检验仪器分析技术 课件 第三章 电化学分析仪器

第三章电化学分析仪器第一节电解质分析仪目录第三章电化学分析仪器第二节血气分析仪1.掌握电解质分析仪和血气分析仪的工作原理。2.熟悉电解质分析仪和血气分析仪的基本结构与操作使用。3.了解电解质分析仪和血气分析仪的临床应用、维护与常见故障处理。学习目标第三章电化学分析仪器第一节电解质分析仪第三章电化学分析仪器一、电解质分析仪的分类和工作原理（一）电解质分析仪的分类1.按自动化程度分类分为半自动电解质分析仪和全自动电解质分析仪。2.按工作方式分类分为湿式电解质分析仪和干式电解质分析仪。第一节电解质分析仪干式电解质分析仪一、电解质分析仪的分类和工作原理（一）电解质分析仪的分类3.目前常用电解质分析仪分类包括电解质分析仪、含电解质分析的血气分析仪、含电解质分析的自动生化分析仪等三大类第一节电解质分析仪含电解质分析的血气分析仪电解质分析仪含电解质分析的自动生化分析仪

（二）电解质分析仪的工作原理1.pH电极测定工作原理pH电极是利用电位法原理测量溶液的pH值，通常以参比电极为正极，以指示电极为负极，组成一个电化学电池，在温度恒定的条件下，电池的电位随待测溶液的pH变化而变化。pH玻璃电极对溶液的pH的敏感程度主要取决于电极的玻璃膜，在一定温度下，玻璃电极的电极电位大小与被测溶液pH具有如下的线性关系：一、电解质分析仪的分类和工作原理第一节电解质分析仪pH玻璃电极

（二）电解质分析仪的工作原理2.离子选择性电极工作原理离子选择性电极是一种用特殊敏感膜制成的，对溶液中特定离子具有选择性响应的电极，一般由敏感膜、内参比电极、内参比溶液和电极管四个部分组成。通常以离子选择性电极作为指示电极，饱和甘汞电极作为参比电极，将离子选择性电极和参比电极连接起来，置于待检的电解质溶液中，构成测量电池，通过测量电池的电动势来求得被测离子活度或浓度。一、电解质分析仪的分类和工作原理第一节电解质分析仪离子选择性电极结构

二、电解质分析仪的基本结构（一）湿式电解质分析仪的基本结构湿式电解质分析仪一般由面板系统、电极系统、液路系统、电路系统和软件系统等部分组成。湿式电解质分析仪结构框图第一节电解质分析仪

二、电解质分析仪的基本结构（一）湿式电解质分析仪的基本结构1.面板系统不同的电解质分析仪在仪器面板上都具有人机对话的操作键，在分析检测样品时，操作者可以通过按键操作对仪器进行各种操作和参数设定，从而控制分析检测过程。2.电极系统电极系统是整个仪器的核心部件，是测定样品结果的关键所在，决定着检测结果的准确度和灵敏度，包括指示电极和参比电极，参比电极一般是银/氯化银电极。第一节电解质分析仪

二、电解质分析仪的基本结构（一）湿式电解质分析仪的基本结构3.液路系统液路系统直接影响到样品浓度测定的准确性和稳定性，通常由样品盘、溶液瓶、吸样针、三通阀、电极系统、蠕动泵等组成。蠕动泵为各种试剂的流动提供动力，样品盘、三通阀和蠕动泵的转动、转换均由微机自动控制。液路系统中的通路由定标液/冲洗液通路、标本通路、废液通路、回水通路、电磁阀通路等组成。4.电路系统电路系统一般由电源电路模块、微处理器模块、输入输出模块、信号放大及数据采集模块、蠕动泵和三通阀控制模块等五大模块组成。第一节电解质分析仪

二、电解质分析仪的基本结构（一）湿式电解质分析仪的基本结构5.软件系统软件系统是控制仪器运作的关键，提供仪器微处理系统操作、仪器设定程序操作、仪器测定程序操作和自动清洗等操作程序。第一节电解质分析仪

二、电解质分析仪的基本结构（二）干式电解质分析仪的基本结构由两个完全相同的离子选择性电极的多层膜片组成，多层膜片由离子选择性敏感膜、参比层、氯化银层和银层组成，并用一纸盐桥相连，左边为样品电极，右边为参比电极。第一节电解质分析仪干式电解质分析仪结构示意图三、电解质分析仪的使用、维护与常见故障处理（一）电解质分析仪的操作使用1.电解质分析仪的使用方法第一节电解质分析仪三、电解质分析仪的使用、维护与常见故障处理（一）电解质分析仪的操作使用2.电解质分析仪的使用注意事项（1）

