体液电解质及微量元素的检验

生物化学检验技术体液电解质及微量元素的检验BASICCLINICALLABORATORYMEDICINE21钠、钾、氯的生理作用（一）含量和分布正常成人体内钠40～44mmol/kg（约1g/kg），50%分布于细胞外液，40%～45%分布于骨骼，5%～10%分布于细胞内液，血清钠135～145mmol/L，占血浆阳离子总量的90%。正常成人体内钾49～54mmol/kg（约2g/kg），98%分布于细胞内液，2%分布于细胞外液，血清钾3.6～5.1mmol/L。

1钠、钾、氯的生理作用

钠、钾这种不平衡分布主要是由细胞膜上的钠泵（Na+－K+－ATP酶）所致。氯为细胞外液中主要阴离子，主要来自食盐，排泄主要通过肾，100～200mmol/24h，其次是汗液和粪便，氯转移对维持细胞内外离子平衡起有重要作用。1钠、钾、氯的生理作用

（三）生理功能

1.维持体内水和渗透压平衡Na＋、Cl－是维持细胞外液渗透压平衡的主要离子，而K＋、HPO42－是维持细胞内液渗透压平衡的主要离子。2.调节体液酸碱平衡组成各种缓冲体系，如HCO3－和H2CO3；Na2HPO4和NaH2PO4。3.维持神经肌肉兴奋性[Na＋]、[K＋]升高，可增高神经肌肉的兴奋性，而[Ca2＋]、[Mg2＋]升高，可降低神经肌肉的兴奋性。2钠、氯代谢及平衡紊乱（一）钠、氯代谢钠和氯主要来自食盐，其摄入量与个人生活习惯有关，一般为8～15g/天，远超过机体需要量，而且，机体对钠的吸收率很高，几乎是100%。钠主要通过肾排泄，肾脏对钠排泄的调节能力很强，肾脏对钠的排泄可概括为：多吃多排，少吃少排，不吃不排。

2钠、氯代谢及平衡紊乱

（二）钠、氯与体液平衡紊乱机体摄入的水过多或排出减少，使体液中水增多，血容量增多，称为水肿或水中毒。引起水肿的原因主要是ADH分泌过多。人体体液丢失过多，造成细胞外液减少，称为脱水，根据水和电解质丢失的比例不同，脱水分为高渗性脱水、等渗性脱水和低渗性脱水。3钾代谢及平衡紊乱（一）钾代谢钾主要来自蔬菜、水果及肉类，成人需要量KCl2～3g/d，吸收率约90%。钾主要通过肾排泄，约占80%，但肾脏对钾的保留能力小于钠，可概括为多吃多排，少吃少排，不吃也排。每日约有20～40mmolKCl从尿中排出（当没有K＋摄入时），另外，粪便和汗液也有少量K＋排出。3钾代谢及平衡紊乱

（二）钾代谢平衡紊乱血清钾浓度＜3.5mmol/L称为低血钾；＞5.5mmol/L称为高血钾。1.K＋平衡受物质代谢的影响糖原、蛋白质合成时钾进入细胞内，反之，糖原、蛋白质分解时钾释放到细胞外。2.K＋平衡受血浆[H＋]的影响酸中毒时细胞外液[H＋]↑，引起高血钾，反之，碱中毒时细胞外液[H＋]↓，引起低血钾。血清钠、钾、氯测定第二节2血清钠、钾、氯测定（一）血清钠、钾测定测定方法简介主要归纳为化学法和物理法两大类。如化学法有比色法、比浊法。物理法有火焰光度法、离子选择电极法、原子吸收光谱法、中子活化法等。血清钠、钾测定2血清钠、钾、氯测定血清钠、钾测定

1.火焰光度法

样品被吸入雾化室雾化后，钠、钾经火焰激发，由基态原子跃迁到激发态原子，激发态原子不稳定，继而以特定的光谱释放能量返回基态，钠、钾发射的光谱分别为589nm和767nm。浓度与光谱强度在一定范围内成正比。2.离子选择电极法目前常用的钠电极的敏感膜是玻璃膜，即玻璃钠电极；钾电极属于流动载体电极，是一种液膜电极，其敏感膜缬氨霉素膜。测定方法分为直接电位法和间接电位法。2血清钠、钾、氯测定血清钠、钾测定①直接电位法血清样品和标准液不经稀释直接作电位分析，能较真实地反映血清中离子活度，使用后要注意管道的清洗，防止堵塞。②间接电位法血清样品和标准液用一定离子强度和pH的稀释液作定量稀释，再进行电位分析，测定结果与火焰光度法接近。参考范围：血清钠135～145mmol/L血清钾3.5～5.4mmol/L尿钠成人130～260mmol·kg－1/24h尿钾成人50～102mmol·kg－1/24h2血清钠、钾、氯测定血清氯化物的测定（一）血清氯化物的测定方法简介

