血气分析仪讲稿.ppt
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1、关于血气分析仪关于血气分析仪第一页,讲稿共四十五页哦主要内容主要内容v血气分析仪的原理血气分析仪的原理Pco2分压电极的工作原理分压电极的工作原理P02分压电极的工作原理分压电极的工作原理v血气分析仪的结构血气分析仪的结构第二页,讲稿共四十五页哦血气分析仪血气分析仪n n血气分析仪血气分析仪(blood gas analyzer)是利用电极是利用电极对人全血中的酸碱度(对人全血中的酸碱度(pH)、二氧化碳分压)、二氧化碳分压(PCO2)和氧分压()和氧分压(PO2)进行测定的仪器。)进行测定的仪器。第三页,讲稿共四十五页哦 根据所测得的根据所测得的pH、PCOCO2 2、POO2 2参数及输入
2、的参数及输入的血红蛋白值,血气分析仪可进行计算而求出血液血红蛋白值,血气分析仪可进行计算而求出血液中的其它参数,如:中的其它参数,如:实际碳酸氢根浓度(实际碳酸氢根浓度(AB)标准碳酸氢根浓度(标准碳酸氢根浓度(SB)血液缓冲碱(血液缓冲碱(BB)血浆二氧化碳总量(血浆二氧化碳总量(T-CO2)血液碱剩余(血液碱剩余(BEblood)细胞外液碱剩余(细胞外液碱剩余(BEECF)血氧饱和度(血氧饱和度(SO2)第四页,讲稿共四十五页哦人体血气酸碱生理指标常用参数人体血气酸碱生理指标常用参数正常生理指正常生理指标标非正常生理指非正常生理指标标pH7.35 7.457.45酸血症碱血症pCO24.6
3、55 5.985kPa(均值5.32 kPa)5.985 kPa低碳酸血症高碳酸血症pO210.64 13.3 kPa7.3 kPa4 kPa呼吸衰竭有生命危险Hb男女120160g.L-1110150g.L-1第五页,讲稿共四十五页哦血气分析仪的工作原理血气分析仪的工作原理n n血气分析仪种类型号很多,其基本结构均可分为血气分析仪种类型号很多,其基本结构均可分为三大部分:三大部分:电极系统电极系统 管路系统管路系统 电路系统电路系统第六页,讲稿共四十五页哦键键键键 盘盘盘盘参比电极参比电极参比电极参比电极pHpH电极电极电极电极前置放大前置放大前置放大前置放大放大放大放大放大样样样样品品品品
4、室室室室PCOPCO2 2电极电极电极电极前置放大前置放大前置放大前置放大反对数放大反对数放大反对数放大反对数放大POPO2 2电极电极电极电极前置放大前置放大前置放大前置放大放大放大放大放大模模模模数数数数转转转转换换换换测测测测量量量量管管管管打印输出打印输出打印输出打印输出输出显示输出显示输出显示输出显示温度控制温度控制温度控制温度控制微微微微 机机机机管路管路管路管路系统系统系统系统血气分析仪的工作原理图血气分析仪的工作原理图第七页,讲稿共四十五页哦v被测血液样品在管路系统的抽吸下,进入样品室内的测量毛被测血液样品在管路系统的抽吸下,进入样品室内的测量毛细管中。细管中。v测量毛细管的管
5、壁上开有四个孔,孔内分别插有测量毛细管的管壁上开有四个孔,孔内分别插有pH、PCO2和和PO2三支测量电极和一支三支测量电极和一支pH参比电极。其中,参比电极。其中,pH和和pH参比电极共同组成对参比电极共同组成对pH的测量系统。的测量系统。v血液样品进入样品室的测量管后,管路系统停止抽吸,样品血液样品进入样品室的测量管后,管路系统停止抽吸,样品同时被四个电极所感测。电极产生对应于同时被四个电极所感测。电极产生对应于pH、PCO2和和PO2三项参数的电信号。三项参数的电信号。v这些电信号分别经放大、模数转换后送到微处理机。这些电信号分别经放大、模数转换后送到微处理机。v经微处理机系统处理、运算
6、后,再分别被送到各自的显经微处理机系统处理、运算后,再分别被送到各自的显示单元显示或打印机打印出测量结果。示单元显示或打印机打印出测量结果。第八页,讲稿共四十五页哦 测量室测量室必须是一个必须是一个恒温系统恒温系统。通常测量室。通常测量室的温度被恒定的温度被恒定在在370.1。在血气分析仪中,为了完成对样品的自动定标、在血气分析仪中,为了完成对样品的自动定标、自动测量和自动冲洗等功能,装有一套比较复杂的自动测量和自动冲洗等功能,装有一套比较复杂的管路系统以及配合管路工作的泵体和电磁阀。管路系统以及配合管路工作的泵体和电磁阀。泵和电磁阀泵和电磁阀的转、停、开、闭、温度的高的转、停、开、闭、温度的