样品的采集和处理

①样品采集后必须尽快分析；②制备血清样品时，不能添加影响测量的物质；③建议采血时不要用止血带；④避免溶血，采集后尽快将细胞分离；⑤所有样品、收集装置和工具应作专门处理后废弃。

（2）

仪器吸入样品过程中不能吸入气泡。

（3）

吸入样品时，注意不要吸入凝血块。

（4）

如果环境温度变化大于10度，须重新校正一次。

（5）

标准液和样品的pH值应保持在6～9之间。

（6）

不要使用发生霉变、浑浊和有沉淀的溶液。（7）

结合临床。第一节电解质分析仪三、电解质分析仪的使用、维护与常见故障处理（二）电解质分析仪的维护1.电极系统的维护（1）钠电极钠电极内充液的浓度降低最为严重，要经常检查和调整内充液浓度。（2）钾电极钾电极为选择性膜电极,使用过程中会吸附蛋白质,影响电极的响应灵敏度，每月至少要更换一次内充液。第一节电解质分析仪三、电解质分析仪的使用、维护与常见故障处理（二）电解质分析仪的维护1.电极系统的维护（3）氯电极氯电极为选择性膜电极，使用过程中亦会吸附蛋白质,影响电极的响应灵敏度，一般用物理法进行膜电极的清洁。（4）参比电极每周都需要检查电极内是否有足够的饱和氯化钾溶液和氯化钾残片一般三个月需要更换一次参比电极膜。第一节电解质分析仪三、电解质分析仪的使用、维护与常见故障处理（二）电解质分析仪的维护2.管路系统的维护（1）流路维护根据维护程序进行维护工作，当流路维护程序结束后，应当对仪器进行重新定标。（2）全流路清洗仪器进入流路程序进行清洗，吸入或注射清洗液、去蛋白液或蒸馏水冲洗流路，重复2～3次。冲洗完毕后，应当对仪器进行重新定标。第一节电解质分析仪三、电解质分析仪的使用、维护与常见故障处理（二）电解质分析仪的维护3.日常维护保养（1）每日维护检查试剂量，如不足1/4液面，应及时更换；清洁仪器表面灰尘及吸样探针，保持探针的畅通；及时弃去废液瓶中的废液。（2）每周维护仪器应进行流路清洗，除去蛋白质、脂类沉积和盐类结晶，对仪器进行维护保养。第一节电解质分析仪三、电解质分析仪的使用、维护与常见故障处理（二）电解质分析仪的维护3.日常维护保养（3）每月维护取下泵管，清洗泵管内试剂通道的阻塞，用酒精棉球清洁泵管和不锈钢转轴，在泵管的弯处涂硅油或白色凡士林等润滑剂。（4）每季维护需要对电极的mV值进行测试，检查后更换电极内的电极液。第一节电解质分析仪三、电解质分析仪的使用、维护与常见故障处理（三）电解质分析仪的常见故障处理第一节电解质分析仪常见故障原因处理方法仪器不工作排除停电和电源问题后考虑保险丝是否熔断检测器失效①检测器的插头与主机板座松了；②检测器本身坏了；③阀芯上的固定螺钉与电机转动轴未紧固到位；④阀芯本身太紧不能转动检查的顺序依次为③-①-④-②定标不能通过或不稳定排除试剂因素后检查泵管是否老化、漏气、堵塞，若以上情况都正常，可能为电极没有稳定，待稳定30分钟后再进行两点定标三、电解质分析仪的使用、维护与常见故障处理（三）电解质分析仪的常见故障处理第一节电解质分析仪常见故障原因处理方法重复性不良电极没有活化；电极间有漏液、血凝块；参比电极有KCl结晶；电极斜率低于规定值；试剂太少或变质；系统校准没按要求进行活化电极；装紧电极或更换密封套；电极间有血凝块需要拆开电极，用吸球吹净；参比电极有KCl结晶，应用纱布擦净；更换新电极；更换试剂；校准2～3次准确性不够不符合质控要求重新定标和质控；更换参比电极吸样不畅接口、连管漏气；泵管粘连；接头处有蛋白沉淀；阀本身有问题①检查接口、连管有无漏气；②更换新泵管；③取下各接头用水清洗干净；④检查阀本身三、电解质分析仪的使用、维护与常见故障处理（三）电解质分析仪的常见故障处理第一节电解质分析仪常见故障名称原因处理方法管路堵塞①采样针与空气检测器部分：血清中的蛋白、脂类、血凝块等进入采样针和空气检测器，造成管路阻塞；②电极腔前端与末端部分；③混合器部分；④泵管和废液管的堵塞①直接用清洗液进行保养管路，或拆下空气检测器，用注射器注入NaCl溶液反复冲洗进样针和空气检测器，通畅后再用蒸馏水冲洗干净即可；②可直接用清洗液进行管路清洗保养，或用NaCl溶液浸泡后反复清洗，最后用蒸馏水冲洗擦干装回；③主要用清洗液或去蛋白液进行混合器清洗程序，或将混合器拆下，用注射器将NaCl溶液注入混合器浸泡后反复冲洗，待干，最后用蒸馏水冲洗干净，擦干；④可用注射器吸入清洗液或蒸馏水冲洗管路三、电解质分析仪的使用、维护与常见故障处理（三）电解质分析仪的常见故障处理第一节电解质分析仪常见故障名称原因处理方法电极漂移与失控①电极漂移的最常见的原因是地线未接好；②电压不稳定；③电磁干扰；④标准液及清洗液已用完；流通池中参比内充液太少；⑤只Na、pH电极漂移。