11钠、钾、氯和酸碱平衡检验(B酸碱平衡与血气分析)
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酸碱平衡与血气分析
PaCO2代偿性 失代偿时PH 对机体的影响：
1、心血管S：心肌收缩力 ： H+与Ca2+竞争肌钙蛋白位点
H+
H+影响Ca2+内流（ ∵ K+ ）
H+影响心肌C肌浆网释放Ca2+
心律失常： （ ∵ K+ ）
血管平滑肌对儿茶酚胺反应性 ，血管扩张
Bp
2、CNS：表现：嗜睡、昏迷：严重时，呼吸中枢、血管中枢
几分钟
55mmHg 30 mmol/L
△ [HCO3 - -] =0.4 × △ PaCO2 ±3
呼碱 PaCO2 ¤ [HCO3 -] 急性：
△ [HCO3 - -] =0.2 × △ PaCO2 ±2.5
慢性：
3-5天 42-45 mmol/L 几分钟 18 mmol/L
△ [HCO3 - -] =0.5× △ PaCO2 ±2.5 3-5天 12-15 mmol/L
血浆蛋白
占全血缓冲体系的% 35 18 35 5 7
2、肺的调节
H2CO3
CO2透过血脑屏障
中枢H+ 刺激呼吸中枢
PaCO2
CO2h刺激外周感受器
主A体
呼吸中枢
呼吸深快
颈A体
反射性
（PaO2 ，PH 亦可刺激）
PaCO2
3、肾的调节：排酸保碱
H2CO3
1）、泌H+ ，回收HCO3- （ H+ 激活碳酸酐酶）
K+和CL-
的交换
HCO3-
H+
K+
二、理论公式Henderson-Hasselbalch方程式
Henderson：
【检验医学】钠,钾,氯和酸碱平衡检验 (2)
K+测定-临床意义
➢ 2. 血清钾升高
3) 细胞内钾的移出 :
①重度溶血或组织损伤,大量输入陈旧库存血后 , 挤压 综合征,组织破坏,大面积烧伤,运动过度,大量钾从细胞 内释出 ; ②呼吸障碍引起组织缺氧和酸中毒; ③休克、组织损伤、中毒、化疗等 ; ④注射高渗盐水或甘露醇使细胞内脱水 , 导致细胞内 钾渗透出来。
Na+
一.体液中的电解质及其生理功能
(二)体液电解质的生理功能
➢ 1.维持细胞内外的渗透压及酸碱度平衡
➢ 2.维持神经肌肉的兴奋性
➢
[K+] + [Na+]
➢ 神经肌肉的兴奋性∝
➢
[Ca2+]+[Mg2+]+[H+]
➢
[Ca2+]+[Na+]+[OH-]
➢ 心肌兴奋性∝
➢
[K+]+ [Mg2+]+[H+]
➢ 2.细胞外液(extracellular，ECF)。
➢
血浆(plasma)
➢
细胞间液(interstitial fluid)。
体液所含的离子
Na+、K+ Ca2+、Mg2+
Cl- 、HCO3-、 HPO42-、H2PO4-
SO24-以及有机阴离子2Fra bibliotek0体 液
180 160
Na+
中 的
电
140
➢
分解代谢: K+释放造成高血K+ （如烧伤,术后）
➢
➢ 3.细胞外液pH 酸中毒:H+进入细胞释出K+
钠钾氯和酸碱平衡检验
分类： ISE分为直接法和间接法两类。
直接电位法是指样本(血清、血浆、全血)或校准液不经稀释直接进入ISE管道 接触电极作电位分析，测量的是血清水相中离子的活度。与样本中脂类、蛋白 质所占据的体积无关，即不受高蛋白血症和脂血症等情况的影响,推荐使用。 间接电位法是指样本(血清、血浆)和校准液要用指定离子强度与pH的稀释液 稀释后再送入电极管道测量其电位。该方法会受到样本中脂类和蛋白质占据体 积的影响。
第十一章 钠、钾、氯和酸碱平衡检验
体液(body fluid)
生物体内存在的液体，是人体的内环境。水和电解质是体液 的主要组成成分。
细胞外液（ ECF ） 细胞内液（ ICF）
细胞间液占 ECF 的 3/4
10.5 L
细胞膜
20 L
毛细血管上皮 血管内液占 ECF 1/4
电解质(electrolate)
（二）体液电解质的生理功用
• 维持细胞内、外渗透压：细胞外Biblioteka a+ 、细胞内K+
• 维持体液的酸碱平衡； • 维持肌肉的兴奋：
神经肌肉兴奋性∝([K+]+[Na+])/([Ca2+]+[Mg2+]+[H+])
心肌兴奋性∝([Ca2+]+[Na+]+[OH-])/([K+]+[[Mg2+]+[H+])
