電解質(zhì)分析儀匯編

1、電化學(xué)分析(fnx)技術(shù)-電解質(zhì)分析(fnx)儀共五十八頁(yè)主要(zhyo)內(nèi)容電解質(zhì)分析儀的原理離子選擇性電極(dinj)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)共五十八頁(yè)一.什么(shn me)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(dinling)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(electrochemical analysis)：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。共五十八頁(yè) 電化學(xué)分析法是建立在溶液(rngy)電化學(xué)性質(zhì)基礎(chǔ)上的一類分析方

2、法。 一、電化學(xué)分析法（Electrochemical analysis）測(cè) 定物理量參與(cny)反應(yīng)的化學(xué)物質(zhì)的量確定電位電流電導(dǎo)電量 共五十八頁(yè) 電化學(xué)臨床分析儀器是利用電化學(xué)分析技術(shù)(jsh)而設(shè)計(jì)的臨床分析儀器。 二、電化學(xué)臨床(ln chun)分析儀器電解質(zhì)分析儀（electrolyte chemistry analyzers） 血?dú)夥治鰞x（blood gas analyzers）分類共五十八頁(yè)1.電解質(zhì)分析儀 采用離子選擇性電極(dinj)（ISE）測(cè)量體液中離子濃度的儀器。 測(cè)量(cling)樣品中的指標(biāo)： 鉀、鈉、氯、鈣、鋰、pH值等。共五十八頁(yè) 利用電極(dinj)對(duì)血樣中

3、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)?xuq)分析儀測(cè)量樣品中的指標(biāo)： pH、PCO2、PO2、AB、SB、BB、TCO2、BE blood、BEECF、SO2等。 共五十八頁(yè)電解質(zhì)分析儀共五十八頁(yè)一、電解質(zhì)分析儀的分類(fn li)（一）按自動(dòng)化程度(chngd)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 共五十八頁(yè)（三）常見(chn jin)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)?xuq)分析儀 含H+

4、、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。 共五十八頁(yè)（一）pH值測(cè)定(cdng)原理 pH玻璃(b l)膜電極（glass membrane electrode） 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)分析儀的工作原理共五十八頁(yè)參比電極結(jié)構(gòu)(jigu)示意圖共五十八頁(yè) 通常采用二次測(cè)量法，即用相同的儀器(yq)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

5、甘汞電極 (+)2. 電化學(xué)法測(cè)量(cling)血液 pH-EESXFRT/303.2pHpHSX+=共五十八頁(yè) 由于各玻璃電極的 K玻 不盡相同，在測(cè)定時(shí)儀器(yq)需用標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液進(jìn)行校正。 常用標(biāo)準(zhǔn)(biozhn)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 混合磷酸鹽溶液共五十八頁(yè)(二)離子(lz)選擇性電極工作原理 ( principal of Ion selective electrode )1. 離子選擇性電極(dinj)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

6、稱膜電極（membrane electrodes ）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： 單晶、混晶、液膜、功能膜及生物 膜等構(gòu)成。共五十八頁(yè)(二)離子(lz)選擇性電極的工作原理共五十八頁(yè)離子選擇性電極的電極電位(din wi)表示為： 陽(yáng)離子選擇性電極(dinj)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)。 共五十八頁(yè)2. 離子(lz)選擇性電極的測(cè)量方法 ISE與參比電極共同(gngtng)浸入樣品試液中構(gòu)成一個(gè)原電池，通過測(cè)量原電池的電動(dòng)勢(shì)E，便可求得被測(cè)

7、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)。共五十八頁(yè)間接法- 血清經(jīng)一定離子強(qiáng)度緩沖溶液 稀釋(xsh)后由電極測(cè)量。 直接(zhji)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)量共五十八頁(yè)三、電解質(zhì)分析儀的結(jié)構(gòu)(jigu)（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)(q dn)電機(jī)顯示器濕式電解質(zhì)分析儀基本組成 共五十八頁(yè)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)(jigu)框圖 共五十八頁(yè)測(cè)定(cdng)原理 樣品通過某離子選擇性電極時(shí)由某相應(yīng)的電解質(zhì)滲過