⑥电极全部漂移；⑦定位不好，造成溶液未全部浸没电极；⑧参比电极上方有气泡；⑨试剂过期或被污染①应检查地线；检查漂移的电极银棒是否未插入信号插座或接触不良；②接UPS不间断电源或质量较好的稳压电源；③功率较大的设备远离本仪器，独立设置电源；④及时注满标准液及清洗液、参比内充液；⑤Na、pH电极漂移时应用玻璃电极清洗液清洗，再用蒸馏水反复冲洗；⑥如果电极全部漂移，则应检查参比电极是否到期；⑦应重新进行定位操作；⑧应轻拍流通池，将气泡移到Na电极上方；⑨检查A、B标准液及清洗液瓶，是否有絮状沉淀三、电解质分析仪的使用、维护与常见故障处理（三）电解质分析仪的常见故障处理第一节电解质分析仪常见故障原因处理方法出现异常值①电压波动；②吸入凝血；③溶液未到位；④盛血容器不干净；⑤校正因子有异常；⑥长时间未标定①检查附近是否有大功率电器开动或漏电（如离心机、电冰箱）；②测试时注意样本是否凝血；③如果溶液到位不好，可用服务程序中重新定位程序来进行重新定位；④检查盛血样的容器是否污染，是否残留了消毒液等物质；⑤将校正因子清除；⑥重新标定三、电解质分析仪的使用、维护与常见故障处理（三）电解质分析仪的常见故障处理第一节电解质分析仪常见故障原因处理方法电极斜率降低①电极膜板上吸附蛋白过多；②空气湿度太大；③温度太低；④寿命将至。第④种情况用户需要更换电极；第①种可以用去蛋白液进行处理，Na和pH电极有专门的清洗液，其余电极可用蛋白清洗液反复清洗，清除蛋白，标定稳定后测样；第②和第③种情况主要对Na和pH电极有影响，空气湿度太大，应选用抽湿机进行抽湿；温度过低，可在室内升温。如无这两种条件，可在测量前用电吹风机将Na电极、pH电极、信号板加热及去潮四、电解质分析仪的临床应用电解质分析仪是专门测量人体中各种带电离子浓度的分析仪器。电解质在机体中具有许多重要生理功能，当机体某些器官发生病变或受到外源性因素的影响，都可能引起或伴有电解质代谢紊乱而引起各器官生理功能失调。血清钠离子是细胞外液中最多的阳离子，其主要功能在于保持细胞外液容量，维持渗透压及酸碱平衡，血清钠离子水平直接反映机体钠的平衡；血清钾离子是细胞内液的主要阳离子，是保持机体的渗透压及酸碱平衡、参与糖及蛋白质代谢、保证神经肌肉的正常活动所必需的；氯离子是机体细胞外液主要的阴离子之一，氯离子的主要功能是调节机体的酸碱平衡、渗透压平衡及电解质平衡，氯离子的测量同时也是得出阴离子间隙的一个计算参数。第一节电解质分析仪第二节血气分析仪第三章电化学分析仪器血气分析仪是利用电极对血液酸碱度（pH）、氧分压（PO2）和二氧化碳分压（PCO2）进行定量测定，并根据测得的三个参数值和输入的血红蛋白值，进一步计算出血液中其他参数的仪器。第二节血气分析仪血气分析仪一、血气分析仪的基本结构血气分析仪一般由电极系统、管路系统和电路系统三大部分组成。第二节血气分析仪血气分析仪电极系统管路系统电路系统血气分析仪的基本结构一、血气分析仪的基本结构（一）电极系统一般血气分析仪主要分为pH电极、参比电极、PCO2电极和PO2电极第二节血气分析仪血气分析仪的pH电极、参比电极、PCO2电极和PO2电极一、血气分析仪的基本结构１.pH电极和参比电极血气分析仪用毛细管pH玻璃电极、参比电极和两电极间的液体介质测量溶液的酸碱度，以pH来表示。pH玻璃电极的内参比电极是Ag/AgCl电极，具有稳定的电位值。pH参比电极多为甘汞电极，内充KCI溶液，一起被封装在电极支持管中，管内充满磷酸盐氯化钾缓冲液，形成一个原电池，其电动势的大小主要取决于内部溶液的pH。第二节血气分析仪毛细管玻璃pH电极与参比电极的结构示意图一、血气分析仪的基本结构２.PO2电极目前临床上使用最多的氧电极是一种疏水膜复合型氧电极，又称Clark电极，是由铂阴极、银/氯化银阳极、含氯化钾的磷酸盐缓冲液、氧选择性渗透膜和电极外套构成。第二节血气分析仪PO2电极结构示意图一、血气分析仪的基本结构３.PCO2电极一种气敏电极，又是一个复合电极，主要由pH敏感的玻璃电极和Ag/AgCl参比电极、电极缓冲液和电极外套组成。第二节血气分析仪PCO2电极结构示意图一、血气分析仪的基本结构（二）管路系统管路系统主要由测量室、转换盘系统、气路系统、液路系统和泵体等组成。第二节血气分析仪血气分析仪管路系统结构图一、血气分析仪的基本结构（二）管路系统1.测量室电极的电信号对温度的变化很敏感，因此必须控制好测量室的温度，现在使用较多的是固体恒温式装置，它具有加热快、热均匀性好、恒温精度高的优点，温度通常控制在37℃±0.1℃。2.转换盘是由计算机程序自动控制，将检测样品送入并将有关溶液及气体送入测量室的装置。第二节血气分析仪一、血气分析仪的基本结构（二）管路系统３.气路系统由空气压缩机、CO2气瓶、气体混合器、湿化器、泵、阀门及有关管道组成，可分为两种类型：（1）压缩气瓶供气方式：是常用的一种方式。空气混合器将空气压缩机送来的空气和CO2气瓶送来的气体进行混合后，得到：“气体1”含5％的和20％的O2，“气体2”含10％的CO2，不含O2。经减压阀减压后输出的气体经过湿化器饱和湿化后，再经阀或转换装置送至测量室，对PCO2和PO2电极进行定标。（2）气体混合器供气方式：气体混合器将空气压缩机产生的压缩空气和气瓶送来的CO2气体进行配比和混合，生产出类似于上述两种不同浓度的气体，经湿化器饱和湿化后，再传送至测量室。第二节血气分析仪一、血气分析仪的基本结构（二）管路系统４.液路系统