离子选择电极法(ISE)是以测定电池的电位为基础的 定量分析方法，其检测原理是检测电极表面电位的改变， 比较测定电极与参比电极表面电位变化的差值大小来估计 样本中钠、钾离子浓度。 Na+测定： 含玻璃膜的钠电极是由对Na+具有选择性响应的特殊 玻璃毛细管组成，钠电极与参比电极之间的电位差随样本 溶液中Na+活度的变化而改变。 K+测定： 含液态离子交换膜的钾电极是对K+具有选择性响应的 缬氨霉素液膜电极，此敏感膜的一侧与电极电解液接触， 另一面与样本液接触，膜电位的变化与样本中K+活度的对 数成正比。
酸碱平衡判断血气分析六步法
评估手术风险
对于手术患者，通过血气 分析六步法可以评估手术 风险及术后并发症的发生 率。
在预后评估中的应用
预测生存期
血气分析六步法的结果可 以预测患者的生存期，如 肺癌患者的生存期与血气 分析结果密切相关。
评估复发风险
对于某些肿瘤患者，通过 血气分析六步法可以评估 其复发风险。
指导康复治疗
对于康复期的患者，通过 血气分析六步法可以评估 其康复程度及制定相应的 康复计划。
酸碱平衡对机体的影响
酸碱平衡失调会对机体造成一系列的影响，如影响细胞代谢、神经肌肉兴奋性等，严重时甚至危及生命。
04
临床应用
呼吸系统疾病
支气管哮喘
患者多有过度通气，呼气时pCO₂降低，pH升高；支气管哮喘急性发作时，由于 缺氧、CO₂潴留，pH降低。
慢性阻塞性肺疾病(COPD)
由于长期通气不足，CO₂潴留，pH降低；合并感染后，由于过度通气，pH可能 升高。
2023
酸碱平衡判断血气分析六 步法
目 录
• 引言 • 血气分析六步法 • 酸碱平衡与血气分析 • 临床应用 • 血气分析六步法的实际应用 • 结论
01
引言
目的和背景
血气分析是用于判断机体酸碱平衡状态、呼吸功能和血液中 氢离子浓度的方法，对于危重病人的抢救、手术和药物治疗 具有重要意义。
血气分析的六步法是一种常用的判断方法，其通过六个步骤 的连续分析，可以更加准确、快速地判断病人的酸碱平衡状 态，为临床治疗提供指导。
7.45。
PH值计算公式
PH=(-lg[H+])+24。
PH值解读
PH正常表示酸碱平衡，PH降低 表示酸中毒，PH升高表示碱中
毒。
酸碱平衡的判断及血气分析
血液的缓冲作用
每对缓冲对均由弱酸与弱碱组成，其中 弱酸能中和强碱，弱碱能中和强酸。
如：HCI＋NaHCO3→NaCI+H2CO3，强 酸变为弱酸。
NaOH＋NaH2PO4→NaHP4+H2O，强碱 变为弱碱。
血液的缓冲作用
H2CO3－HCO3-：是人体缓冲作用最大的 缓冲对，H++HCO3-→ H2CO3， H2CO3 极不稳定，分解为CO2和H2O，CO2通过 呼吸排出，使HCO3-/H2CO3维持在20/1 的水平。在细胞内外液中均起作用。
mmHg) 重度：PaO2<5.3Kpa(40mmHg)三种类型 PaO2<8.0Pka时有可称之为呼吸衰竭。
（四）碳酸氢根（HCO3-）
HCO3-反映血液中之碳酸氢（碱性溶液） 成分，是由肾脏调节，， HCO3的改变 产生代谢式酸碱失衡，标准碳酸氢盐 （SB）：是全血在标准条件下所测得的 血浆HCO3-的含量。排除了呼吸因素的 影响，正常值为22～27mmol/L。标准条 件是：血液温度38.0C，血氧饱和度96～ 100％，PaCO2为40mmHg 。
酸碱失衡的种类
根据酸碱平衡公式（Henderson-Hasselbalch 方程）， 正常人动脉血PH值为：PH=6.1+log｛[HCO3]/(0.03xPaCO2）}=6.1+log(20/1)
由此可见，PH值取决于[HCO3-]与[H2CO3]的比 值，PaCO2是酸碱平衡的呼吸性因素，HCO3-是 酸碱平衡的代谢性因素，因此，由PaCO2原发 性升高或降低引起的酸碱失衡称为呼吸性酸中 毒或碱中毒，由HCO3-原发性升高呼欧降低引 起的酸碱失衡称为代谢性碱中毒或酸中毒。
肾脏的调节
血气分析与酸碱平衡诊断试验简述
PaCO2≥6.66 Kpa 3. 指导临床治疗。 4. 判断的类型
单纯性酸碱失调
代谢性酸中毒（代酸） 代谢性碱中毒（代碱） 急或慢性呼吸性酸中毒（呼酸） 急或慢性呼吸性碱中毒（呼碱）
