電解質(zhì)分析儀

電化學(xué)分析技術(shù)-----電解質(zhì)分析儀2021/5/91主要內(nèi)容電解質(zhì)分析儀的原理離子選擇性電極工作原理pH電極測(cè)定原理參比電極原理電解質(zhì)分析儀的基本結(jié)構(gòu)2021/5/92一.什么是電化學(xué)分析法？溶液的電化學(xué)性質(zhì)：電解質(zhì)溶液通電時(shí)，其電位、電流、電導(dǎo)和電量等電化學(xué)特性隨化學(xué)組分和濃度而變化的性質(zhì)。電化學(xué)分析法(electrochemicalanalysis)：建立在溶液電化學(xué)性質(zhì)基礎(chǔ)上并利用這些性質(zhì)，通過(guò)電極這個(gè)變化器，將被測(cè)物質(zhì)濃度轉(zhuǎn)變?yōu)殡妼W(xué)參數(shù)而進(jìn)行檢測(cè)的方法。2021/5/93

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。一、電化學(xué)分析法（Electrochemicalanalysis）測(cè)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2021/5/94

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。二、電化學(xué)臨床分析儀器電解質(zhì)分析儀（electrolytechemistryanalyzers）

血?dú)夥治鰞x（bloodgasanalyzers）分類2021/5/951.電解質(zhì)分析儀

采用離子選擇性電極（ISE）測(cè)量體液中離子濃度的儀器。

測(cè)量樣品中的指標(biāo)：

鉀、鈉、氯、鈣、鋰、pH值等。2021/5/96

利用電極對(duì)血樣中的酸堿度（pH）、二氧化碳分壓（PCO2）和氧分壓（PO2）進(jìn)行測(cè)定的儀器。

2.血?dú)夥治鰞x測(cè)量樣品中的指標(biāo)：

pH、PCO2、PO2、AB、SB、BB、TCO2、BEblood、BEECF、SO2等。2021/5/97電解質(zhì)分析儀2021/5/98一、電解質(zhì)分析儀的分類（一）按自動(dòng)化程度分類半自動(dòng)電解質(zhì)分析儀全自動(dòng)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

2021/5/99（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-

等電解質(zhì)分析，既可以做急診化驗(yàn)又可批量分析。

自動(dòng)生化分析儀

—

含電解質(zhì)分析。2021/5/910（一）pH值測(cè)定原理pH玻璃膜電極（glassmembraneelectrode）

玻璃電極對(duì)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：二、電解質(zhì)分析儀的工作原理2021/5/911參比電極結(jié)構(gòu)示意圖2021/5/912

通常采用二次測(cè)量法，即用相同的儀器測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)溶液和待測(cè)溶液的電動(dòng)勢(shì)，以確定待測(cè)液的pH。采用的電池組成是：

（-）玻璃電極︱待測(cè)溶液(pHx)‖飽和甘汞電極(+)（-）玻璃電極︱標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液(pHs)‖飽和甘汞電極(+)2.電化學(xué)法測(cè)量血液pH-EESXFRT/303.2pHpHSX+=2021/5/913

由于各玻璃電極的

K玻

不盡相同，在測(cè)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：6.8437℃，pH值：4.02（2）0.025mol/Kg混合磷酸鹽溶液2021/5/914(二)離子選擇性電極工作原理

(principalof

Ionselectiveelectrode)1.離子選擇性電極的結(jié)構(gòu)

膜電位：膜內(nèi)外被測(cè)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（membraneelectrodes

）特點(diǎn)：僅對(duì)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：?jiǎn)尉А⒒炀?、液膜、功能膜及生物膜等?gòu)成。2021/5/915(二)離子選擇性電極的工作原理2021/5/916離子選擇性電極的電極電位表示為：陽(yáng)離子選擇性電極為

＋；陰離子選擇性電極為

－；n為離子電荷數(shù)；Cx

為被測(cè)離子濃度；fx

為被測(cè)離子活度系數(shù)；K在測(cè)量條件恒定時(shí)為常數(shù)。

2021/5/9172.離子選擇性電極的測(cè)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(guò)測(cè)量原電池的電動(dòng)勢(shì)E，便可求得被測(cè)離子的活度或濃度。離子選擇性電極作正極時(shí)：

