第六章血?dú)夥治鰞x

1、.,血?dú)夥治鰞x,.,主要內(nèi)容,血?dú)夥治鰞x的原理 Pco2分壓電極的工作原理 P02分壓電極的工作原理 血?dú)夥治鰞x的結(jié)構(gòu),.,血?dú)夥治鰞x,血?dú)夥治鰞x（blood gas analyzer）是利用電極對人全血中的酸堿度（pH）、二氧化碳分壓（PCO2）和氧分壓（PO2）進(jìn)行測定的儀器。,.,根據(jù)所測得的pH、PCO2、PO2參數(shù)及輸入的血紅蛋白值，血?dú)夥治鰞x可進(jìn)行計(jì)算而求出血液中的其它參數(shù)，如：,實(shí)際碳酸氫根濃度（AB） 標(biāo)準(zhǔn)碳酸氫根濃度（SB） 血液緩沖堿（BB） 血漿二氧化碳總量（T-CO2） 血液堿剩余（BEblood） 細(xì)胞外液堿剩余（BEECF） 血氧飽和度（SO2）,.,人體血?dú)馑釅A生

2、理指標(biāo)常用參數(shù),.,血?dú)夥治鰞x的工作原理,血?dú)夥治鰞x種類型號(hào)很多，其基本結(jié)構(gòu)均可分為三大部分： 電極系統(tǒng) 管路系統(tǒng) 電路系統(tǒng),.,血?dú)夥治鰞x的工作原理圖,.,被測血液樣品在管路系統(tǒng)的抽吸下，進(jìn)入樣品室內(nèi)的測量毛細(xì)管中。 測量毛細(xì)管的管壁上開有四個(gè)孔，孔內(nèi)分別插有pH、PCO2和PO2三支測量電極和一支pH參比電極。其中，pH和pH參比電極共同組成對pH的測量系統(tǒng)。 血液樣品進(jìn)入樣品室的測量管后，管路系統(tǒng)停止抽吸，樣品同時(shí)被四個(gè)電極所感測。電極產(chǎn)生對應(yīng)于pH、PCO2和PO2三項(xiàng)參數(shù)的電信號(hào)。 這些電信號(hào)分別經(jīng)放大、模數(shù)轉(zhuǎn)換后送到微處理機(jī)。 經(jīng)微處理機(jī)系統(tǒng)處理、運(yùn)算后，再分別被送到各自的顯示單元

3、顯示或打印機(jī)打印出測量結(jié)果。,.,測量室必須是一個(gè)恒溫系統(tǒng)。通常測量室的溫度被恒定在370.1。,在血?dú)夥治鰞x中，為了完成對樣品的自動(dòng)定標(biāo)、自動(dòng)測量和自動(dòng)沖洗等功能，裝有一套比較復(fù)雜的管路系統(tǒng)以及配合管路工作的泵體和電磁閥。,泵和電磁閥的轉(zhuǎn)、停、開、閉、溫度的高低；定標(biāo)氣及定標(biāo)液的有、無、供、停等，均由微機(jī)進(jìn)行控制或監(jiān)測。,.,血?dú)夥治龇椒ㄊ且环N相對測量方法。在測量樣品之前，需用標(biāo)準(zhǔn)液及標(biāo)準(zhǔn)氣體確定pH、PCO2和PO2三套電極的工作曲線。,通常把確定電極系統(tǒng)工作曲線的過程叫做定標(biāo)或校準(zhǔn)（Calibration）。,.,每種電極都要有兩種標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)來進(jìn)行定標(biāo)，以便確定建立工作曲線最少需要的兩個(gè)工

4、作點(diǎn)。,.,使用7.383和6.840兩種標(biāo)準(zhǔn)緩沖液進(jìn)行定標(biāo)。,pH系統(tǒng)：,氧和二氧化碳系統(tǒng)：,用兩種混合氣體來進(jìn)行定標(biāo)。,5 CO2和12 O2,10 CO2,定 標(biāo),.,二、儀器結(jié)構(gòu),（一）電極系統(tǒng),電極是血?dú)夥治鰞x的電化學(xué)傳感器。,離子極-主要有K+、Na+、Li+、Ca2+、 Cl-、pH和pCO2 電極 伏安型傳感器-主要是PO2 電極,電化學(xué)傳感器主要包括兩大類：,.,一般的血?dú)夥治鰞x使用四支電極： pH 電極 PCO2 電極 PO2 電極 pH 參比電極。,.,1pH電極和pH參比電極,血?dú)夥治鰞x使用毛細(xì)管pH玻璃電極和甘汞電極測量溶液的酸堿度。,pH 測量系統(tǒng)示意圖,.,毛細(xì)管

