第9章电化学技术概要课件.ppt
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1、第九章第九章 电化学分析技术和临床相关电化学分析技术和临床相关仪器仪器 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。 血气分析仪(blood gas analyzers)概概 述述 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。 一、pH值测定原理1. pH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:xpHK05916. 0电化学分析原理电化学分析原理 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p
2、H。采用的电池组成是: (-)玻璃电极)玻璃电极待测溶液待测溶液(pHx)饱和甘汞电极饱和甘汞电极 (+)(-)玻璃电极)玻璃电极标准缓冲溶液标准缓冲溶液(pHs)饱和甘汞电极饱和甘汞电极 (+)2. 电化学法测量血液 pH EESXFRT/303. 2pH+ + 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: 6.8437,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
3、)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: xfxCnFRT.kEISEln3032阳离子选择性电极为 ;阴离子选择性电极为 ;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
4、原电池的电动势E,便可求得被测离子的活度或浓度。ianFRTKElg303. 2 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。直接法血清不经稀释直接由电极测量间接法血清经一定稀释后由电极测量。 ISE测量方法三、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。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
5、电极组装在一起的复合电极。 电解质分析仪电解质分析仪 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、Glu、BUN、Hct、pH、Creat。一、电解质分析仪的分类(一)按自动化程度分类 半自动电解质分析仪全自动电解质分析仪 (
6、二)按工作方式分类 湿式电解质分析仪 临床上常用 干式电解质分析仪 (三)常见电解质分析的仪器分类 电解质分析仪 只进行单独的电解质分析 ,分析血清、血浆、全血和稀释尿液标本 。血气分析仪 含H+、Na+、K+、Ca2+、Cl- 等电解质分析,既可以做急诊化验又可批量分析。 自动生化分析仪 含电解质分析。 二、电解质分析仪的结构(一)湿式电解质分析仪 离子选择性电极参比电极分析箱测量电路控制电路驱动电机显示器湿式电解质分析仪基本组成 显示器分析箱Na电极K电极参比电极测量电路驱 动 器逻辑控制电路操作键测定原理 样品通过某离子选择性电极时由某相应的电解质渗过电极膜时产生了电流,通过对该电流的放
7、大,同标准液 A 标及 B 标通过电极时产生的电流进行对数及斜率比较,计算出样品中某一电解质的值。 由动力泵将 A 标准液抽入电极池(抽样长度由光电开关检测),并停留几秒进行 A 标标定,然后由动力泵将 A 标准液抽回废液瓶。测定过程 分配阀动作将通道接向 B 标准液,由动力泵将 B 标准液抽入电极池进行斜率测定。B 标定标完成后,由动力泵将 B 标准液抽回废液瓶。 由动力泵将样品吸入电极池进行样品的测定,测量数据经前置放大器放大送入CPU 板,与 A 标、B 标测量值进行比较,计算结果通过 CRT 显示器显示或打印机输出。到位检测CRT显示器CPU板运算放大器电 极动力泵样 品打印机B标准液
8、A标准液废液测定过程框图(二)干式电解质分析仪电解质的干化学测定法目前主要有两类:基于反射光度法干化学测定基于离子选择性电极(ISE)方法干化学测定银层银层银层银层 通常每测一个项目需要用一个干片,每个干片上带有条形识别码,仪器将自动识别所进行的测定项目。 测定时,用双孔移液管取10l 血清和10l 参比液滴入两个加样孔内,即可测定二者的差示电位。 三、电解质分析仪的维护保养与故障排除 (一)仪器的维护保养 1. 电极系统的保养 仪器在工作过程中,由于电极的内充液与样品之间存在着不同程度的离子交换,使电极内充液的浓度逐渐降低,从而使膜电位下降,导致测量结果偏低。需要定期对电极内充液中的离子含量
9、进行调整。 钠电极内充液的浓度降低最为严重,要经常检查调整内充液浓度。 许多仪器的程序设计中已包含每日保养(daily maintenance)一项。坚持每日用厂家提供的清洁液和钠电极调整液进行清洗和调整是最基本的保养。 调整液含有氟化钠-玻璃腐蚀剂。 (1)钠电极 钾电极为选择性膜电极,使用过程中会吸附蛋白质,影响电极的响应灵敏度。每月至少更换一次内充液。(2)钾电极 氯电极为选择性膜电极,使用过程中亦会吸附蛋白质,影响电极的响应灵敏度。最好用物理法进行膜电极的清洁。 (3)氯电极 每周均需检查电极内是否有足够的饱和氯化钾溶液及氯化钾残片。如果不够或没有,则需及时添加。一般三个月要换一次参比
10、电极膜。 (4)参比电极 清洗电极套,保持毛细管通透,使盐桥导通,电极芯无需保养,但不能用水洗或使其干燥。 2.流路系统的保养 仪器在测量过程中,由于血清中含有部分纤维蛋白,蛋白将附着在液流通道 (flowpath)的泵、管路和电极系统毛细管的内壁上,当测量工作量较大时,内壁所附的蛋白增厚,造成阻塞管路和影响样品与电极之间的测量电位,影响正常工作和测试结果的准确性。(1)流路保养 多数仪器都有仪器流路保养程序,可以根据保养程序进行保养工作。当流路保养程序结束后,应当对仪器进行重新定标。 流路清洗是为了保证仪器流路中没有蛋白质、脂类沉积和盐类结晶。 (2)全流路清洗 仪器进入流路程序进行清洗,吸
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