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酸碱平衡失调
酸碱平衡失调的类型
混合性酸碱失调 1. 呼吸—代谢紊乱
mmol/L提示代酸。
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常用动脉血气分析指标及意义
▪ 碳酸氢盐（Bicarbonate），包括标准碳酸氢盐
（SB）和实际碳酸氢盐（AB）。
▪ 标 准 碳 酸 氢 盐 （ SB）， 是 动 脉 血 在 3 8 ℃ ，
PaCO2 5.33Kpa （40mmHg），SaO2 100%条件下，所测得的血浆碳酸氢盐（HCO3-） 的含量。
• 呼酸+代酸 • 呼酸+代碱 • 呼碱+代酸 • 呼碱+代碱
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酸碱平衡失调
酸碱平衡失调的类型 混合性酸碱失调
2. 混合性代谢紊乱
• 代酸+代碱 • AG代酸+高Cl代酸 • 混合性AG代酸 • 混合性高Cl代酸
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酸碱平衡失调 酸碱平衡失调的类型
三重性酸碱紊乱
• 代酸+代碱+呼酸 • 代酸+代碱+呼碱
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常用动脉血气分析指标及意义
▪ 缓冲碱（Buffer bass，BB）： 是血液中一切
具有缓冲作用的碱（负离子）的总和，包括 HCO3-，血红蛋白，血浆蛋白和HPO4-。
▪ 正常值：45~55mmol/L，平均50mmol/L。 ▪ 临床意义：降低提示代谢性酸中毒，升高提示代
谢性碱中毒。
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常用动脉血气分析指标及意义
单纯性酸碱失调
代谢性酸中毒（代酸） 代谢性碱中毒（代碱） 急或慢性呼吸性酸中毒（呼酸） 急或慢性呼吸性碱中毒（呼碱）
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酸碱平衡失调
酸碱平衡失调的类型
混合性酸碱失调 1. 呼吸—代谢紊乱
mmol/L提示代酸。
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常用动脉血气分析指标及意义
▪ 碳酸氢盐（Bicarbonate），包括标准碳酸氢盐
（SB）和实际碳酸氢盐（AB）。
▪ 标 准 碳 酸 氢 盐 （ SB）， 是 动 脉 血 在 3 8 ℃ ，
PaCO2 5.33Kpa （40mmHg），SaO2 100%条件下，所测得的血浆碳酸氢盐（HCO3-） 的含量。
• 呼酸+代酸 • 呼酸+代碱 • 呼碱+代酸 • 呼碱+代碱
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酸碱平衡失调
酸碱平衡失调的类型 混合性酸碱失调
2. 混合性代谢紊乱
• 代酸+代碱 • AG代酸+高Cl代酸 • 混合性AG代酸 • 混合性高Cl代酸
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酸碱平衡失调 酸碱平衡失调的类型
三重性酸碱紊乱
• 代酸+代碱+呼酸 • 代酸+代碱+呼碱
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常用动脉血气分析指标及意义
▪ 缓冲碱（Buffer bass，BB）： 是血液中一切
具有缓冲作用的碱（负离子）的总和，包括 HCO3-，血红蛋白，血浆蛋白和HPO4-。
▪ 正常值：45~55mmol/L，平均50mmol/L。 ▪ 临床意义：降低提示代谢性酸中毒，升高提示代
谢性碱中毒。
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常用动脉血气分析指标及意义
血气分析与酸碱平衡
血气分析与酸碱平衡