對(duì)陽(yáng)離子響應(yīng)的電極，取正號(hào)；

對(duì)陰離子響應(yīng)的電極，取負(fù)號(hào)。2021/5/918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(cè)量。

直接法間接法ISE測(cè)量方法分類：直接法----血清不經(jīng)稀釋直接由電極測(cè)量2021/5/919三、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(cè)量電路控制電路驅(qū)動(dòng)電機(jī)顯示器濕式電解質(zhì)分析儀基本組成2021/5/920顯示器分析箱Na電極K電極參比電極測(cè)量電路驅(qū)動(dòng)器邏輯控制電路操作鍵結(jié)構(gòu)框圖2021/5/921測(cè)定原理

樣品通過(guò)某離子選擇性電極時(shí)由某相應(yīng)的電解質(zhì)滲過(guò)電極膜時(shí)產(chǎn)生了電流，通過(guò)對(duì)該電流的放大，同標(biāo)準(zhǔn)液A標(biāo)及B標(biāo)通過(guò)電極時(shí)產(chǎn)生的電流進(jìn)行對(duì)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(dòng)力泵將A標(biāo)準(zhǔn)液抽入電極池(抽樣長(zhǎng)度由光電開關(guān)檢測(cè))，并停留幾秒進(jìn)行A標(biāo)標(biāo)定,然后由動(dòng)力泵將A標(biāo)準(zhǔn)液抽回廢液瓶。測(cè)定過(guò)程2021/5/922

②

分配閥動(dòng)作將通道接向B標(biāo)準(zhǔn)液，由動(dòng)力泵將B標(biāo)準(zhǔn)液抽入電極池進(jìn)行斜率測(cè)定。B標(biāo)定標(biāo)完成后，由動(dòng)力泵將B標(biāo)準(zhǔn)液抽回廢液瓶。③由動(dòng)力泵將樣品吸入電極池進(jìn)行樣品的測(cè)定，測(cè)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(cè)量值進(jìn)行比較，計(jì)算結(jié)果通過(guò)CRT顯示器顯示或打印機(jī)輸出。2021/5/9232021/5/924到位檢測(cè)CRT顯示器CPU板運(yùn)算放大器電極動(dòng)力泵樣品打印機(jī)B標(biāo)準(zhǔn)液A標(biāo)準(zhǔn)液廢液測(cè)定過(guò)程框圖2021/5/925

不同的電解質(zhì)分析儀在儀器板面上都具有人機(jī)對(duì)話的操作鍵。在分析檢測(cè)樣品時(shí)，操作者可以通過(guò)按鍵操作控制分析檢測(cè)過(guò)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(lái)接收顯示屏上的提問(wèn)，no

鍵用來(lái)否定顯示屏上的提問(wèn)，通過(guò)這兩個(gè)鍵可對(duì)儀器進(jìn)行各種操作和參數(shù)設(shè)定。2021/5/9262.電極系統(tǒng)

電極系統(tǒng)是測(cè)定樣品結(jié)果的關(guān)鍵，決定測(cè)定結(jié)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2021/5/927指示電極：流動(dòng)式離子感應(yīng)透明膜電極新型儀器的測(cè)量電極參比電極：流動(dòng)式透明接頭電極Na電極結(jié)構(gòu)示意圖含鉛硅酸鈉的玻璃膜電極2021/5/928K、Ca、Cl、Li電極結(jié)構(gòu)示意圖2021/5/929參比電極結(jié)構(gòu)示意圖2021/5/930參比電極結(jié)構(gòu)示意圖2021/5/931參比電極常用的有兩種，一種是甘汞電極，另一種是銀-氯化銀電極。銀-氯化銀電極：Agcl+eAg+cl-

由能斯特方程可推出為

E=E0-R.T/F.lg[cl-]電極電位是氯離子濃度的函數(shù)2021/5/932甘汞電極：2Hg+2cl-Hg2cl2+2e

由能斯特方程可得：

E=E0-R.T/F.lg[cl-]甘汞電極的電位只取決于氯離子的活度，在一定的溫度下，若氯化鉀濃度固定，則電極電位也就是一個(gè)固定值。2021/5/9332021/5/9343.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(dòng)泵等組成蠕動(dòng)泵的作用：為各種試劑的流動(dòng)提供動(dòng)力。液路系統(tǒng)中的通路：由定標(biāo)液（calibrationsolutions）/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(cè)定的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。2021/5/9352021/5/936