5、玻璃pH電極與甘汞電極結(jié)構(gòu)示意圖,此種電極的標(biāo)本用量為2l，pH測定范圍為010。,.,羅氏公司使用的參比電極,1958年使用的第一個(gè)三功能血?dú)夥治鰞x及其電極。,.,2PCO2電極,PCO2電極是根據(jù)J.Severinghaus原理設(shè)計(jì)的，故也稱為“Severinghaus”電極。,PCO2 測量系統(tǒng)示意圖,.,PCO2電極的基本組成部分-玻璃電極。,pH敏感的薄層玻璃膜-厚約0.1mm,電極內(nèi)充溶液-含有KCl的磷酸鹽緩沖液， 其中浸有桿狀A(yù)g/AgCl電極,內(nèi)參比電極-環(huán)狀A(yù)g/AgCl電極，位于玻璃 電極桿的近側(cè)端。,玻璃電極與參比電極外面充滿PCO2電極外緩沖液，它的pH值隨血液的PC

6、O2而改變。,玻璃電極膜與其有機(jī)玻璃外套一端的滲透膜之間放一片尼龍網(wǎng)或擦鏡紙，使兩者之間保證有一薄層電極溶液間隔。,.,作用原理：它將測量室內(nèi)的血液與玻璃電極及其外面的HCO3-溶液分隔開，血液與玻璃電極及其外面的HCO3-溶液分隔開，只允許血液樣品中CO2分子通過，讓其溶解、水化，并建立電離平衡，使溶液中氫離子（H+）增加，因而使膜內(nèi)溶液pH值下降。由二氧化碳分壓電極的工作原理可知，待測溶液中pH值的變化與lgPCO2有線性關(guān)系。由pH電極測得pH值的變化量，經(jīng)反對數(shù)放大器轉(zhuǎn)換為PCO2，再用數(shù)字顯示。,滲透膜,-聚四氟乙烯膜、聚丙烯膜或硅橡膠膜,.,3PO2電極,PO2 電極是一種氣敏電極

7、。O2 滲透膜用約20m的聚丙烯膜或聚四氟乙烯膜，也有用聚乙烯、聚酯作電極膜。,PO2電極測量系統(tǒng)示意圖,.,氧分壓（PO2）電極的工作原理,PO2 電極是氧化還原電極，對氧的測量是基于電解氧的原理實(shí)現(xiàn)的。,目前用得最多的氧電極是電解式的Clark氧電極，Clark氧電極是由鉑陰極、Ag/AgCl陽極、KCl電解質(zhì)和透氣膜所構(gòu)成。,.,在測定時(shí)，O2在鉑陰極表面發(fā)生的反應(yīng)如下：,O2 + 2 H2O H2O2 H2O2 + 2 e- 2 OH-,.,當(dāng)陰極表面附近的氧被消耗后，陰極表面氧氣分壓：,PO2= 0.00 kPa/mmHg,樣品中的氧將通過滲透膜向陰極發(fā)生濃度擴(kuò)散。 當(dāng)氧濃度擴(kuò)散梯度

8、相對穩(wěn)定時(shí)，就產(chǎn)生一個(gè)穩(wěn)定的電解電流，稱之為極限擴(kuò)散電流 I0 。,I0 PO2(樣本）,通過測定電流變化即可測定血液標(biāo)本中的氧氣分壓。,.,在外加電壓超過0.8V時(shí)，即使PO2 = 0 mmHg ，水本身也會(huì)被電解而產(chǎn)生電流。 外加在PO2電極上的工作電壓通常為0.65V。 電流的大小通常只有幾十納安（10-9A），故PO2電極所配的放大器為高輸入阻抗、低噪聲的微電流放大器。 當(dāng)PO2的值為零時(shí)，電路中電流并不為零，存在一個(gè)微小的電流值，通常稱其為基流。在校準(zhǔn)PO2電極時(shí)，需采用兩種氣體。先用不含氧的純CO2氣體通過測量管，將電路中的基流調(diào)為零；用第二種標(biāo)準(zhǔn)氣體去測定PO2，便可得出PO2和

