電解質(zhì)分析儀

關于電解質(zhì)分析儀主要內(nèi)容電解質(zhì)分析儀的原理離子選擇性電極工作原理pH電極測定原理參比電極原理電解質(zhì)分析儀的基本結構第2頁,共57頁，2024年2月25日，星期天一.什么是電化學分析法？溶液的電化學性質(zhì)：電解質(zhì)溶液通電時，其電位、電流、電導和電量等電化學特性隨化學組分和濃度而變化的性質(zhì)。電化學分析法(electrochemicalanalysis)：建立在溶液電化學性質(zhì)基礎上并利用這些性質(zhì)，通過電極這個變化器，將被測物質(zhì)濃度轉變?yōu)殡妼W參數(shù)而進行檢測的方法。第3頁,共57頁，2024年2月25日，星期天

電化學分析法是建立在溶液電化學性質(zhì)基礎上的一類分析方法。一、電化學分析法（Electrochemicalanalysis）測定物理量參與反應的化學物質(zhì)的量確定電位電流電導電量第4頁,共57頁，2024年2月25日，星期天

電化學臨床分析儀器是利用電化學分析技術而設計的臨床分析儀器。二、電化學臨床分析儀器電解質(zhì)分析儀（electrolytechemistryanalyzers）

血氣分析儀（bloodgasanalyzers）分類第5頁,共57頁，2024年2月25日，星期天1.電解質(zhì)分析儀

采用離子選擇性電極（ISE）測量體液中離子濃度的儀器。

測量樣品中的指標：

鉀、鈉、氯、鈣、鋰、pH值等。第6頁,共57頁，2024年2月25日，星期天

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

2.血氣分析儀測量樣品中的指標：

pH、PCO2、PO2、AB、SB、BB、TCO2、BEblood、BEECF、SO2等。第7頁,共57頁，2024年2月25日，星期天電解質(zhì)分析儀第8頁,共57頁，2024年2月25日，星期天一、電解質(zhì)分析儀的分類（一）按自動化程度分類半自動電解質(zhì)分析儀全自動電解質(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

第9頁,共57頁，2024年2月25日，星期天（三）常見電解質(zhì)分析的儀器分類電解質(zhì)分析儀

—只進行單獨的電解質(zhì)分析

，分析血清、血漿、全血和稀釋尿液標本

。血氣分析儀

—含H+、Na+、K+、Ca2+、Cl-

等電解質(zhì)分析，既可以做急診化驗又可批量分析。

自動生化分析儀

—含電解質(zhì)分析。第10頁,共57頁，2024年2月25日，星期天（一）pH值測定原理pH玻璃膜電極（glassmembraneelectrode）

玻璃電極對溶液pH的敏感程度取決于電極的玻璃膜。

在25℃時，玻璃電極的電極電位：二、電解質(zhì)分析儀的工作原理第11頁,共57頁，2024年2月25日，星期天參比電極結構示意圖第12頁,共57頁，2024年2月25日，星期天

通常采用二次測量法，即用相同的儀器測定標準溶液和待測溶液的電動勢，以確定待測液的pH。采用的電池組成是：

（-）玻璃電極︱待測溶液(pHx)‖飽和甘汞電極(+)（-）玻璃電極︱標準緩沖溶液(pHs)‖飽和甘汞電極(+)2.電化學法測量血液pH-EESXFRT/303.2pHpHSX+=第13頁,共57頁，2024年2月25日，星期天

由于各玻璃電極的

K玻

不盡相同，在測定時儀器需用標準緩沖溶液進行校正。

常用標準緩沖溶液（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混合磷酸鹽溶液第14頁,共57頁，2024年2月25日，星期天(二)離子選擇性電極工作原理

(principalof

Ionselectiveelectrode)1.離子選擇性電極的結構

膜電位：膜內(nèi)外被測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：僅對溶液中特定離子有選擇性響應。膜電極的關鍵：是一個稱為選擇膜的敏感元件。敏感元件：單晶、混晶、液膜、功能膜及生物膜等構成。第15頁,共57頁，2024年2月25日，星期天(二)離子選擇性電極的工作原理第16頁,共57頁，2024年2月25日，星期天離子選擇性電極的電極電位表示為：陽離子選擇性電極為

