血液电解质酸碱和血气监测仪器麻醉设备学.pptx

Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,*,*,Click to edit Master title style,*,Click to edit Master title style,第九章血液电解质、酸碱和血气监测仪器,麻醉设备学,安医大二附院,李加荣,血液电解质酸碱和血气监测仪器麻醉设备学,第1页,第九章 血液电解质、酸碱和血气监测,体液,以细胞膜为界,分为两大部分：,细胞内液,和,细胞外液,。细胞外液又可分为,血浆,和,组织间液,。,体液中,无机物与部分以离子形式存在有机物,统称为,电解质,，而葡萄糖、尿素等,不能解离有机物,称为,非电解质,。,细胞内液,细胞外液,组织,间液,血浆,各部位体液之间处于动态平衡，都含有相对稳定电解质含量和酸碱度，组成了人体正常新陈代谢所必需内环境。在病理状态下机体内环境稳定和平衡经常遭到破坏，是威胁患者生命安全重大原因。,2,血液电解质酸碱和血气监测仪器麻醉设备学,第2页,第一节 电解质分析仪,测定电解质方法，有,化学法,、,火焰光度法,、,原子吸收法,、,离子选择性电极法,等。,火焰光度法因其灵敏度较高、设备简单、成本低等优点，曾经被普遍采取。,原理,：每一元素都有其特定发射光谱，即其谱波长有特异性，用火焰为激发源，对一些金属元素发射光谱进行光度分析。,3,血液电解质酸碱和血气监测仪器麻醉设备学,第3页,第一节 电解质分析仪,当前,电解质分析仪,多采取,离子选择性电极法,测量溶液中离子浓度。,优点,：快速准确地同时测定生物样品中钾、钠、氯、钙、镁、,pH,等多项指标，同时含有操作方便、灵敏度和选择性好、快速、准确、微量、不破坏被测试样、不用进行复杂预处理等。,缺点,：电极寿命短，普通约一年左右需要更换电极；需要定标液、活化液等试剂，测试成本比火焰光度法高。,4,血液电解质酸碱和血气监测仪器麻醉设备学,第4页,第一节 电解质分析仪,电解质分析仪有六种电极：钠、钾、氯、钙、镁和参比电极。每个电极都有一个特定,离子选择膜,，能够对被测样本中对应离子特异性亲和或渗透，相当于特异性离子交换器，膜两侧电势差与离子浓度差成比。,5,血液电解质酸碱和血气监测仪器麻醉设备学,第5页,第一节 电解质分析仪,在电解液中插入离子选择电极,(,指示电极,),作为电池正极，,参比电极,作为电池负极，组成,原电池,。在相关离子选择性电极和参比电极之间形成一电极电位差，即电池电动势。经过测量电池电动势，便可对被测离子进行定量测定。,6,血液电解质酸碱和血气监测仪器麻醉设备学,第6页,第一节 电解质分析仪,钠电极,是一个含,铝硅酸钠,玻璃电极。因为使用了对钠离子敏感玻璃膜，所以对钠离子选择性很高。它产生电位和钠离子浓度成百分比。,当,pH,值低于,5,时，它会受到氢离子干扰,。,7,血液电解质酸碱和血气监测仪器麻醉设备学,第7页,第一节 电解质分析仪,钾电极,是以,钾,-,缬,(xi),氨霉素,为活性材料,聚氯乙烯膜电极,，它是利用钾离子与缬氨霉素强配位能力而到达高选择性。普通由三部分组成，在塑料套中嵌装了内参比电极电极杆、缬氨霉素套、内参比溶液。,8,血液电解质酸碱和血气监测仪器麻醉设备学,第8页,第一节 电解质分析仪,湿式电解质分析仪,是当前最惯用一类分析仪器，它将被测样品作为电池一部分，然后将离子选择性电极和参比电极插入其中组成电池，经过测量原电池电动势来进行测试分析。,干式电解质分析仪,也是采取基于离子选择差示电位法来进行分析测试。,湿式电解质分析仪普通由,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,及,显示器,等组成。,9,血液电解质酸碱和血气监测仪器麻醉设备学,第9页,第一节 电解质分析仪,分析箱设计，实现恒温测量,自动化,、样品,微量化,。测量电路与全部离子选择性电极测量仪器相同。控制电路、驱动器等能使仪器实现半自动化和自动化。显示器为仪器输出设备，用于显示或打印结果。,10,血液电解质酸碱和血气监测仪器麻醉设备学,第10页,第一节 电解质分析仪,干式电解质分析仪由包含两个完全相同离子选择性电极多层膜片组成，二者均由,离子选择性敏感膜,、,参比层,、,氯化银层,和,银层,组成，并用一,纸盐桥,相连。