9、電流的標(biāo)準(zhǔn)曲線。,.,光學(xué)系統(tǒng),有些血?dú)夥治鰞x還增加了測量血紅蛋白的項(xiàng)目，其中血紅蛋白是利用光電比色法進(jìn)行測量的。,.,.,（二）管路系統(tǒng),血?dú)夥治鰞x的管路系統(tǒng)比較復(fù)雜，是血?dú)夥治鰞x很重要的組成部分。 功能有完成自動(dòng)定標(biāo)、自動(dòng)測量、自動(dòng)沖洗及抽取標(biāo)本血樣。,管路系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，通常由氣瓶、溶液瓶、連接管道、電磁閥、正壓泵、負(fù)壓泵、測量毛細(xì)管和轉(zhuǎn)換裝置等部分組成。,.,血?dú)夥治鰞x的管路系統(tǒng)示意圖,.,1.測量室,測量室是一固定鋁塊，測量毛細(xì)管位于測量室內(nèi)，是一根透明的細(xì)塑料管，管壁上有四個(gè)孔，分別用于漏出參比電極、 PCO2電極、 PO2電極、pH電極的端部。 測量室內(nèi)還有加熱器和溫度傳感器，即為一熱

10、敏電阻，以便測量室內(nèi)保持370c,一旦溫度超出370.1的規(guī)定范圍，傳感器立即反饋信號(hào)到溫控電路，使停止或開始加熱。,.,2.轉(zhuǎn)換裝置（轉(zhuǎn)換器）,轉(zhuǎn)換器為上面有七個(gè)圓孔的塑料圓盤，它將所有的管路和測量毛細(xì)管連接起來，以便使定標(biāo)液、沖洗液、定標(biāo)氣體、標(biāo)本能進(jìn)入測量毛細(xì)管。 在微機(jī)的控制下，電機(jī)驅(qū)動(dòng)圓盤可以正向或反向轉(zhuǎn)動(dòng)。,.,3氣路系統(tǒng),氣路系統(tǒng)用來提供PCO2和PO2兩種電極定標(biāo)時(shí)所用的兩種氣體。每種氣體中含有不同比例的氧和二氧化碳。,壓縮氣瓶供氣方式，又叫外配氣方式 氣體混合器供氣方式，又叫內(nèi)配氣方式,氣路系統(tǒng)的類型,.,（1）壓縮氣瓶供氣方式,由兩個(gè)壓縮氣瓶供氣，一個(gè)含有5的二氧化碳和20

11、的氧；另一個(gè)含10的二氧化碳，不含氧。,經(jīng)過減壓后輸出的氣體，首先經(jīng)過濕化器飽和濕化后，再經(jīng)閥或轉(zhuǎn)換裝置送到測量室中，對PCO2和PO2電極進(jìn)行定標(biāo)。,濕化器是用水蒸氣將定標(biāo)氣體飽和濕化的裝置。,經(jīng)飽和濕化后的水蒸氣產(chǎn)生的壓力為恒定值。,.,（2）氣體混合器供氣方式,這種供氣系統(tǒng)用儀器本身的氣體混合器產(chǎn)生定標(biāo)氣。,加到氣體混合器上來的空氣壓縮機(jī)產(chǎn)生的壓縮空氣和氣瓶送來的純二氧化碳?xì)怏w，二氧化碳的純度要求大于99.5，氣體混合器將上述兩種氣體進(jìn)行配比、混合，最后產(chǎn)生類似于上述氣瓶內(nèi)氣體比例的兩種不同濃度的氣體。同氣瓶預(yù)混的供氣方式一樣，這兩種氣體也要經(jīng)濕化器后，才送給測量毛細(xì)管。,.,4液路系統(tǒng)