＋；陰離子選擇性電極為

－；n為離子電荷數(shù)；Cx

為被測離子濃度；fx

為被測離子活度系數(shù)；K在測量條件恒定時為常數(shù)。

第17頁,共57頁，2024年2月25日，星期天2.離子選擇性電極的測量方法

ISE與參比電極共同浸入樣品試液中構成一個原電池，通過測量原電池的電動勢E，便可求得被測離子的活度或濃度。離子選擇性電極作正極時：

對陽離子響應的電極，取正號；

對陰離子響應的電極，取負號。第18頁,共57頁，2024年2月25日，星期天間接法----血清經(jīng)一定離子強度緩沖溶液稀釋后由電極測量。

直接法間接法ISE測量方法分類：直接法----血清不經(jīng)稀釋直接由電極測量第19頁,共57頁，2024年2月25日，星期天三、電解質(zhì)分析儀的結構（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量電路控制電路驅(qū)動電機顯示器濕式電解質(zhì)分析儀基本組成第20頁,共57頁，2024年2月25日，星期天顯示器分析箱Na電極K電極參比電極測量電路驅(qū)動器邏輯控制電路操作鍵結構框圖第21頁,共57頁，2024年2月25日，星期天測定原理

樣品通過某離子選擇性電極時由某相應的電解質(zhì)滲過電極膜時產(chǎn)生了電流，通過對該電流的放大，同標準液A標及B標通過電極時產(chǎn)生的電流進行對數(shù)及斜率比較，計算出樣品中某一電解質(zhì)的值。①

由動力泵將A標準液抽入電極池(抽樣長度由光電開關檢測)，并停留幾秒進行A標標定,然后由動力泵將A標準液抽回廢液瓶。測定過程第22頁,共57頁，2024年2月25日，星期天

②

分配閥動作將通道接向B標準液，由動力泵將B標準液抽入電極池進行斜率測定。B標定標完成后，由動力泵將B標準液抽回廢液瓶。③由動力泵將樣品吸入電極池進行樣品的測定，測量數(shù)據(jù)經(jīng)前置放大器放大送入CPU板，與A標、B標測量值進行比較，計算結果通過CRT顯示器顯示或打印機輸出。第23頁,共57頁，2024年2月25日，星期天第24頁,共57頁，2024年2月25日，星期天到位檢測CRT顯示器CPU板運算放大器電極動力泵樣品打印機B標準液A標準液廢液測定過程框圖第25頁,共57頁，2024年2月25日，星期天

不同的電解質(zhì)分析儀在儀器板面上都具有人機對話的操作鍵。在分析檢測樣品時，操作者可以通過按鍵操作控制分析檢測過程。1.板面系統(tǒng)例如：汽巴·康寧644電解質(zhì)分析儀

只有yes/no兩個按鍵，yes

鍵用來接收顯示屏上的提問，no

鍵用來否定顯示屏上的提問，通過這兩個鍵可對儀器進行各種操作和參數(shù)設定。第26頁,共57頁，2024年2月25日，星期天2.電極系統(tǒng)

電極系統(tǒng)是測定樣品結果的關鍵，決定測定結果的準確度和靈敏度。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/氯化銀電極第27頁,共57頁，2024年2月25日，星期天指示電極：流動式離子感應透明膜電極新型儀器的測量電極參比電極：流動式透明接頭電極Na電極結構示意圖含鉛硅酸鈉的玻璃膜電極第28頁,共57頁，2024年2月25日，星期天K、Ca、Cl、Li電極結構示意圖第29頁,共57頁，2024年2月25日，星期天參比電極結構示意圖第30頁,共57頁，2024年2月25日，星期天參比電極結構示意圖第31頁,共57頁，2024年2月25日，星期天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)第32頁,共57頁，2024年2月25日，星期天甘汞電極：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固定值。第33頁,共57頁，2024年2月25日，星期天第34頁,共57頁，2024年2月25日，星期天3.液路系統(tǒng)

液路系統(tǒng)通常由標本盤、溶液瓶、吸樣針、三通閥、電極系統(tǒng)、蠕動泵等組成蠕動泵的作用：為各種試劑的流動提供動力。液路系統(tǒng)中的通路：由定標液（calibrationsolutions）/沖洗液（Rinse）通路、標本通路、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定的準確性和穩(wěn)定性。第35頁,共57頁，2024年2月25日，星期天第36頁,共57頁，2024年2月25日，星期天

