2018年第07章 电化学临床分析技术和相关仪器课件.ppt

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1、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。§7-0概述一、电化学临床分析仪器电解质分析仪（electrolytechemistryanalyzers）血气分析仪（bloodgasanalyzers）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、镁等。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、BEblo

2、od、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（Electrochemicalanalysis）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§7-1电化学分析原理一、pH值测定原理参比电极（正极）标准氢电极:基准，电位值为零(任何温度)。甘汞电极:电极反应：Hg2Cl2+2e-=2Hg+2Cl-电极电位（25℃）：EHg2Cl/Hg=EHg22+Cl/Hg-0.059lgaCl-电极内溶液的Cl-活度一定时，甘汞电极电位固定。银丝镀上一层AgCl沉淀,

3、浸在一定浓度的KCl溶液中即构成了银-氯化银电极。电极反应：AgCl+e-==Ag+Cl-银-氯化银电极：指示电极（负极）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：pH玻璃膜电极膜电极特点：对特定离子有选择性响应(离子选择性电极)。膜内外被测离子活度的不同而产生电位差。将膜电极和参比电极一起插到被测溶液中，则电池为:外参比电极‖被测溶液(ai未知)∣内充溶液(ai一定)∣内参比电极（敏感膜）内外参比电极的电位值固定，且内充溶液中离子的活度也一定，则电池电动势为：2.电化学法测量

4、血液pH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：（-）玻璃电极︱待测溶液(pHx)‖饱和甘汞电极(+)（-）玻璃电极︱标准缓冲溶液(pHs)‖饱和甘汞电极(+)-EESXFRT/303.2pHpHSX+=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(pri

5、ncipalofIonselectiveelectrode)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（membraneelectrodes）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

6、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、

7、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20m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：外加直流电压<0.4V进入电极内O2不反应0.4V~0.8V在铂阴极表面被还原O2+2H2O→H2O2H2O2+2e-→2OH-当阴极表面附近的氧被消耗后，阴极表面氧气分压：PO2=0.00kPa/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

8、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=0mmHg，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（gassensingelectrode），是由pH玻璃电极和银-氯化银电极组装在一起的复合电极。PC