12、,液路系統(tǒng)具有兩種功能，一是提供pH值電極系統(tǒng)定標(biāo)用的兩種緩沖液，二是自動(dòng)將定標(biāo)和測量時(shí)停留在測量毛細(xì)管中的緩沖液或血液沖洗干凈。,需要四個(gè)盛放液體的瓶子，其中兩個(gè)盛放緩沖液1和緩沖液2，第三個(gè)盛裝沖洗液，第四個(gè)盛放廢液。,.,血?dú)夥治鰞x內(nèi)部具有兩個(gè)泵，一為真空泵，另一為蠕動(dòng)泵。利用這兩個(gè)泵來完成儀器的定標(biāo)、測量和沖洗。,真空泵用來產(chǎn)生負(fù)壓，使廢液瓶內(nèi)維持負(fù)壓，靠此負(fù)壓去吸引沖洗液和干燥空氣，用于沖洗和干燥測量毛細(xì)管。真空泵還用于濕化器的快速充液。,蠕動(dòng)泵用于抽吸樣品和定標(biāo)液。在定標(biāo)時(shí)用來抽取緩沖液到測量室。在測血樣時(shí)用來抽樣品。,.,（三）電路系統(tǒng),將儀器測量信號(hào)進(jìn)行放大和模數(shù)轉(zhuǎn)換、對儀器實(shí)

13、行有效控制、顯示和打印出結(jié)果，并通過鍵盤輸入指令。,作用：,某一血?dú)夥治鰞x的電路系統(tǒng)原理如下圖所示：,.,血?dú)夥治鰞x電路原理框圖,.,電極測量系統(tǒng)有選擇地檢測各種樣品成分，并轉(zhuǎn)化成相應(yīng)的電極信號(hào)，這些信號(hào)經(jīng)各種的頻道被放大，再經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換后變成數(shù)字信號(hào)，經(jīng)微機(jī)處理、運(yùn)算后，由熒光屏顯示出來或從打印機(jī)打印出結(jié)果。,.,四、血?dú)夥治鰞x的維護(hù)、保養(yǎng)與故障排除,血?dú)夥治鰞x作為一種精密的分析儀器，操作比較簡單，關(guān)鍵是日常的維護(hù)和出現(xiàn)問題后故障的排除。,（一）電極的保養(yǎng),電極是一種十分貴重的部件，應(yīng)注意保養(yǎng)，盡量延長其壽命。,電極的保養(yǎng)一般是儀器自動(dòng)進(jìn)行。,.,1.參比電極保養(yǎng),參比電極套需要定期更換。如果

14、一天作100個(gè)樣品，每周應(yīng)更換一次；一般情況下兩周可更換一次；在樣品較少時(shí)，可視具體情況延長更換時(shí)間。當(dāng)發(fā)現(xiàn)電極不再滲參比液，或滲漏孔處變成黃色或棕色時(shí)，應(yīng)隨時(shí)更換。,更換鹽橋或電極內(nèi)的KCl溶液時(shí)，除加入飽和的KCl溶液外，還需加入少許的KCl結(jié)晶，使其在37 恒溫條件下也達(dá)到飽和。,.,2.pH電極的保養(yǎng),不管是否使用pH電極，其使用壽命一般都為12年。,如果pH電極在空氣中暴露2h以上，應(yīng)將其放在緩沖液中浸泡6h24h才能使用。, 按血液緩沖液（或生理鹽水）水空氣的順序進(jìn)行清洗。,蛋白質(zhì)粘附在電極表面：, 或用隨機(jī)附送的含蛋白水解酶的清洗液或自配的0.1%胃蛋白酶鹽酸溶液浸泡30分鐘以上，用生理緩沖液洗凈后浸泡備用。,.,3.PCO2電極保養(yǎng),電極要經(jīng)常用專用清潔劑清洗，如果經(jīng)清洗、更換緩沖液后仍不能正常工作時(shí)，應(yīng)更換半透膜。,電極用久后，陰極端的磨砂玻璃上會(huì)有Ag或AgCl沉積?？捎玫斡型饩彌_液的細(xì)砂紙磨去沉積物，再用外緩沖液洗干凈。,清洗沉積物、半透膜和電極的更換應(yīng)定期進(jìn)行。,.,4.PO2電極的保養(yǎng),PO2電極中干凈的內(nèi)電極端部和四個(gè)鉑絲點(diǎn)應(yīng)該明凈發(fā)亮。,每次清洗時(shí)，都應(yīng)該用電極膏對PO2電極進(jìn)行研磨保養(yǎng)。,.,(二)儀器的日常保養(yǎng),1.每天