標本盤、三通閥和蠕動泵的轉動、轉換均由微機自動控制。MEDICA全自動電解質(zhì)分析儀第37頁,共57頁，2024年2月25日，星期天自動進樣器的結構框圖第38頁,共57頁，2024年2月25日，星期天4.電路系統(tǒng)電解質(zhì)分析儀的電路系統(tǒng)由五個模塊組成電源電路模塊微處理器模塊輸入輸出模塊信號放大及數(shù)據(jù)采集模塊蠕動泵和三通閥控制模塊第39頁,共57頁，2024年2月25日，星期天V20CPU時鐘復位鍵盤接口鍵盤打印接口打印機顯示接口LCDA/D多路模擬開關AMPAMPROMRAM蠕動泵步進電機三通閥Na+K+GF-982型電解質(zhì)分析儀的電路邏輯框圖第40頁,共57頁，2024年2月25日，星期天

提供分析儀的打印機接口電路、蠕動泵控制電路、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CPU芯片，通過地址總線、數(shù)據(jù)總線與顯示板、打印機、觸摸控制板相連，通過系統(tǒng)總線與模擬通道液壓系統(tǒng)相連。第41頁,共57頁，2024年2月25日，星期天

包括主信號放大器變換器（電極、標本檢測器）和其它電子系統(tǒng)間的界面，它除了鈉、鉀、氯等測量通道外，其余模擬信號也在放大系統(tǒng)上處理，所有這些信號被傳輸?shù)紺PU板上的主A/D變換器上。信號放大模塊第42頁,共57頁，2024年2月25日，星期天AVL9181型電解質(zhì)分析儀內(nèi)部結構示意圖第43頁,共57頁，2024年2月25日，星期天5.軟件系統(tǒng)

提供儀器微處理系統(tǒng)操作、儀器設定程序操作、儀器測定程序操作和自動清洗等操作程序。分析儀的軟件系統(tǒng)，是控制儀器運作的關鍵。軟件系統(tǒng)的作用：

監(jiān)察分析儀的穩(wěn)定性、調(diào)校自動定標頻率和自動測定質(zhì)控標本，并自動將結果與預期的數(shù)據(jù)作比較評估，也能指導操作者日常保養(yǎng)和幫助解決故障問題。微處理系統(tǒng)操作程序：第44頁,共57頁，2024年2月25日，星期天

在測定質(zhì)控范圍、質(zhì)控時間，設定密碼及選擇自動或手動定標方式時，都需要設定程序。儀器設定程序操作：儀器測定程序操作：

測定操作的控制采用人機對話方式，由操作者按鍵控制，運行過程包括啟動運作、吸取樣本、自動分析檢測、數(shù)據(jù)處理及結果打印、自動清洗吸樣針等測量組件以及復位等待下次檢測分析等。第45頁,共57頁，2024年2月25日，星期天（二）干式電解質(zhì)分析儀電解質(zhì)的干化學測定法目前主要有兩類:基于反射光度法干化學測定基于離子選擇性電極（ISE）方法干化學測定SPOTCHEMELSE-1520第46頁,共57頁，2024年2月25日，星期天基于ISE法干式電解質(zhì)分析儀的結構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第47頁,共57頁，2024年2月25日，星期天

通常每測一個項目需要用一個干片，每個干片上帶有條形識別碼，儀器將自動識別所進行的測定項目。第48頁,共57頁，2024年2月25日，星期天

測定時，用雙孔移液管取10μl血清和10μl參比液滴入兩個加樣孔內(nèi)，即可測定二者的差示電位。第49頁,共57頁，2024年2月25日，星期天三、電解質(zhì)分析儀的維護保養(yǎng)與故障排除（一）儀器的維護保養(yǎng)1.電極系統(tǒng)的保養(yǎng)

儀器在工作過程中，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，導致測量結果偏低。需要定期對電極內(nèi)充液中的離子含量進行調(diào)整。第50頁,共57頁，2024年2月25日，星期天

鈉電極內(nèi)充液的濃度降低最為嚴重，要經(jīng)常檢查調(diào)整內(nèi)充液濃度。

許多儀器的程序設計中已包含每日保養(yǎng)（dailymaintenance）一項。堅持每日用廠家提供的清潔液和鈉電極調(diào)整液進行清洗和調(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）鈉電極第51頁,共57頁，2024年2月25日，星期天

鉀電極為選擇性膜電極,使用過程中會吸附蛋白質(zhì),影響電極的響應靈敏度。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,使用過程中亦會吸附蛋白質(zhì),影響電極的響應靈敏度。最好用物理法進行膜電極的清潔。（3）氯電極第52頁,