標(biāo)本盤、三通閥和蠕動(dòng)泵的轉(zhuǎn)動(dòng)、轉(zhuǎn)換均由微機(jī)自動(dòng)控制。MEDICA全自動(dòng)電解質(zhì)分析儀2021/5/937自動(dòng)進(jìn)樣器的結(jié)構(gòu)框圖2021/5/9384.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(hào)放大及數(shù)據(jù)采集模塊蠕動(dòng)泵和三通閥控制模塊2021/5/939V20CPU時(shí)鐘復(fù)位鍵盤接口鍵盤打印接口打印機(jī)顯示接口LCDA/D多路模擬開關(guān)AMPAMPROMRAM蠕動(dòng)泵步進(jìn)電機(jī)三通閥Na+K+GF-982型電解質(zhì)分析儀的電路邏輯框圖2021/5/940

提供分析儀的打印機(jī)接口電路、蠕動(dòng)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(guò)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(guò)系統(tǒng)總線與模擬通道液壓系統(tǒng)相連。2021/5/941

包括主信號(hào)放大器變換器（電極、標(biāo)本檢測(cè)器）和其它電子系統(tǒng)間的界面，它除了鈉、鉀、氯等測(cè)量通道外，其余模擬信號(hào)也在放大系統(tǒng)上處理，所有這些信號(hào)被傳輸?shù)紺PU板上的主A/D變換器上。信號(hào)放大模塊2021/5/942AVL9181型電解質(zhì)分析儀內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖2021/5/9435.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(cè)定程序操作和自動(dòng)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(dòng)定標(biāo)頻率和自動(dòng)測(cè)定質(zhì)控標(biāo)本，并自動(dòng)將結(jié)果與預(yù)期的數(shù)據(jù)作比較評(píng)估，也能指導(dǎo)操作者日常保養(yǎng)和幫助解決故障問(wèn)題。微處理系統(tǒng)操作程序：2021/5/944

在測(cè)定質(zhì)控范圍、質(zhì)控時(shí)間，設(shè)定密碼及選擇自動(dòng)或手動(dòng)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(cè)定程序操作：

測(cè)定操作的控制采用人機(jī)對(duì)話方式，由操作者按鍵控制，運(yùn)行過(guò)程包括啟動(dòng)運(yùn)作、吸取樣本、自動(dòng)分析檢測(cè)、數(shù)據(jù)處理及結(jié)果打印、自動(dòng)清洗吸樣針等測(cè)量組件以及復(fù)位等待下次檢測(cè)分析等。2021/5/945（二）干式電解質(zhì)分析儀電解質(zhì)的干化學(xué)測(cè)定法目前主要有兩類:基于反射光度法干化學(xué)測(cè)定基于離子選擇性電極（ISE）方法干化學(xué)測(cè)定SPOTCHEMELSE-15202021/5/946基于ISE法干式電解質(zhì)分析儀的結(jié)構(gòu)示意圖樣品液離子選擇敏感膜參比層氯化銀層銀層離子選擇敏感膜參比層氯化銀層銀層鹽橋塑料膜塑料膜參比液電位計(jì)2021/5/947

通常每測(cè)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(shí)別碼，儀器將自動(dòng)識(shí)別所進(jìn)行的測(cè)定項(xiàng)目。2021/5/948

測(cè)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(cè)定二者的差示電位。2021/5/949三、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(guò)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)充液的濃度逐漸降低，從而使膜電位下降，導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果偏低。需要定期對(duì)電極內(nèi)充液中的離子含量進(jìn)行調(diào)整。2021/5/950

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)（dailymaintenance）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2021/5/951

鉀電極為選擇性膜電極,使用過(guò)程中會(huì)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。（2）鉀電極

氯電極為選擇性膜電極,使用過(guò)程中亦會(huì)吸附蛋白質(zhì),影響電極的響應(yīng)靈敏度。最好用物理法