1.滴定法能与Hg2+结合生成溶解但不解离的HgCl2，当滴定达到终点时，过量Hg2+与指示剂二苯卡巴腙反应生成紫红色的络合物，根据硝酸汞的用量可计算出氯化物含量。Hg2+＋2Cl－HgCl2Hg2+＋二苯卡巴腙紫红色络合物2血清钠、钾、氯测定血清氯化物的测定2.分光光度法

Cl－与硫氰酸汞反应生成HgCl2和SCN－，后者与Fe3+反应红色的硫氰酸铁。在460nm处有一吸收峰。Hg(SCN)2＋2Cl－HgCl2＋SCN－3SCN－＋Fe3+Fe(SCN)2血浆球蛋白增高会产生干扰出现混浊。2血清钠、钾、氯测定血清钠、钾测定

3.ISE法目前使用的氯电极大多为均相晶体膜电极，一般为AgCl晶体，也有非均相晶体膜电极，即将卤化银晶体分散并固定在惰性基质上（常用的为硅橡胶）。【参考范围】血清氯化物96～108mmol/L2血清钠、钾、氯测定血清钠、钾测定

（二）血清氯化物的测定的临床意义

1.血清氯化物降低

临床上较常见。主要原因有NaCl的异常丢失或深入减少。如严重呕吐、腹泻、代谢性碱中毒、爱迪生病。

2.血清氯化物增高临床上较少见。主要是高氯血症性代谢性酸中毒，由于细胞外液中NaHCO3减少，为了保持电解质平衡，肾小管重吸收氯增加。2血清钠、钾、氯测定钙、磷代谢及调节（一）含量与分布钙是体内含量最多的无机盐，占体重的1.5%～2%，总量约700～1400g，其次是磷，占体重0.8%～1.2%，总量约400～800g。99%以上的钙和86%以上的磷是以羟磷灰石形式沉积于骨、牙。2血清钠、钾、氯测定（二）吸收与排泄

吸收：在pH较低的小肠上段，钙的吸收率随年龄的增长而降低，每增加10岁减少5%～10%，婴儿吸收率可达50%以上，儿童40%，成人20%左右，故老人易发生骨质疏松症。磷的吸收率约70%，低磷时可达90%。

排泄：主要通过肠道和肾脏。钙：80%肠道20%肾脏磷：30%肠道70%肾脏钙、磷代谢及调节2血清钠、钾、氯测定

（三）血钙与血磷血液中钙几乎全部存在于血浆，正常血清钙2.25～2.75mmol/L（9～11mg/dl）。

离子钙50%可扩散钙血钙H+HCO3－

柠檬酸钙碳酸氢钙结合钙50%

蛋白结合钙非扩散钙钙、磷代谢及调节2血清钠、钾、氯测定

发挥生理作用的是离子钙，但临床实验室测定的大多数是总钙。血浆中[Ca2＋]、[H＋]、[HCO3－]的关系可用下式表示。

血磷是指血液中的无机磷酸盐（HPO42－、H2PO4－）正常人血清无机磷0.97～1.61mmol/L（3～5mg/dl），儿童稍高。钙、磷代谢及调节2血清钠、钾、氯测定钙、磷代谢及调节CompanyLogo

[Ca]×[P]=35～40大于40骨盐沉积，有利于骨钙化。小于35骨盐溶解。（四）钙、磷生理功能

钙：1.参与血液凝固。2.参与肌肉收缩。增强心肌收缩，降低神经肌肉兴奋性。3.可作用于质膜，影响膜的通透性及膜的转运4.参与自身及磷代谢的调节4.作为第二信使。2血清钠、钾、氯测定钙、磷代谢及调节

