电位分析及离子选择性电极分析法

1、2022-1-51电化学分析及离子电化学分析及离子选择电极法选择电极法1 电化学分析概述电化学分析概述2 2 离子选择电极法离子选择电极法3 3 电解质仪器维护保养电解质仪器维护保养2022-1-521.1.定义定义 利用物质的电化学性质，测定化学电池利用物质的电化学性质，测定化学电池的点位、电流或电量的变化进行分析的方法。的点位、电流或电量的变化进行分析的方法。2022-1-53电化学分析分类（按照测量参数）电化学分析分类（按照测量参数）电导分析法：以液体导电作为被测参数。电位分析法：测量电池电动势或电极电位来确定被测物质浓度。（ISE）电解分析法：通过测量溶液中析出物重量来分析含量的浓度。

2、库伦分析法：测量点解过程中消耗的电量求出物质浓度。伏安法：通过电解过程中的电流-电压曲线计算待测物质的浓度。2022-1-54按照国际纯粹与应用化学协会（IUPAC）分类如下：既不涉及双电层，也不涉及电极反应的分析化学。（电导分析法等）。涉及双电层现象，但不考虑电极反应的分析化学。涉及电极反应的分析化学。（点位分析法、电位滴定法等）2022-1-55离子选择电极（离子选择电极（ISE）法的概述）法的概述定义：属于电位分析法中的直接电位法。利用电极电位和离子活度的关系来测定被测离子活度的一种电化学分析法。ISE的基本结构：敏感膜：这是ISE最重要的组成部分，它决定着电极的性质。其作用是是将溶液中

3、特定离子的活度转变成电位信号膜电位。内导系统：内参比电极（ Ag/AgCl电极）、内参比溶液（与待测离子相同的离子）。其作用在于将膜电位引出。2022-1-56ISEISE法的特点：法的特点：选择性好，多数情况下共存离子的干扰小，不需复杂处理待测液即可直接测定灵敏度高。可达10-5- 10-8 mmol/L.实际测定的是溶液中离子活度，这是生物学中一个重要的物理量。溶血、脂血及黄疸不影响测定。设备简单，分析速度快，易于自动化。标本用量少而且应用广。2022-1-572022-1-58ISE法的理论基础与测量原理1、能斯特方程式、能斯特方程式 能斯特方程式是根据热力学原理推导出来的，表示电极电位

4、与离子活度之间的关系。ilgnF2.303RTEa K电池R为气体常数,T为绝对温度，n为离子电荷数，F为法拉第常数； 为被测离子活度,iiiifca K值因不同的电极而异，但测定条件一致时可视为常数。对阳离子取“+”号，阴离子取”-”号。2022-1-59 2、ISE的工作原理的工作原理 电位分析法以测量电池电动势为基础，其化学组成是以被测试液作为电解质溶液，并于其中插入两只电极： 指示电极（测量电极）：其电极电位与被测试液的活度有定量的函数关系。 参比电极：其电极电位相对恒定不变。（单个电极电位无法测量，必须将ISE电极与参比电极共同侵入待测样品中，组成一个原电池通过测定原电池的电动势来得

5、出ISE的电动势）。 这样就可以通过ISE的电动势（符合能斯特方程），来确定被测物质的浓度。2022-1-510ISE的分析方法的分析方法:标准曲线法：配置一系列浓度的标准液，以测得的电动势（E）值与活度对数（C）作图，得E-C标准曲线，在相同的条件下测定样本的E值，从标准曲线可得待测标本的活度。1.标准比较法：在相同条件下测定电动势标准液（Ex）和待测液（Es）,根据以下公式计算:ilgnF2.303RTaKEx Es =3. 标准加入法：适用于体系复杂，且与标准液浓度有较大差异的待测液。先测定体积为Vx、浓度为Cx的待测液电动势E，然后在此溶液中加入体积为Vs的标准液，测量电动势为Es，以

6、下公式计算：1/SECC10其中其中C为浓度增量；为浓度增量；E=E2 - E1; S=（标准曲线斜率）。（标准曲线斜率）。nF2.303RT2022-1-511ISEISE的线性范围和检测下限的线性范围和检测下限1.1.线性范围线性范围 AB段对应的检测离子段对应的检测离子 的活度（或浓度）范围。的活度（或浓度）范围。检测下限：检测下限： 图中交点图中交点M对应的测定离子的活度对应的测定离子的活度(或浓度或浓度) 。 离子选择性电极一般不用于测定高浓度试液（离子选择性电极一般不用于测定高浓度试液（1.0mol/L），高浓度溶液对敏感膜腐蚀溶解严），高浓度溶液对敏感膜腐蚀溶解严重，也不易获得稳

