用的兩種緩沖液，二是自動將定標(biāo)和測量時(shí)停

44、留在測量毛細(xì)管中的緩沖液或血液沖洗干凈。,需要四個(gè)盛放液體的瓶子，其中兩個(gè)盛放緩沖液1和緩沖液2，第三個(gè)盛裝沖洗液，第四個(gè)盛放廢液。,血?dú)夥治鰞x內(nèi)部具有兩個(gè)泵，一為真空泵，另一為蠕動泵。利用這兩個(gè)泵來完成儀器的定標(biāo)、測量和沖洗。,真空泵用來產(chǎn)生負(fù)壓，使廢液瓶內(nèi)維持負(fù)壓，靠此負(fù)壓去吸引沖洗液和干燥空氣，用于沖洗和干燥測量毛細(xì)管。真空泵還用于濕化器的快速充液。,蠕動泵用于抽吸樣品和定標(biāo)液。在定標(biāo)時(shí)用來抽取緩沖液到測量室。在測血樣時(shí)用來抽樣品

45、。,（三）電路系統(tǒng),將儀器測量信號進(jìn)行放大和模數(shù)轉(zhuǎn)換、對儀器實(shí)行有效控制、顯示和打印出結(jié)果，并通過鍵盤輸入指令。,作用：,某一血?dú)夥治鰞x的電路系統(tǒng)原理如下圖所示：,血?dú)夥治鰞x電路原理框圖,電極測量系統(tǒng)有選擇地檢測各種樣品成分，并轉(zhuǎn)化成相應(yīng)的電極信號，這些信號經(jīng)各種的頻道被放大，再經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換后變成數(shù)字信號，經(jīng)微機(jī)處理、運(yùn)算后，由熒光屏顯示出來或從打印機(jī)打印出結(jié)果。,四、血?dú)夥治鰞x的維護(hù)、保養(yǎng)與故障排除,血?dú)夥治鰞x作為一種精密的分析儀器，操

46、作比較簡單，關(guān)鍵是日常的維護(hù)和出現(xiàn)問題后故障的排除。,（一）電極的保養(yǎng),電極是一種十分貴重的部件，應(yīng)注意保養(yǎng)，盡量延長其壽命。,電極的保養(yǎng)一般是儀器自動進(jìn)行。,1.參比電極保養(yǎng),參比電極套需要定期更換。如果一天作100個(gè)樣品，每周應(yīng)更換一次；一般情況下兩周可更換一次；在樣品較少時(shí)，可視具體情況延長更換時(shí)間。當(dāng)發(fā)現(xiàn)電極不再滲參比液，或滲漏孔處變成黃色或棕色時(shí)，應(yīng)隨時(shí)更換。,更換鹽橋或電極內(nèi)的KCl溶液時(shí)，除加入飽和的KCl溶液外，還需加入

47、少許的KCl結(jié)晶，使其在37℃ 恒溫條件下也達(dá)到飽和。,2.pH電極的保養(yǎng),不管是否使用pH電極，其使用壽命一般都為1?2年。,如果pH電極在空氣中暴露2h以上，應(yīng)將其放在緩沖液中浸泡6h?24h才能使用。,① 按血液→緩沖液（或生理鹽水）→水→空氣的順序進(jìn)行清洗。,蛋白質(zhì)粘附在電極表面：,② 或用隨機(jī)附送的含蛋白水解酶的清洗液或自配的0.1%胃蛋白酶鹽酸溶液浸泡30分鐘以上，用生理緩沖液洗凈后浸泡備用。,3.PCO2電極保養(yǎng),電極要經(jīng)