8、電極膜時(shí)產(chǎn)生了電流，通過對(duì)該電流的放大，同標(biāo)準(zhǔn)液 A 標(biāo)及 B 標(biāo)通過電極時(shí)產(chǎn)生的電流進(jìn)行(jnxng)對(duì)數(shù)及斜率比較，計(jì)算出樣品中某一電解質(zhì)的值。 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)定過程共五十八頁(yè) 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(xil)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。 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(ji gu)通過 CRT 顯示器顯示

9、或打印機(jī)輸出。共五十八頁(yè)共五十八頁(yè)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)定過程(guchng)框圖共五十八頁(yè) 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(tnggu)按鍵操作控制分析檢測(cè)過程。 1.板面系統(tǒng)(xtng)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(gè)鍵可對(duì)儀器進(jìn)行各種操作和參數(shù)設(shè)定。 共五十八頁(yè)2.電極(dinj)系統(tǒng) 電極系統(tǒng)是測(cè)定樣品結(jié)果(ji gu)的關(guān)鍵，決定測(cè)定結(jié)果(ji gu)的準(zhǔn)確度

10、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 共五十八頁(yè)指示電極：流動(dòng)式離子(lz)感應(yīng)透明膜電極新型儀器的測(cè)量(cling)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共五十八頁(yè)K、Ca、Cl、Li電極(dinj)結(jié)構(gòu)示意圖共五十八頁(yè)參比電極結(jié)構(gòu)(jigu)示意圖共五十八頁(yè)參比電極結(jié)構(gòu)(jigu)示意圖共五十八頁(yè)參比電極常用(chn yn)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+e Ag+cl- 由能斯特方程可推出為 E=

11、E0-R.T/F.lgcl-電極電位是氯離子濃度的函數(shù)共五十八頁(yè)甘汞電極：2Hg+2cl- Hg2cl2 +2e 由能斯特方程可得： E=E0-R.T/F.lgcl-甘汞電極的電位(din wi)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(din wi)也就是一個(gè)固定值。共五十八頁(yè)共五十八頁(yè)3.液路系統(tǒng)(xtng) 液路系統(tǒng)通常由標(biāo)本盤、溶液瓶、吸樣針、三通閥、電極(dinj)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（calibration solutions ）/沖洗液（Rinse）通路、標(biāo)本通路、廢液通路、回水通路、電

12、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。 共五十八頁(yè)共五十八頁(yè) 標(biāo)本(biobn)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)分析儀共五十八頁(yè)自動(dòng)進(jìn)樣器的結(jié)構(gòu)(jigu)框圖共五十八頁(yè)4.電路系統(tǒng)電解質(zhì)分析儀的電路系統(tǒng)由五個(gè)模塊(m kui)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)(shj)采集模塊蠕動(dòng)泵和三通閥控制模塊 共五十八頁(yè)V20CPU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(lu j)框圖 共

13、五十八頁(yè) 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(qt)各種部件所需的電源。 電源(dinyun)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，通過系統(tǒng)總線與模擬通道液壓系統(tǒng)相連。共五十八頁(yè) 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(tngdo)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(fngd)模塊共五十八頁(yè)AVL 9181型電解質(zhì)分析儀內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖共五十八頁(yè)5.軟件系統(tǒng) 提供儀器微處理系

14、統(tǒng)(xtng)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(kngzh)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)和幫助解決故障問題。 微處理系統(tǒng)操作程序：共五十八頁(yè) 在測(cè)定質(zhì)控范圍、質(zhì)控時(shí)間，設(shè)定密碼及選擇(xunz)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(chngx)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

15、組件以及復(fù)位等待下次檢測(cè)分析等。 共五十八頁(yè)（二）干式(n sh)電解質(zhì)分析儀電解質(zhì)的干化學(xué)(huxu)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SPOTCHEM EL SE-1520 共五十八頁(yè)基于(jy)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)共五十八頁(yè) 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(yq)將自動(dòng)識(shí)別所進(jìn)行的測(cè)定項(xiàng)目。 共五十八頁(yè) 測(cè)定時(shí)，用雙孔移液管取10l 血清和10l 參比液滴入兩個(gè)(lin )加樣孔內(nèi)，即可測(cè)

