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临床生物化学/血气分析仪测定原理及仪器结构 - 版本历史
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112.247.109.102：以“{{Hierarchy header}} 早年进行血氧和二氧化碳的测定是采用经典的VanSlyke量气法。此法原理是利用皂素破坏红细胞，再用铁...”为内容创建页面
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<p>以“{{Hierarchy header}} 早年进行血氧和<a href="/%E4%BA%8C%E6%B0%A7%E5%8C%96%E7%A2%B3" title="二氧化碳">二氧化碳</a>的测定是采用经典的VanSlyke量气法。此法原理是利用皂素破坏<a href="/%E7%BA%A2%E7%BB%86%E8%83%9E" title="红细胞">红细胞</a>，再用铁...”为内容创建页面</p>
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早年进行血氧和[[二氧化碳]]的测定是采用经典的VanSlyke量气法。此法原理是利用皂素破坏[[红细胞]]，再用铁氢化钾破坏[[血红蛋白]]以释放O<sub>2</sub>，加辛酸去泡剂等混合液，使这一反应过程在[[真空]]密闭条件下进行，让[[血液]]中所含CO<sub>2</sub>、O<sub>2</sub>和N<sub>2</sub>全部释放进密封真空管的液面之上，然后测量所释气体的压力。而后又用CO<sub>2</sub>[[吸收剂]]及O<sub>2</sub>吸收剂分别将两种气体吸收，根据压力的改变，再计算出CO<sub>2</sub>和O<sub>2</sub>的含量。该法准确可靠，然而操作繁锁，又使用大量[[水银]]，极易污染环境，现在较少使用。另外还使用[[化学]]法测定[[血浆]]HCO<sub>3</sub><sup>－</sup>含量，此法操作要求严格的隔绝空气采血，否则很难测定准确。[[血气分析仪]]问世后，该法基本属于淘汰的方法。<br />
<br />
当初丹麦Radiometer公司根据Astrup等学者的研究，提出血液pH与lgPCO<sub>2</sub>成[[线性关系]]，设计了最早的血气分析仪。最具代表性的产品是该公司70年代出品的BME系列。其后许多国家不同的厂家陆续改进，经过几代人的努力而使血气分析仪更加完善，更加自动化。目前血气分析仪型号虽然很多，然而都是测定血液pH、PCO<sub>2</sub>和PO<sub>2</sub>三项基本数据，再参考[[Hb]]及[[体温]]的数据计算出其他诊断参数。<br />
<br />
国产仪器的研制也紧跟时代的步伐不断更新产品，如南京最早的产品DH-100型血气酸碱分析仪，以及后来的改进型，已陆续供应国内[[医院]]使用。<br />
<br />
测定血气的仪器主要由专门的气敏[[电极]]分别测出O<sub>2</sub>、CO<sub>2</sub>和pH三个数据，并推算出一系列参数。血气分析仪生产厂家的型号很多，自动化程度也不尽相同，但其结构组成基本一致，一般包括电极（pH、PO<sub>2</sub>、PCO<sub>2</sub>）、进样室、CO<sub>2</sub>空气混合器、放大器元件、数字运算显示屏和打印机等部件，进行自动化分析，其所需样品少，检测速度快而准确。<br />
<br />
'''（一）[[电极系统]]'''<br />
<br />
⒈pH测定系统pH测定系统包括pH测定电极即[[玻璃电极]]、参化电极及两种电极间的液体介质。<br />
<br />
pH电极是利用[[电位]]法原理测量溶液的H<sup>+</sup>浓度，其电极是一个对H<sup>+</sup>敏感的玻璃电极，同时必须用另一电位值已知的[[参比电极]]配套，通常与[[甘汞电极]]保持电接触。血样中的H<sup>+</sup>与玻璃电极膜中的[[金属离子]]进行交换，产生电位差，并与血样的H<sup>+</sup>浓度成正比，二者之间存在着对数关系。在电极内部有pH恒定的溶液，与玻璃膜接触。玻璃电极内部还有Ag/Agcl参比电极，浸在pH恒定液中，电极线连接伏特计，测量血样［H<sup>+</sup>］所产生的电位差，即中测pH值，并以数字显示再打印结果。参比电极里的KCl溶液通过它逸出与[[标本]]接触而形成接触面。因为Kcl浓度很大，所以[[血标本]]中离子组成的差异不会改变参比电极上的恒定电位（图5-7）。PH电极要求pH测定范围在6.8-8.0间，并能读出小数点以下三位，精密度达0.002pH单位，准确性达到±0.09pH单位。pH电极稳定性好，计数不漂移。<br />
<br />