磷：1.作为核酸、磷脂、磷蛋白合成的原料。2.参与高能磷酸化合物的合成。3.构成核苷酸辅酶。4.构成磷酸盐缓冲对。2血清钠、钾、氯测定钙、磷代谢及调节

（五）钙、磷代谢调节

1.维生素D3（VitD3）D325-OHD31，25-（OH）2D3

促进肠道对钙、磷的吸收；促进肾小管对钙、磷的重吸收；协同PTH促进骨重建（与PTH协同，加速破骨细胞的形成，增强其活性，促其溶骨）。肝肾

1-羟化酶25-羟化酶2血清钠、钾、氯测定钙、磷代谢及调节

2.甲状旁腺素（PTH）

甲状旁腺主细胞分泌的84肽。促进溶骨作用；促进间叶细胞转化成破骨细胞，抑制破骨细胞转化为成骨细胞，促进骨盐溶解；促进肾小管对钙的重吸收，抑制磷的重吸收。能促进1，25-（OH）2D3的合成，促进小肠对钙、磷的重吸收。3.降钙素（CT）

甲状腺滤泡旁细胞分泌的32肽，与PTH拮抗。促进成骨作用，抑制间充质细胞转化为破骨细胞，促进破骨细胞转化为成骨细胞；抑制肾小管对钙、磷的重吸收。能抑制1，25-（OH）2D3的合成，2血清钠、钾、氯测定钙、磷代谢及调节

PTH间充质细胞破骨细胞成骨细胞

CT

二、镁代谢和生理功能

（一）镁代谢1.镁的含量与分布占体重的0.03%，正常成人镁的总量20～28g，其中60%存在于骨骼，20%～30%存在于骨骼肌，其余10%存在于其它组织中。体液中细胞内液镁的含量占总量的39%，而细胞外液仅占1%。㈠㈩㈩㈠2血清钠、钾、氯测定钙、磷代谢及调节2.血镁血浆镁的浓度约0.67～1.23mmol/L，存在形式主要有三种。离子镁55%血镁碳酸氢镁、柠檬酸镁、磷酸镁等15%蛋白结合镁30%发挥生理作用的是离子镁。2血清钠、钾、氯测定钙、磷代谢及调节3.吸收与排泄食物镁含量丰富，人体每天需要量300～350mg，镁的吸收主要在小肠，吸收率只有30%～40%，吸收率与肠腔中镁的含量成反比。体内镁的排泄主要通过肾脏。

（二）镁的生理功能

1.作为酶的辅助因子体内约300种酶的辅助因子是Mg2+。

2.维持神经肌肉的应激性

Mg2+能降低神经肌肉的应激性。

3微量元素与疾病（一）体内化学元素组成和分类人体约含有50多种元素。

主要元素含量＞0.1g/kg体重C、H、O、N、S、P、Ca、K、Na、Cl、Mg等

必需的Fe、Cu、Zn、Mn、Co、Ni、Se、I、F等14种

微量元素含量＜0.1g/kg体重非必需的Si、As、Rb、B、Al等有害的Bi、Hg、Pb、Be等人体元素3微量元素与疾病

（二）必需微量元素对人体各种生命活动的影响1.促进机体的生长发育铁、铜、锌、锰、钴、碘等，作为酶和激素的重要组成成分。

2.对神经系统结构和功能的影响铁、铜、锌、锰、钴、碘等缺乏时可导致神经系统结构和功能的异常，智力低下。3.对内分泌系统的影响铜、铁、锌、锰、铬等元素的缺乏或过量可引起内分泌功能失常。

3微量元素与疾病

4.对免疫系统的影响铁、铜、锌等缺乏时可降低机体的免疫力。5.对心血管疾病及创伤的影响适量的锌、锰、铬、硒等元素有利于心血管的结构和功能。如食物中的锌/镉比与高血压的发生和预后密切相关。多种微量元素还能影响核酸和蛋白质的生物合成，故有利于创伤的愈合和疾病的恢复。

钙、磷、镁和微量元素测定第三节3微量元素与疾病

一、钙的测定

血钙测定方法很多。化学法①滴定法（氧化还原滴定，络合滴定）；②比色法（邻甲酚酞络合法，甲基麝香草酚蓝法）。

物理法①火焰光度法；②ISE法；③原子吸收分光光度法；④同位素稀释质谱法。血钙测定3微量元素与疾病

1.EDTA-Na2络合滴定法在碱性溶液中，血清钙与钙红指示剂结合成可溶性的复合物，使溶液呈淡红色，EDTA-Na2对钙有很大的亲和力，能与复合物中的钙络合，使钙红指示剂重新游离，溶液变蓝色，根据EDTA-Na2滴定用量可计算出血清钙含量。

钙＋钙红钙-钙红复合物淡红色钙-钙红复合物＋EDTA-Na2EDTACa＋钙红

蓝色3微量元素与疾病

钙指示剂除钙红外，还有依地铬黑T（红→蓝），钙黄绿素（黄→绿），紫红酸铵（红→紫）。钙红指示剂终点明显，不受血清镁干扰，镁在强碱性条件下生成Mg（OH）2↓，指示剂在强碱性条件下不稳定，加指示剂后应立即滴定。