16、定二者的差示電位。 共五十八頁(yè)三、電解質(zhì)分析儀的維護(hù)(wih)保養(yǎng)與故障排除 （一）儀器(yq)的維護(hù)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(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。 共五十八頁(yè) 鈉電極內(nèi)充液的濃度(nngd)降低最為嚴(yán)重，要經(jīng)常檢查調(diào)整內(nèi)充液濃度(nngd)。 許多儀器的程序設(shè)計(jì)中已包含每日保養(yǎng)（daily maintenance）一項(xiàng)。堅(jiān)持每日用廠家提供(tgng)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。 （

17、1）鈉電極共五十八頁(yè) 鉀電極為選擇性膜電極,使用過程中會(huì)吸附蛋白質(zhì),影響電極的響應(yīng)(xingyng)靈敏度。每月至少更換一次內(nèi)充液。（2）鉀電極(dinj) 氯電極為選擇性膜電極,使用過程中亦會(huì)吸附蛋白質(zhì),影響電極的響應(yīng)靈敏度。最好用物理法進(jìn)行膜電極的清潔。 （3）氯電極共五十八頁(yè) 每周均需檢查電極內(nèi)是否有足夠的飽和氯化鉀溶液及氯化鉀殘片。如果不夠或沒有(mi yu)，則需及時(shí)添加。一般三個(gè)月要換一次參比電極膜。 （4）參比電極 清洗電極套,保持(boch)毛細(xì)管通透,使鹽橋?qū)?電極芯無(wú)需保養(yǎng),但不能用水洗或使其干燥。 共五十八頁(yè)2.流路系統(tǒng)(xtng)的保養(yǎng) 儀器在測(cè)量過程中，由于血清中含

18、有部分纖維蛋白，蛋白將附著在液流通道 (flowpath)的泵、管路和電極系統(tǒng)毛細(xì)管的內(nèi)壁上，當(dāng)測(cè)量工作量較大(jio d)時(shí)，內(nèi)壁所附的蛋白增厚，造成阻塞管路和影響樣品與電極之間的測(cè)量電位，影響正常工作和測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確性。共五十八頁(yè)（1）流路保養(yǎng)(boyng) 多數(shù)儀器(yq)都有儀器流路保養(yǎng)程序，可以根據(jù)保養(yǎng)程序進(jìn)行保養(yǎng)工作。當(dāng)流路保養(yǎng)程序結(jié)束后，應(yīng)當(dāng)對(duì)儀器進(jìn)行重新定標(biāo)。 流路清洗是為了保證儀器流路中沒有蛋白質(zhì)、脂類沉積和鹽類結(jié)晶。 （2）全流路清洗 儀器進(jìn)入流路程序進(jìn)行清洗，吸入或注射清洗液、去蛋白液或蒸餾水沖洗流路，重復(fù)23次。沖洗完畢，應(yīng)當(dāng)對(duì)儀器進(jìn)行重新定標(biāo)。 共五十八頁(yè)（二）日常維護(hù)(wih)保養(yǎng) 儀器維護(hù)(wih)保養(yǎng)每日維護(hù)每周維護(hù)半年維護(hù)停機(jī)維護(hù) 檢查試劑量，如不足1/4液面，應(yīng)及時(shí)更換；清潔儀器表面灰塵及吸樣探針，保持探針的暢通；及時(shí)棄去廢液瓶中的廢液。1.每日維護(hù)共五十八頁(yè) 儀器應(yīng)進(jìn)行流路清洗，除去蛋白質(zhì)、脂類沉積(chnj)和鹽類結(jié)晶，對(duì)儀器進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)。2.每周維護(hù)(wih) 清潔泵管，用酒精棉球清潔泵管和不銹鋼轉(zhuǎn)軸，在泵管的彎處涂硅油或白色凡士林等潤(rùn)滑劑。3.每月維護(hù)4.每季度進(jìn)行MV值試驗(yàn)電極的MV值由儀器使用說明書給出。共五十八頁(yè)內(nèi)容摘要電化學(xué)分析技術(shù)-電解