7、高低;低;定标气及定标液定标气及定标液的有、无、供、停等,的有、无、供、停等,均由均由微机进行控制或监测微机进行控制或监测。第九页,讲稿共四十五页哦 血气分析方法是一种血气分析方法是一种相对测量方法相对测量方法。在测。在测量样品之前,需用标准液及标准气体量样品之前,需用标准液及标准气体确定确定pHpH、P PCOCO2 2 2 2和和P PO O O O2 2三套电极的工作曲线三套电极的工作曲线。通常把通常把确定电极系统工作曲线的过程确定电极系统工作曲线的过程叫做叫做定定标或校准标或校准(Calibration)。第十页,讲稿共四十五页哦 每种电极每种电极都要都要有两种标准物质有两种标准物质来
8、来进行定标进行定标,以便确定以便确定建立工作曲线最少需要的两个工作点。建立工作曲线最少需要的两个工作点。第十一页,讲稿共四十五页哦使用使用7.3837.383和和6.8406.840两种两种标准缓冲液标准缓冲液进行进行定标定标。pH系统:系统:氧和二氧化碳系统:氧和二氧化碳系统:用用两种混合气体两种混合气体来进行定标。来进行定标。5 CO2和和12 O2 10 CO2 定定 标标第十二页,讲稿共四十五页哦二、仪器结构二、仪器结构(一)电极系统(一)电极系统电极电极是血气分析仪的是血气分析仪的电化学传感器。电化学传感器。离子极离子极-主要有主要有K+、Na+、Li+、Ca2+、Cl-、pH和和p
9、CO2 电极电极 伏安型传感器伏安型传感器-主要是主要是PO2 电极电极电化学传感器主要包括两大类:电化学传感器主要包括两大类:第十三页,讲稿共四十五页哦 一般的一般的血气分析仪使用四支电极血气分析仪使用四支电极:pH pH 电极电极 PCOPCO2 2 电极电极 POPO2 2 电极电极 pH pH 参比电极参比电极。第十四页,讲稿共四十五页哦1 1pHpH电极和电极和pHpH参比电极参比电极 血气分析仪使用血气分析仪使用毛细管毛细管pH玻璃电极玻璃电极和和甘汞电极甘汞电极测量溶液的酸碱度。测量溶液的酸碱度。血液血液血液血液饱和饱和饱和饱和KClKCl甘汞甘汞甘汞甘汞电极电极电极电极PBSP
10、BSAg/AgClAg/AgCl电极电极电极电极放大器放大器放大器放大器PH7.38PH7.38液体界面液体界面液体界面液体界面PHPH敏感玻璃膜敏感玻璃膜敏感玻璃膜敏感玻璃膜液体界面液体界面液体界面液体界面pH pH 测量系统示意图测量系统示意图 第十五页,讲稿共四十五页哦甘汞电极甘汞电极甘汞电极甘汞电极屏蔽电线屏蔽电线屏蔽电线屏蔽电线循环水循环水循环水循环水入口入口入口入口出口出口出口出口玻璃电极玻璃电极玻璃电极玻璃电极吸收泵吸收泵吸收泵吸收泵聚乙烯管聚乙烯管聚乙烯管聚乙烯管恒温水浴恒温水浴恒温水浴恒温水浴连接管连接管连接管连接管饱和饱和饱和饱和KClKClAg/AgClAg/AgCl气泡
11、气泡气泡气泡缓冲液缓冲液缓冲液缓冲液PHPH敏感玻璃膜敏感玻璃膜敏感玻璃膜敏感玻璃膜毛细管玻璃毛细管玻璃pHpH电极与甘汞电极结构示意图电极与甘汞电极结构示意图 此种电极的标本用量为此种电极的标本用量为2 2 l l,pHpH测定范围为测定范围为0 0 1010。第十六页,讲稿共四十五页哦罗氏公司使用的参比电极罗氏公司使用的参比电极19581958年使用年使用的第一个三的第一个三功能血气分功能血气分析仪及其电析仪及其电极。极。第十七页,讲稿共四十五页哦2 2PCOPCO2 2电极电极 PCO PCO2 2电极是根据电极是根据J.SeveringhausJ.Severinghaus原理设计的,原
12、理设计的,故也称为故也称为“SeveringhausSeveringhaus”电极。电极。PCOPCOPCOPCO2 2 2 2 测量系统示意图测量系统示意图测量系统示意图测量系统示意图 玻璃电极壁玻璃电极壁玻璃电极壁玻璃电极壁电极外套电极外套电极外套电极外套参比电极参比电极参比电极参比电极Ag/AgClAg/AgClPBSPBS缓冲液缓冲液缓冲液缓冲液内电极内电极内电极内电极Ag/AgClAg/AgClNaHCONaHCO3 3外缓冲溶液外缓冲溶液外缓冲溶液外缓冲溶液“O”“O”形圈形圈形圈形圈尼龙网尼龙网尼龙网尼龙网PHPH敏感玻璃膜敏感玻璃膜敏感玻璃膜敏感玻璃膜第十八页,讲稿共四十五页哦
