临床检验仪器学-电化学分析技术和临床相关仪器课件
107页1、第七章 电化学分析技术和临床相关仪器,第七章 电化学分析技术和临床相关仪器,7-1 概述 7-2 电化学分析原理 7-3 电解质分析仪 7-4 血气分析仪,电化学临床分析仪器是利用电化学分析技术而设计的临床分析仪器。,7-1 概 述,一、电化学临床分析仪器,电解质分析仪 (electrolyte chemistry analyzers),血气分析仪 (blood gas analyzers),分类,1.电解质分析仪,采用离子选择性电极(ISE)测量体液中离子浓度的仪器。,测量样品中的指标: 钾、钠、氯、钙、锂、pH值等。,利用电极对血样中的酸碱度(pH)、二氧化碳分压(PCO2)和氧分压(PO2)进行测定的仪器。,2.血气分析仪,测量样品中的指标: pH、PCO2、PO2、AB、SB、BB、TCO2、BE blood、BEECF、SO2等。,电化学分析法是建立在溶液电化学性质基础上的一类分析方法。,二、电化学分析法 (Electrochemical analysis),测 定 物理量,参与反应的化学物质的量,确定,电位 电流 电导 电量,7-2 电化学分析原理,一、pH值测定原理,pH
2、玻璃膜电极 (glass membrane electrode),玻璃电极对溶液pH的敏感程度取决于电极的玻璃膜。,在25时,玻璃电极的电极电位:,通常采用二次测量法,即用相同的仪器测定标准溶液和待测溶液的电动势,以确定待测液的pH。采用的电池组成是:,2. 电化学法测量血液 pH,由于各玻璃电极的 K玻 不尽相同,在测定时仪器需用标准缓冲溶液进行校正。,常用标准缓冲溶液,(1)0.05mol/Kg 邻苯二甲酸氢钾溶液,37,pH值: 6.84,37,pH值:4.02,(2)0.025mol/Kg 混合磷酸盐溶液,二、离子选择性电极工作原理 ( principal of Ion selective electrode ),1. 离子选择性电极的结构,膜电位:膜内外被测离子活度的不同而产生 电位差。,离子选择性电极又称膜电极(membrane electrodes ),特点:仅对溶液中特定离子有选择性响应。,膜电极的关键:是一个称为选择膜的敏感元件。,敏感元件: 单晶、混晶、液膜、功能膜及生物 膜等构成。,离子选择电极的构造,离子选择性电极的电极电位表示为:,阳离子选择性电极为 ; 阴离
3、子选择性电极为 ; n 为离子电荷数; Cx 为被测离子浓度; fx 为被测离子活度系数; K 在测量条件恒定时为常数。,2. 离子选择性电极的测量方法,ISE与参比电极共同浸入样品试液中构成一个原电池,通过测量原电池的电动势E,便可求得被测离子的活度或浓度。,离子选择性电极作正极时: 对阳离子响应的电极,取正号; 对阴离子响应的电极,取负号。,间接法- 血清经一定离子强度缓冲溶液 稀释后由电极测量。,直接法 间接法,ISE测量方法分类:,直接法- 血清不经稀释直接由电极测量,三、氧分压(PO2)电极的工作原理,PO2 电极是氧化还原电极,对氧的测量是基于电解氧的原理实现的。,目前用得最多的氧电极是电解式的Clark氧电极,Clark氧电极是由铂阴极、Ag/AgCl阳极、KCl电解质和透气膜所构成。,Clark 氧电极的结构,待测溶液中的O2可以借助电极外表面的O2渗透膜(约20m的聚丙烯或聚 乙烯或聚四氟 乙烯),依靠 PO2梯度透过 膜而进入电极。,在测定时,O2在铂阴极表面发生的反应如下:,O2 + 2 H2O H2O2 H2O2 + 2 e- 2 OH-,当阴极表面附近的氧被消
4、耗后,阴极表面氧气分压:,PO2= 0.00 kPa/mmHg,样品中的氧将通过渗透膜向阴极发生浓度扩散。 当氧浓度扩散梯度相对稳定时,就产生一个稳定的电解电流,称之为极限扩散电流 I0 。,I0 PO2(样本),通过测定电流变化即可测定血液标本中的氧气分压。,在外加电压超过0.8V时,即使PO2 = 0 mmHg,水本身也会被电解而产生电流。 外加在PO2电极上的工作电压通常为0.65V。,四、PCO2 电极的工作原理,PCO2电极是气敏电极(gas sensing electrode),是由pH玻璃电极和银-氯化银电极组装在一起的复合电极。,7-3 电解质分析仪,电解质分析仪(electrolyte analyzer) : 采用离子选择性电极(ISE)测量溶液中离子浓度的仪器 。,测定指标: 生物样品中的K+、Na+、Cl-、Ca2+、Li+、pH值等。,具有设备简单、操作方便、灵敏度和选择性好、成本低、快速、准确、微量、不破坏被测试样和不用进行复杂的预处理等优点。,优点:,如 Nova 电解质/化学分析仪: Na+、K+、Cl-、Ca2+、Mg2+、Li+、TCO2、TCa、Gl
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