血气分析的指标
BE（碱剩余）：正常值±3mmol/L， BE>3mmol/L时为代谢性碱中毒 BE<3mmol/L时为代谢性酸中毒
在标准状态下： 37℃、SaO2 100%、 Pco2 40mmHg，用 酸或碱滴定全血到pH值=7.4时所需的酸或碱的量。
BE不受血液呼吸成分影响，是代谢成分的指标
血气分析与酸碱平衡
血气分析的指标
PaO2 (氧分压) ：正常值80~100mmHg 是反映血液中的物理溶解的氧分压，主要用来诊断是
否有呼吸功能异常（氧合的指标）
SaO2（动脉血氧饱和度）：正常值95~98% 指动脉血与Hb结合的程度，是单位Hb含氧百分数.动
脉血氧饱和度SaO2主要取决于动脉血氧分压PaO2 ，即 PaO2高， SaO2亦较高
血气分析与酸碱平衡
氧分压是维持生命的一个重要因素 氧分压在细胞内把葡萄糖转化成能量和二氧化碳 氧气不足可以导致器官的坏死 大脑如果缺氧： 4-6秒就可以引起脑功能的临时缺失 10-20秒就可以导致患者的昏迷 3-5分钟，就造成不可逆的损伤：如脑坏死
血气分析与酸碱平衡
原发性酸碱平衡紊乱
酸碱平衡与血气分析
血气分析与酸碱平衡
血气分析与酸碱平衡的概念
血气分析与酸碱平衡是反映机体内环境的一个重要指 标，反映机体外呼（肺的呼吸功能）、内呼吸（组织对氧 的利用）的状态。
血气分析 系指对血液中的O2、CO2和pH值的测定，以及由上述三项 所衍生出的有关氧代谢及酸碱平衡的一系列指标的分析。
酸碱平衡 人体为能正常进行生理活动，必须依靠人体的调节功能， 血液的氢离子浓度维持一定的正常范围，使体内酸碱达到动态平衡
代谢性酸中毒 代谢性碱中毒 呼吸性酸中毒 呼吸性碱中毒
血气分析的指标
BE（碱剩余）：正常值±3mmol/L， BE>3mmol/L时为代谢性碱中毒 BE<3mmol/L时为代谢性酸中毒
在标准状态下： 37℃、SaO2 100%、 Pco2 40mmHg，用 酸或碱滴定全血到pH值=7.4时所需的酸或碱的量。
BE不受血液呼吸成分影响，是代谢成分的指标
血气分析与酸碱平衡
血气分析的指标
PaO2 (氧分压) ：正常值80~100mmHg 是反映血液中的物理溶解的氧分压，主要用来诊断是
否有呼吸功能异常（氧合的指标）
SaO2（动脉血氧饱和度）：正常值95~98% 指动脉血与Hb结合的程度，是单位Hb含氧百分数.动
脉血氧饱和度SaO2主要取决于动脉血氧分压PaO2 ，即 PaO2高， SaO2亦较高
血气分析与酸碱平衡
氧分压是维持生命的一个重要因素 氧分压在细胞内把葡萄糖转化成能量和二氧化碳 氧气不足可以导致器官的坏死 大脑如果缺氧： 4-6秒就可以引起脑功能的临时缺失 10-20秒就可以导致患者的昏迷 3-5分钟，就造成不可逆的损伤：如脑坏死
血气分析与酸碱平衡
原发性酸碱平衡紊乱
酸碱平衡与血气分析
血气分析与酸碱平衡
血气分析与酸碱平衡的概念
血气分析与酸碱平衡是反映机体内环境的一个重要指 标，反映机体外呼（肺的呼吸功能）、内呼吸（组织对氧 的利用）的状态。
血气分析 系指对血液中的O2、CO2和pH值的测定，以及由上述三项 所衍生出的有关氧代谢及酸碱平衡的一系列指标的分析。
酸碱平衡 人体为能正常进行生理活动，必须依靠人体的调节功能， 血液的氢离子浓度维持一定的正常范围，使体内酸碱达到动态平衡
代谢性酸中毒 代谢性碱中毒 呼吸性酸中毒 呼吸性碱中毒
血气分析及酸碱平衡
30
原发失衡 呼酸 原发改变 PaCO2↑ 代偿反应 ［ HCO3-］ ↑ 预计代偿公式 急性： △ ［ HCO3-］ =0.07×（ PaCO-40）±1.5 慢性： △ ［ HCO3-］ =0.4× （ PaCO2-40）±3
代偿时限
代偿极限
急性 l/L 42~45mmol/L
是细胞外液主要阴离子。 正常血清浓度为95-106mmol/L.成人每日 氯需要量相当于Nacl约3.5-5g. 当大量丧失胃液时，可使Cl¯ 大量丧失，机 体便通过HCO¯ 3来代偿，以维持体内阴、 阳离子平衡。反之，当血清Cl¯ 升高HCO¯ 3
代偿性减少。
17
(四）、阴离子间隙（AG）
支气管哮喘，癔病、高通气综合正，机械 通气潮气量过大、PTE等。
25