13、PCOPCO2 2电极的基本组成部分电极的基本组成部分-玻璃电极玻璃电极。pHpH敏感的薄层玻璃膜敏感的薄层玻璃膜-厚约厚约0.1mm0.1mm电极内充溶液电极内充溶液-含有含有KClKCl的磷酸盐缓冲液,的磷酸盐缓冲液,其中浸有杆状其中浸有杆状Ag/AgClAg/AgCl电极电极内参比电极内参比电极-环状环状Ag/AgClAg/AgCl电极,位于玻璃电极,位于玻璃 电极杆的近侧端。电极杆的近侧端。玻璃电极与参比电极外面充满玻璃电极与参比电极外面充满PCOPCO2 2电极外缓冲液,电极外缓冲液,它的它的pHpH值随血液的值随血液的PCOPCO2 2而改变。而改变。玻璃电极膜与其有机玻璃外套一端
14、的渗透膜之间玻璃电极膜与其有机玻璃外套一端的渗透膜之间放一片尼龙网或擦镜纸,使两者之间保证有一薄层电放一片尼龙网或擦镜纸,使两者之间保证有一薄层电极溶液间隔。极溶液间隔。第十九页,讲稿共四十五页哦作用原理:作用原理:它将测量室内的血液与玻璃电极及其外它将测量室内的血液与玻璃电极及其外面的面的HCOHCO3 3-溶液分隔开,血液与玻璃电极及其外面的溶液分隔开,血液与玻璃电极及其外面的HCOHCO3 3-溶液分隔开,只允许血液样品中溶液分隔开,只允许血液样品中COCO2 2分子通过,分子通过,让其溶解、水化,并建立电离平衡,使溶液中氢离子让其溶解、水化,并建立电离平衡,使溶液中氢离子(H H+)增
15、加,因而使膜内溶液)增加,因而使膜内溶液pHpH值下降。由二氧化值下降。由二氧化碳分压电极的工作原理可知,待测溶液中碳分压电极的工作原理可知,待测溶液中pHpH值的值的变化与变化与lgPlgPCOCO2 2 2 2有线性关系。由有线性关系。由pHpH电极测得电极测得pHpH值的变值的变化量,经反对数放大器转换为化量,经反对数放大器转换为P PCOCOCOCO2 2 2 2,再用数字显示。,再用数字显示。渗透膜渗透膜-聚四氟乙烯膜、聚丙烯膜或硅橡胶膜聚四氟乙烯膜、聚丙烯膜或硅橡胶膜第二十页,讲稿共四十五页哦 3 3POPO2 2电极电极 PO PO2 2 电极是一种电极是一种气敏电极。气敏电极。
16、O O2 2 渗透膜用约渗透膜用约2020 m m的的聚丙烯膜或聚四氟乙烯膜,也有用聚乙烯、聚酯作电聚丙烯膜或聚四氟乙烯膜,也有用聚乙烯、聚酯作电极膜。极膜。玻璃柱玻璃柱玻璃柱玻璃柱铂丝阴极铂丝阴极铂丝阴极铂丝阴极 =-0.65V=-0.65V电极外套电极外套电极外套电极外套阳极阳极阳极阳极Ag/AgClAg/AgCl =0.0V=0.0V磷酸盐缓冲液磷酸盐缓冲液磷酸盐缓冲液磷酸盐缓冲液“O”“O”型圈型圈型圈型圈磨砂玻璃表面磨砂玻璃表面磨砂玻璃表面磨砂玻璃表面OO2 2渗透膜(聚丙烯膜)渗透膜(聚丙烯膜)渗透膜(聚丙烯膜)渗透膜(聚丙烯膜)POPO2 2电极电极测量系统示意图测量系统示意图
17、第二十一页,讲稿共四十五页哦氧分压(氧分压(POO2 2)电极的工作原理)电极的工作原理 P PO O O O2 2 电极是氧化还原电极,对氧的测量是电极是氧化还原电极,对氧的测量是基于电解氧的原理实现的。基于电解氧的原理实现的。目前用得最多的氧电极是电解式的目前用得最多的氧电极是电解式的ClarkClark氧电极氧电极,ClarkClark氧电极是氧电极是由铂阴极、由铂阴极、Ag/AgClAg/AgCl阳极、阳极、KClKCl电解质和透气膜电解质和透气膜所构成。所构成。第二十二页,讲稿共四十五页哦 在测定时,在测定时,O O2 2在铂阴极表面发生的反应在铂阴极表面发生的反应如下:如下:外加直
18、流电压外加直流电压 0.4V进入电极内进入电极内O2不反应不反应0.4V0.8V在铂阴极表面被还原在铂阴极表面被还原 O2+2 H2O H2O2 H2O2+2 e-2 OH-第二十三页,讲稿共四十五页哦 当阴极表面附近的氧被消耗后,阴极表面当阴极表面附近的氧被消耗后,阴极表面氧气分压:氧气分压:P PO O2 2=0.00 kPa/mmHg=0.00 kPa/mmHg 样品中的氧将通过渗透膜向阴极发生样品中的氧将通过渗透膜向阴极发生浓度扩散。浓度扩散。当氧浓度扩散梯度相对稳定时,就产生一当氧浓度扩散梯度相对稳定时,就产生一个稳定的电解电流,称之为个稳定的电解电流,称之为极限扩散电流极限扩散电流
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