液路系统具有两种功能，一是提供pH电极系统定标用的两种缓冲液，二是自动冲洗毛细管测量室。５.真空泵和蠕动泵真空泵用于产生负压，使废液瓶内维持负压状态，靠此负压吸引冲洗液和干燥空气，用来冲洗和干燥测量毛细管；蠕动泵在定标时用于抽取缓冲液到测量室，在检测样品时用于抽取样品。利用电磁阀控制流体的流动速度。第二节血气分析仪一、血气分析仪的基本结构（三）电路系统血气分析仪电路系统的功能是将仪器测量信号进行放大和模数转换后，变成数字信号，经计算机处理、计算后显示和打印结果。第二节血气分析仪血气分析仪电路原理图二、血气分析仪的工作原理血气分析仪是由pH、PO2、PCO2三个测量电极和一个参比电极构成毛细管测量室，其中pH电极和pH参比电极组成pH测量系统。第二节血气分析仪血气分析仪工作原理图二、血气分析仪的工作原理仪器进行检测时，在管路系统蠕动泵的抽吸下，检测样品进入毛细管测量室后，充满四个电极表面，管路系统停止抽吸，样品中的pH、PCO2和PO2同时被这些电极检测，分别产生对应于pH、PCO2和PO2三项参数的电信号，这些电信号分别经放大、模数转换后送到微机处理后，显示结果并打印第二节血气分析仪三、血气分析仪的使用、维护与常见放障处理（一）血气分析仪的使用第二节血气分析仪血气分析仪的操作流程二、血气分析仪的使用、维护与常见放障处理（二）血气分析仪的维护第二节血气分析仪1．仪器的日常保养（1）每日检查标准液和冲洗液是否不足和过期，气泡室是否有蒸馏水。（2）每日检查大气压力和钢瓶气体压力。（3）每周更换一次内电极液，定期更换电极膜。（4）若电极使用时间过长后，电极反应变慢，可用电极活化液对pH电极和PCO2电极进行活化，对PO2电极进行轻轻打磨，除去电极表面的氧化层。二、血气分析仪的使用、维护与常见放障处理（二）血气分析仪的维护第二节血气分析仪1．仪器的日常保养（5）每周至少冲洗一次管道系统，并擦洗分析室；连续测定时，每天需对仪器的管道测量系统进行去蛋白处理；去除废液瓶中的废液；观察试剂、标准气体的存留量，不足及时更换。（6）仪器避免检测强酸或强碱样品，以免损坏电极。若对偏酸或偏碱液进行测定时，可对仪器进行几次一点校正。（7）保持环境温度恒定，避免高温，以免影响仪器的准确性和电极稳定性。（8）为节省试剂，不工作时将仪器设定在睡眠状态。二、血气分析仪的使用、维护与常见放障处理（二）血气分析仪的维护第二节血气分析仪2．电极的保养