⒉PCO<sub>2</sub>电极PCO<sub>2</sub>电极属于CO<sub>2</sub>气敏电极。主要由特殊玻璃电极和Ag/Agcl参比电极及电极[[缓冲液]]组成，如图5-8所示。这种特殊的玻璃电极是对pH敏感的玻璃膜外包围着一层[[碳酸氢钠溶液]](NaHCO<sub>3</sub>5mmol/L、NaCl20mmol/L，并以Agcl溶液[[饱和]])，溶液的外侧再包一层气体可透膜。此膜是以[[聚四氟乙烯]]或[[硅胶]]为材料，可选择性让电中性能CO<sub>2</sub>通过，带电荷的H<sup>+</sup>及带负电荷的HCO<sub>3</sub><sup>－</sup>不能通过。CO<sub>2</sub>则扩散入电极内，与电极里的碳酸氢钠溶液发生下列变化；见图5-7。使其内的NaHCO<sub>3</sub>、NaCl溶液的pH值发生改变，产生电位差，由电极套内的pH电极检测。pH值的改变与PCO<sub>2</sub>数值呈线性关系（△pH/logPCO<sub>2</sub>），根据这一关系即可测出PCO<sub>2</sub>值。<br />
<br />
{{图片|gopiwdg1.jpg|pH电极结构示意图}}<br />
<br />
图5-7 pH电极结构示意图<br />
<br />
PCO<sub>2</sub>电极灵敏度以－pH/lgPCO<sub>2</sub>=1.0为准，即PCO<sub>2</sub>上升1.33kPa，pH值下降1pH单位。测定范围为0.6-33.3kPa(37℃)。<br />
<br />
Co<sub>2</sub>＋H<sub>2</sub>O→H<sub>2</sub>CO<sub>3</sub>→H<sup>+</sup>＋HCO<sub>3</sub><sup>－</sup><br />
<br />
⒊PO<sub>2</sub>电极PO<sub>2</sub>电极是一种对O<sub>2</sub>敏感的电极，属于电位法，电极结构如图5-8所示。以白金丝（Pt）为阴极，Ag/AgCl参比电极为阳极，以阴极与阳极之间的一层[[磷酸盐缓冲液]]藉以沟通，其外包裹一层[[聚丙烯]]膜，膜外接触血样品。此膜不能透过离子，仅O<sub>2</sub>可透过。当样品中的O<sub>2</sub>透过聚丙烯膜到达Pt阴极表面时，O<sub>2</sub>不断地被还原，产生如下化学变化：<br />
<br />
阴极反应O<sub>2</sub>＋2H<sub>2</sub>O＋4e<sup>－</sup>→4OH<sup>－</sup><br />
<br />
电解质反应NaCl＋OH<sup>－</sup>→NaOH＋Cl<sup>－</sup><br />
<br />
阳极反应Ag<sup>+</sup>＋Cl<sup>－</sup>→Agcl＋e<sup>－</sup><br />
<br />
氧的还原反应导致[[阴阳]]极之间产生电流，其强度与氧的扩散量或PO<sub>2</sub>成正比，以此测出PO<sub>2</sub>值（图5-9）。PO<sub>2</sub>电极可测定范围为0-106kPa。<br />
<br />
'''（二）管道系统'''<br />
<br />
主要由测量室、转换盘（有或无）系统、气路系统、溶液系统及泵体等组成。测量室有一套自动控制温度稳定于37℃的装置，转换盘是让样品进入并将有关溶液及气体送入测量室的装置，由计算机程序自动控制．气路系统由空气压缩机、CO<sub>2</sub>气瓶、气体混合器、[[湿化]]器、泵、阀门及有关管道组成。气体混合器将空气压缩机送来的空气（4-6个大气压，latm=101.3kPa）和CO<sub>2</sub>（纯度要求99.5％）气瓶送来的气体进行混合，混合后得到两种浓度不同的气体。由气体混合器中部出来的“气体1”含19.8％的O<sub>2</sub>和5.5％的CO<sub>2</sub>；“气体2”含9％-11％的CO<sub>2</sub>，从混合器的下部送出，需要时再进入测量室。液体管道系统使缓冲液进入测量室定标，保证样品吸入和废液排出的冲洗过程，管道系统中为保证仪器正常运转还没有一系列的自动检测装置。<br />
<br />
{{图片|gopiwa9a.jpg|PCO2电极结构示意图}}<br />
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图5-8 PCO<sub>2</sub>电极结构示意图<br />
<br />
{{图片|gopiwgu6.jpg|PO2电极结构示意图}}<br />
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图5-9 PO<sub>2</sub>电极结构示意图<br />
<br />
目前，血气分析仪种类很多，各有其特色。一般都具备有所需样品量少（25-100μl）、检测时间短（1-2）分钟、自动显示数据、打印结果等优点。<br />
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