7、定的液接电位。重，也不易获得稳定的液接电位。2022-1-512离子选择电极法分析中常见问题与注意事项 碘解磷定会使K测定降低。 枸橼酸盐、草酸、EDTA等不能用于Ca的测定。高浓度肝素会使K结果升高，Ca测定结果降低。文献推荐使用甘素锂。 溶血会使K测定升高。标本冷藏后K测定也会增高。 Ca测定的结果为iCa（PH=7.4时，TCa2iCa），血开帽久置血中CO2逸出，PH升高致使iCa测定降低。 NaN3可明显干扰Cl的测定。 2022-1-513电解质检测中各项的意义：电解质检测中各项的意义：血清钾血清钾：3.5-5.5 mmol/L 钾在参与蛋白质和糖的代谢，维持心肌和神经肌肉正常的应

8、激性，维持酸碱平衡等方面起重要作用。降低降低：钾的摄入不足。钾的过度丢失。如严重的呕吐、腹泻及胃肠引流、肾脏疾病（肾衰多尿期）等。钾的细胞内转移。如家族性周期性四肢麻痹、肌无力症、给予大量葡萄糖等。肾上腺皮质功能亢进。如醛固酮增多症。碱中毒。药物作用：a.长期使用大量肾上腺皮质激素，如可的松、地塞米松等；b.使用利尿剂；c.大剂量注射青霉素。增高：增高：肾脏功能障碍。细胞内钾的移出。如重度溶血反应、烧伤、注射高渗盐水或甘露醇使细胞脱水。肾上腺皮质功能减退。即阿狄森病。酸中毒。含钾药物及潴钾利尿剂的过度使用。如注射大剂量青霉索钾或长期应用安体舒酮、氨苯喋岭等。2022-1-514血清钠血清钠：1

9、35-145mmol/L钠的生理功能是维持体内的电解质平衡、酸碱平衡和渗透压平衡。降低降低丢失过多。如严重呕吐和腹泻；大量使用利尿等钠的摄入量不足。如饥饿、营养不良、低盐疗法等。酸中毒 。增高增高肾上腺皮质功能亢进症。如柯兴综合征、原发性醛固酮增多症。高渗性脱水症。钠进量过多。如注射高渗盐水或进食过量钠盐，且伴有肾功能失常时。潴钠性水肿。常见于心脏病、心力衰竭、肝硬化、肾病等。2022-1-515血清氯血清氯:96108mmolL氯的主要生理功能与钠相同，维持体内的电解质、酸碱平衡和渗透压平衡。降低降低体内氯化物丢失过多：a.严重的呕吐、腹泻、胃肠道引流；b.糖尿病酸中毒；c.慢性肾功能衰竭等

10、。摄人氯化物过少：a.出汗过多，未补充食盐；b.慢性肾炎，长期忌盐饮食后；c.心力衰竭，长期限盐并大量利尿后。增高增高体内氯化物排出减少：a.泌尿道阻塞、急性肾小球肾炎无尿者；b.肾血流量减少，如充血性心力衰竭。摄人氯化物过多。以换气过度所致的呼吸性碱中毒。高钠血症脱水时。2022-1-516血清钙：血清钙：2.12.7mmol/L钙主要存在于人体的骨骼和牙齿中，细胞外液中含量很少，但对维持正常的神经肌肉应激性、腺体分泌以及一些酶系统的活性特别在血凝过程中起重要作用。血钙浓度通过骨骼、肾脏和肠道之间进行调节，同时，甲状旁腺素(升高血钙)、降钙素(降低血钙) ,当骨骼和细胞外液钙的动态平衡被破坏时，就呈现出病态。降低降低甲状旁腺机能减退症、佝偻病、软骨病、吸收不良性低钙、慢性肾炎、尿毒症、大量输入柠檬酸盐抗凝血后。增高增高甲状旁腺机能亢进症、维生素D过多症、多发性骨髓瘤、肿瘤广泛骨转移、阿狄森氏病、结节病。2022-1-517 电