3.代谢性酸中毒： 休克、糖尿病、饥饿性酮症、慢性肝、肾 功能衰竭，重度腹泻，肠瘘等。 4.代谢性碱中毒： 急性胃肠炎，高位肠梗阻，碱性药物过量 等。
26
酸碱平衡失调 酸酸碱平酸1衡失调
酸碱平衡失调的诊断
酸碱平衡的判断主要依据 PH、PCO2、HCO3-三个参 数。
BE正常值为-3~+3 mmol/L。
<-3 mmol/L为代酸， >3mmol/L为代碱。
10
（九）、二氧化碳结合力（CO2-CP） 正常值为22-31mmol/L，反映体内的主 要碱储备。 CO2-CP增高，见于代碱或呼酸， CO2-CP降低，见于代酸或呼碱。
11
以上这些指标中以PaO2、 PaCO2和PH最 为重要，反映呼衰时缺O2、CO2潴留，以及酸
4
(三) .动脉血氧饱和度(SaO2）
4.钠钾氯与酸碱平衡及检验项目
➢超出上述正常范围，机体即处于酸碱平衡紊乱状态，包括 酸中毒（acidosis）或碱中毒（alkalosis）
2020/10/4
28
意义：
血气分析（analysis of blood gas）与酸碱指标测定是临床 急救和监护病人的一组重要生化指标，尤其对呼吸衰竭和酸碱平 衡紊乱病人的诊断治疗起着关键的作用。
内标法标本稀释度大，钠、钾测定与标准元素锂（铯）的测定 同时进行，可减少由于雾化速度、火焰温度波动所引起的误差，其 准确性和精密度均较外标法好，多数实验室采用内标法
2020/10/4
19
2．离子选择电极法
原理：
是当今定量测定钠、钾浓度的量常用的方法，通常选用对 Na+或K+敏感的玻璃膜电极或用缬氨霉素膜制成的K+电极 Na+电极离子交换膜的主要成分是硅酸锂 。
利用血气分析仪可测定出血液氧分压（PO2）、二氧化碳分 压（PCO2）和pH值三个主要项目，并由这三个指标计算出其它 酸碱平衡相关的诊断指标，从而对病人体内酸碱平衡、气体交换及 氧合作用作出比较全面的判断和认识。
评价：
2020/10/4
25
4．离子选择电极法
原理：
ISE法是目前测定Cl-的最好方法。氯电极常用氯化银或硫 化银等物质作为膜性材料制成固态膜电极，与参比电极组 合在一起形成复合电极，并与Na+、K+电极组装在同一台 仪器上，使用较方便，在临床上得到了广泛使用。
2020/10/4
26
【参考范围】
体液中H+浓度，即酸碱度的改变也常与水和电解 质平衡的改变有关。
2020/10/4
8
一、体液中的电解质及其生理功用
（一）体液电解质的分布
2020/10/4
28
意义：
血气分析（analysis of blood gas）与酸碱指标测定是临床 急救和监护病人的一组重要生化指标，尤其对呼吸衰竭和酸碱平 衡紊乱病人的诊断治疗起着关键的作用。
内标法标本稀释度大，钠、钾测定与标准元素锂（铯）的测定 同时进行，可减少由于雾化速度、火焰温度波动所引起的误差，其 准确性和精密度均较外标法好，多数实验室采用内标法
2020/10/4
19
2．离子选择电极法
原理：
是当今定量测定钠、钾浓度的量常用的方法，通常选用对 Na+或K+敏感的玻璃膜电极或用缬氨霉素膜制成的K+电极 Na+电极离子交换膜的主要成分是硅酸锂 。
利用血气分析仪可测定出血液氧分压（PO2）、二氧化碳分 压（PCO2）和pH值三个主要项目，并由这三个指标计算出其它 酸碱平衡相关的诊断指标，从而对病人体内酸碱平衡、气体交换及 氧合作用作出比较全面的判断和认识。
评价：
2020/10/4
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4．离子选择电极法
原理：
ISE法是目前测定Cl-的最好方法。氯电极常用氯化银或硫 化银等物质作为膜性材料制成固态膜电极，与参比电极组 合在一起形成复合电极，并与Na+、K+电极组装在同一台 仪器上，使用较方便，在临床上得到了广泛使用。
2020/10/4
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【参考范围】
体液中H+浓度，即酸碱度的改变也常与水和电解 质平衡的改变有关。
2020/10/4
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一、体液中的电解质及其生理功用