48、常用專用清潔劑清洗，如果經(jīng)清洗、更換緩沖液后仍不能正常工作時(shí)，應(yīng)更換半透膜。,電極用久后，陰極端的磨砂玻璃上會有Ag或AgCl沉積。可用滴有外緩沖液的細(xì)砂紙磨去沉積物，再用外緩沖液洗干凈。,清洗沉積物、半透膜和電極的更換應(yīng)定期進(jìn)行。,4.PO2電極的保養(yǎng),PO2電極中干凈的內(nèi)電極端部和四個(gè)鉑絲點(diǎn)應(yīng)該明凈發(fā)亮。,每次清洗時(shí)，都應(yīng)該用電極膏對PO2電極進(jìn)行研磨保養(yǎng)。,(二)儀器的日常保養(yǎng),1.每天檢查大氣壓力、鋼瓶氣體壓力； 2.每

49、天檢查定標(biāo)液、沖洗液是否過期，檢查氣泡室是否有蒸餾水； 3.每周更換一次內(nèi)電極液，定期更換電極膜； 4.每周至少沖洗一次管道系統(tǒng)，擦洗分析室； 5.若電極使用時(shí)間過長，電極反應(yīng)變慢，可用電極活化液對pH、PCO2電極活化，對PO2電極進(jìn)行輕輕打磨，除去電極表面氧化層； 6.儀器避免測定強(qiáng)酸強(qiáng)堿樣品，以免損壞電極。若偏酸或偏堿液測定時(shí)，可對儀器進(jìn)行幾次一點(diǎn)校正； 7.保持環(huán)境溫度恒定，避免高溫，以

50、免影響儀器準(zhǔn)確性和電極穩(wěn)定性。,（三）常見故障及其排除方法,蠕動泵管老化、漏氣或泵壞。需要更換管道或維修蠕動泵。,1．樣品吸入不良,2．樣品輸入通道堵塞,一般用強(qiáng)力沖洗程序?qū)⒀獕K沖出排除。如沖不走，可換上假電極，使轉(zhuǎn)換盤處于進(jìn)樣位置，用注射器向進(jìn)樣口中注蒸餾水，便可將血塊沖走。,（1）血塊堵塞,如毛細(xì)管斷在進(jìn)樣口內(nèi)等，可將樣品進(jìn)樣口取下來，將玻璃碎片捅出即可。,（2）玻璃碎片堵塞,3. pH定標(biāo)不正確,pH定標(biāo)液過期兩種定標(biāo)液接反儀

51、器接地不好。,,原因,4. PCO2定標(biāo)不正確,⑥ PCO2電極老化或損壞，應(yīng)更換電極。,① 鋼瓶中氣體壓力過低，應(yīng)更換氣瓶；,② 氣體管道破裂、脫落或氣路連接錯(cuò)誤，應(yīng)更換或重新連接管道；,③ PCO2內(nèi)電極液使用時(shí)間過長或內(nèi)電極液過期，應(yīng)更換內(nèi)電極液；,④ 氣室內(nèi)無蒸餾水或蒸餾水過少，使通過氣體未充分濕化，應(yīng)補(bǔ)充蒸餾水；,⑤ 電極膜使用時(shí)間過長或電極膜破裂，應(yīng)更換電極膜；,常見原因與PCO2定標(biāo)不正確的原因類似。,5. PO2定標(biāo)不正

52、確,6．定標(biāo)不正確，但取樣時(shí)不報(bào)警，標(biāo)本常被沖掉,③ 取樣不正確，混入微小氣泡，應(yīng)重新取樣。,① 分析系統(tǒng)管道內(nèi)壁附有微小蛋白顆?；蚣?xì)小血凝塊，使管道不通暢，應(yīng)沖洗管道；,② 連接取樣傳感器的連線斷裂，應(yīng)重新連接；,（1）了解常用的電解質(zhì)分析儀和血?dú)夥治鰞x。（2）了解電解質(zhì)分析儀和血?dú)夥治鰞x的日常維護(hù)常識。（3）了解電解質(zhì)分析儀和血?dú)夥治鰞x的常見故障排除方法。（4）熟悉pH電極、PCO2電極、PO2電極和參比電極的使用方法。（5