操作简便，无需特殊仪器设备，适合于基层医院，但终点判断人为误差较大，溶血、黄疸影响终点判断。3微量元素与疾病

2.邻甲酚酞络合酮法（O-CPC）

邻甲酚酞络合酮是一种金属络合染料，也是一种酸碱指示剂，在碱性溶液中能与钙和镁螯合，生成紫红色螯合物（吸收峰575nm），作钙测定时，加入8-羟基喹啉消除镁的干扰。

3微量元素与疾病Mg2+＋8-羟基喹啉可溶性络合物Ca2+＋邻甲酚酞络合酮紫红色螯合物

灵敏度很高，试管、器皿如有微量的钙污染亦会引起误差，最好使用一次性试管，所有试剂置塑料瓶中保存。3微量元素与疾病

3.甲基麝香草酚蓝法（MTB）

血清钙在碱性溶液中与甲基麝香草酚蓝（MTB）结合，生成一种蓝色络合物，加入8-羟基喹啉消除镁干扰。

显色稳定，线性范围大，溶血、黄疸无干扰。3微量元素与疾病

4.离子选择电极法（ISE）

此法迅速、简便、灵敏度高、重复性好，并可同时测定总钙和离子钙，离子钙测定最好用血清，不用抗凝剂，在急需检测结果时可用肝素抗凝。【正常参考值】成人总钙2.25～2.75mmol/L

离子钙1.15～1.42mmol/L3微量元素与疾病二、无机磷测定

目前还不能直接测定人体内的磷元素，各种方法都是直接地分析两种磷酸盐阴离子（HPO42－、H2PO4－），常用的方法有磷钼酸法，染料法，酶法。3微量元素与疾病

1.磷钼酸法以三氯醋酸沉淀蛋白，在无蛋白滤液中加入钼酸铵试剂，与无机磷结合成磷钼酸，再以硫酸亚铁为还原剂，还原成钼蓝。（NH4）6Mo7O24＋3H2SO4＋4H2O7H2MoO4＋3（NH4）2SO412H2MoO4＋H3PO4

12MoO3·H3PO4＋12H2O12MoO3·H3PO4＋还原剂钼蓝3微量元素与疾病

还原剂有很多种，1-氨基-2-萘酚-4-磺酸，应用历史较久，试剂不太稳定，显色时间长，灵敏度不高。氯化亚锡，灵敏度较高，颜色强度随显色时间时间而改变，偏离Beer定律。硫酸亚铁，显色较稳定。

3微量元素与疾病

2.孔雀绿直接显色法血清经浓尿素溶液稀释后，用孔雀绿-钼酸试剂显色，加入吐温-20使标准液与血清标本显色反应速度接近。灵敏度较高，但影响因素多，重复性差，显色不稳定。

3微量元素与疾病3.酶法

①Gn＋H3PO4Gn－1＋G-1-P

G-1-PG-6-PG-6-P＋NADP+6-磷酸葡萄糖酸＋NADPH②次黄苷＋H3PO4

次黄嘌呤＋R-1-P次黄嘌呤＋H2O＋O2

尿酸＋H2O2H2O2＋N-乙基-N-（3-甲基苯基）-N-乙酰乙胺紫红色复合物发色底物555nm

糖原磷酸化酶葡萄糖磷酸变位酶

6-磷酸葡萄糖脱氢酶

嘌呤核苷磷酸化酶黄嘌呤氧化酶

POD

3微量元素与疾病三、镁的测定

化学法钙镁试剂比色法，达旦黄比色法，甲基麝香草酚蓝比色法。传统方法测定方法物理法原子吸收分光光度法，（参考方法）同位素稀释中子活化法（决定性方法）

酶法新进展，将成为新的自动方法3微量元素与疾病

1.钙镁试剂（Calmagite）比色法血清镁在碱性条件下与钙镁试剂生成紫红色络合物，颜色深浅与镁浓度成正比。加入EGTA乙二醇双（β-氨基乙醚）-N，N，N′，N′-四乙酸，可消除钙的干扰。吸收峰520nm。

显色稳定，操作简便，快速，可手工操作，也可用于自动化分析。3微量元素与疾病

2.原子吸收分光光度法血清经酸性氯化镧溶液作50倍稀释，直接用原子吸收分光光度计检测285.2nm的吸光度。

操作简