,11,血液电解质酸碱和血气监测仪器麻醉设备学,第11页,第一节 电解质分析仪,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，即可测定二者间电位。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，仪器会自动识别所进行测定项目。干式电解质分析仪含有使用简单、方便、快速等许多无可比拟优点，是大有发展前途一个分析仪。,12,血液电解质酸碱和血气监测仪器麻醉设备学,第12页,第二节 酸碱分析仪,pH,敏感玻璃膜一侧为已知固定,pH,，另一侧是未知,pH,溶液，在玻璃膜两侧产生电位差取决于敏感玻璃两边,pH,差值。因为玻璃膜一侧溶液,pH,是一固定常数，所以，电位差主要取决于玻璃膜另一边溶液,pH,值。,13,血液电解质酸碱和血气监测仪器麻醉设备学,第13页,第二节 酸碱分析仪,为了准确测定这个电位差，采取化学半电池。用一个半电池接到恒定内溶液，另一个半电池接到未知外溶液。参比电极通常是由汞,-,氯化亚汞,(,甘汞,),组成半电池。参比电极与测量电极用一个膜隔开，电极经过电解质液来保持与,pH,系统其它部分通电，电解质液为饱和氯化钾溶液。,14,血液电解质酸碱和血气监测仪器麻醉设备学,第14页,第二节 酸碱分析仪,参比电极电势必须与被测样品溶液性质无关。,其外壳是玻璃管，里面套一根小玻璃管，其顶部伸出电极引线，引线下端浸没在汞中，汞下端有糊状甘汞，汞和甘汞用棉花堵住，只有离子才能经过，而汞和甘汞不会漏失，小管和大管之间充满,KCl,溶液，末端用多孔陶瓷渗透到溶液中，实现电极引线与溶液间电导通。,15,血液电解质酸碱和血气监测仪器麻醉设备学,第15页,第二节 酸碱分析仪,16,血液电解质酸碱和血气监测仪器麻醉设备学,第16页,第二节 酸碱分析仪,pH,玻璃膜电极,：,SiO,2,基质中加入,Na,2,O,、,Li,2,O,和,CaO,烧结而成特殊玻璃膜。内充,0.1mol/L,HCl,溶液，敏感膜厚度约为,0.10mm,。再插入一根,AgCl-Ag,电极作内参比电极（涂有氯化银银丝）。水浸泡后，表面,Na,+,与水中,H,+,交换，表面形成水合硅胶层。,17,血液电解质酸碱和血气监测仪器麻醉设备学,第17页,第二节 酸碱分析仪,玻璃电极,H,+,OH,-,+,+,+,+,+,+,-,-,-,-,-,-,酸性,碱性,玻璃膜,玻璃敏感膜,(0.2-0.5mm),胶层 约,0.1 mm,正电荷,负电荷,内参比液,18,血液电解质酸碱和血气监测仪器麻醉设备学,第18页,第二节 酸碱分析仪,复合电极,又叫做联合电极。其结构有球泡形，也有平头形。,它由两个电极组合而成，分别装在两个同心玻璃管之中，内管是一个玻璃电极，外管是一个银一氯化银参比电极。参比电极也是由饱和氯化钾溶液经过渗漏孔形成一个盐桥和待测液相连接。,19,血液电解质酸碱和血气监测仪器麻醉设备学,第19页,第三节 血气分析仪,湿式血气分析仪,20,血液电解质酸碱和血气监测仪器麻醉设备学,第20页,第三节 血气分析仪,血气分析方法是一个,相对测量方法,。在进行测量之前，先要用,标准液体,来确定,pH,、,PO,2,和,PCO,2,三套电极,工作曲线,，通常把确定电极系统工作曲线过程称为,定标,或,校准,。,每种电极都要有两种标准物质来进行定标,。,pH,系统使用,7.383,和,6.840,左右两种,标准缓冲液,来进行定标。氧和二氧化碳分压,标准气体,有两种，第一个中含,20,O,2,和,5,CO,2,；第二种含,10,CO,2,，不含,0,2,。控制系统要将上述两种标准气体分别混合到两种,pH,定标液内，对三种电极一起进行定标。进入血样以后，三种电极分别直接测量出血样,pH,、,PO,2,和,PCO,2,值，随即,经过相关公式计算得出,HCO,3,-,(,碳酸氢离子,),、,BE,(,血剩下碱,),、,TCO,2,(,总二氧化碳,),等,汇报值,。,在工作过程中，仪器还自动对电极进行,一点定标,，随时检验电极偏离工作曲线情况。一旦发觉问题，仪器会停顿测量工作，强制重新定标，以确保所测数据正确性。