（1）pH电极的保养pH电极不管是否使用，其寿命一般都为1～2年，因此在订购时应注意生产日期，以免过期失效。血液中的纤维蛋白易黏附在pH电极表面，必须经常按血液→缓冲液(或生理盐水）→水→空气的顺序进行清洗。若清洗后仍不能正常工作，应更换新电极。此外，还应避免电极的绝缘性能受到破坏。不能使用有机溶剂擦拭玻璃表面，避免电极表面绝缘的硅油被溶解而出现漂移现象。二、血气分析仪的使用、维护与常见放障处理（二）血气分析仪的维护第二节血气分析仪2．电极的保养

（2）参比电极的保养参比电极一般用甘汞电极，每次在更换盐桥或电极内的KCl溶液时，除加入室温下饱和KCl溶液外，还需要加入少许的KCl结晶，使其在37℃恒温条件下也达到饱和状态，同时防止气泡产生。参比电极套需要定期更换。如果一天检测100份样品，每周应更换一次，在样品较少时，可视具体情况延长更换时间。二、血气分析仪的使用、维护与常见放障处理（二）血气分析仪的维护第二节血气分析仪2．电极的保养（3）PCO2电极保养PCO2电极半透膜应保持平整、清洁，无皱纹、裂缝和针眼。半透膜和尼龙网应紧贴玻璃膜，不能产生气泡。电极要经常使用专用清洁剂进行清洗，如果经清洗和更换缓冲液后，仍不能正常工作，应更换半透膜。电极用久后，阴极端的磨砂玻璃上会有Ag+或AgCl沉积，可预先用缓冲液润湿的细砂纸轻磨去除沉积物，再用外缓冲液清洗干净。不同的半透膜反应速度不同，硅橡胶膜反应速度最快，不同批号的膜也有一定的批间差，使用时应注意。二、血气分析仪的使用、维护与常见放障处理（二）血气分析仪的维护第二节血气分析仪2．电极的保养（4）PO2电极的保养PO2电极中干净的内电极端和四个铂丝点应明净发亮。每次清洗时，都应该用电极膏对PO2电极进行研磨保养。注意：在研磨时要用电极膏将该电极的阳极，即靠电极头部1cm处的银套一并擦拭干净；还有氧电极内充的是氧电极液，不要弄错。

（三）血气分析仪的常见故障处理故障名称故障处理排除原因处理样品吸入不良 蠕动泵管老化、漏气或泵坏更换泵管或维修蠕动泵样品输入通道堵塞 1.血块堵塞2.玻璃碎片堵塞1.血块堵