,21,血液电解质酸碱和血气监测仪器麻醉设备学,第21页,第三节 血气分析仪,PCO,2,电极属于,气敏电极,。是由测量半电池和参比半电池组装在一起复合电极。,PCO,2,电极头部为,pH,敏感玻璃,，测量半电池密封在玻璃电极内，电极内部装有恒定,pH,缓冲液和,Ag/AgCl,电极，参比半电池,(Ag/AgCl),装在电极外部。,PCO,2,电极装入有机玻璃圆筒中，塑料套上有气体渗透膜，其后装有,PCO,2,电解液，,PCO,2,电解液能使参比电极产生电泳，经过开口与测量电极接通。,22,血液电解质酸碱和血气监测仪器麻醉设备学,第22页,第三节 血气分析仪,为保持,PCO,2,测量,pH,系统稳定，,PCO,2,电极安装了,气体渗透膜,，即,PCO,2,电极膜，它是一个特殊薄膜，起选择隔层作用，,可透过二氧化碳，而其它离子则不能经过,。测量时，二氧化碳会经过膜扩散，斜率随反应时间而慢慢增加，,pH,玻璃电极系统须尽可能靠近气体渗透膜，在玻璃电极顶端和,PCO,2,电极膜之间放一尼龙网状垫圈盖在电极头上，以保持有一薄层电解质液。,23,血液电解质酸碱和血气监测仪器麻醉设备学,第23页,第三节 血气分析仪,假如电极膜两侧存在二氧化碳分压差，二氧化碳则在分压差作用下经过膜进行扩散，使电极内外,气体分压平衡,。二氧化碳进入电解质液内会产生,H,和,HCO,3,。反应所产生,H,浓度与,PCO,2,高低成百分比，当用水性HCO,3,液槽作为测量半电池时，即可经过pH改变值测知血液PCO,2,。,24,血液电解质酸碱和血气监测仪器麻醉设备学,第24页,第三节 血气分析仪,血氧分压测量基于,电解氧,原理。氧电极是一个,极谱气敏电极,。,PO,2,电极有一个阴极和一个阳极，阴极由铂丝组成，阳极由银,/,氯化银组成。,25,血液电解质酸碱和血气监测仪器麻醉设备学,第25页,第三节 血气分析仪,将两个电极置于电解质溶液中接通直流电后，在,阴极,会得电子，发生,还原反应,，,阳极,会失电子，发生,氧化反应,。两个电极之问会有电流流过，此时溶液中,如有氧存在，则能促进电解质电解，使电流增强,，从而可依据电流改变获知溶液中氧量。,研究证实，电压在,300,700mV,时电流与,PO,2,成正比，电极电压改变对二者关系并无显著影响，且以,600mV,最为理想,。电压超出,800mV,，即使无氧分子参加，水本身也会被电解而产生电流。,26,血液电解质酸碱和血气监测仪器麻醉设备学,第26页,第三节 血气分析仪,干式血气分析仪,血中氧分子能够与特定,荧光染料,结合，使之,丧失荧光特征,。荧光强度与血中,PO,2,成,反比,。经过空白荧光与血样平衡后荧光光度差即可计算出血液,PO,2,。,27,血液电解质酸碱和血气监测仪器麻醉设备学,第27页,第三节 血气分析仪,人们通常广义地把各种微弱光亮都称为荧光。物理上所说,荧光,，是一个,光致发光冷发光现象,。当某种常温物质经某种波长入射光（通常是紫外线或,X,射线）照射，吸收光能后进入激发态，而且马上退出激发态并发出,比入射光波长长出射光,（通常波长在可见光波段）；而且一旦停顿入射光，发光现象也随之马上消失。含有这种性质出射光就被称之为荧光。,普通把,余辉时间,10,-8,s,者称为,荧光,，而余辉时间,10,-8,s,者称为,磷光,。所谓,在黑暗中发光,材料通常都是磷光性材料，如夜明珠。,28,血液电解质酸碱和血气监测仪器麻醉设备学,第28页,第三节 血气分析仪,干式血气分析仪光学测量原理，,发光二极管,发出特定波长,激励光脉冲,，经光学聚焦和滤光，折射到样品池。激励光脉冲停顿期间，样品发出荧光经滤光聚焦到,光敏元件,，光敏元件换能发出电信号经控制系统放大、,AD,转换、逻辑运算出汇报值，输出显示和打印。,29,血液电解质酸碱和血气监测仪器麻醉设备学,第29页,第三节 血气分析仪,这种血气分析仪含有六个荧光测量光路。不但能够测量血液氧分压，还能够同时测量二氧化碳分压、,pH,值、钠、钾、氯和钙离子等，含有操作简便、测量快速、仪器便携等很多优点。,30,血液电解质酸碱和血气监测仪器麻醉设备学,第30页,第三节 血气分析仪,31,血液电解质酸碱和血气监测仪器麻醉设备学,第31页,Thank You!,李加荣,年,5,月,血液电解质酸碱和血气监测仪器麻醉设备学,第32页,