（一）体液电解质的分布
最新第十一章 钠、钾、氯和酸碱平衡检验 - 医学检验系-精品课件
Hg(SCN)2＋2 Cl－
HgCl2＋SCN－
3 SCN－ ＋ Fe3+
Fe(SCN)2
血浆球蛋白增高会产生干扰出现混浊。
第十三页，编辑于星期一：点 三十六分。
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）。
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。
第五页，编辑于星期一：点 三十六分。
（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。
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。
第十页，编辑于星期一：点 三十六分。
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
第二十三页，编辑于星期一：点 三十六分。
（3）影响氧解离曲线的主要因素
pH对氧解离曲线的影响称为Bohe效应。[H+]
、PCO2、2，3-DPG↑，均可使Hb与O2亲和力降 低，P50增大，曲线右移。这样使血液流经组织 时（组织[H+]、PCO2↑），使组织获得的O2比单 纯 PO2↓ 时 更 多 。 在 血 液 流 经 肺 部 时 （ [H+] 、
《生物化学检验》课程教学大纲
《生物化学检验》课程教学大纲课程名称：生物化学检验英文名称：Biochemistry test课程类型：专业课总学时：132学时理论课学时：60学时实验学时：72学时适用对象：医学检验专业课程简介：《生物化学检验》是以健康和疾病时的生物化学过程为研究目的，通过测定组织、体液的成分，揭示疾病变化和药物治疗对机体生物化学过程和组织、体液成分的影响，以提供疾病诊断、病情监测、药物疗效、预后判断和疾病预防有用信息的一门学科。
是医学检验专业的一门专业课程。
通过学习使学生获得医学检验专业高素质的高职高专人才所必需的生物化学检验技术的基本知识和基本技能，为毕业后能在各级各类医疗卫生机构、防疫机构、医学科研等单位从事生化检验工作奠定必要的基础。
一、课程教学目的和任务使学生具备医学检验专业高素质的高职高专人才所必需的生物化学检验技术的基本知识和基本技能，具有一定的自学能力和运用知识分析问题、解决问题的能力。
二、教学基本要求在学习本课程前，学生必须具备化学、生物学、生理学、生物化学的基础知识。
生物化学检验是一门实践性很强的课程，只有理论与实践有机地结合，才是一门完整的课程，理论与实验同步进行。
理论学时数与实验学时数之比为1﹕1.2。
三、教学内容及要求理论教学（一）绪论1. 目的与要求【掌握】生物化学检验的任务。
【熟悉】生物化学检验的研究领域。
【了解】生物化学检验的发展。
2. 内容要点生物化学发展简史、研究内容及与医学的关系。
（二）生物化学检验实验室基本知识1. 目的与要求【掌握】分析试剂的选择与保存；实验方法的分级、标准品分级；实验误差的定义、分类和表示方法；方法评价实验（回收试验和干扰试验）的原理；诊断性能评价的指标。
【熟悉】熟悉纯水的制备方法；实验方法选择的原则和步骤；方法评价的基本内容和步骤；方法评价的指标；参考值和医学决定水平的概念。
【了解】水的纯度检查；方法性能判断的指标；受试者工作曲线的应用和用途。
2. 内容要点实验用纯水的制备和纯度检查；分析试剂的选择、保存及实验试剂的配制；实验方法、标准试剂的分级，实验方法选择的原则和步骤；实验误差的定义、分类和表示方法，方法评价指标与评价实验；诊断性能评价的指标（三）光谱分析技术1. 目的与要求【掌握】光吸收定律；比色分析的基本原理及定性和定量方法。
11钠、钾、氯和酸碱平衡检验(A钠、钾、氯代谢及其检测)
此法具有较好的稳定性，易于自动化，可利用全自动 生化分析仪对钠钾同时测定，适合于急诊及常规检查， 具有很好的发展前景。
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【参考范围】
血清钠 血清钾 尿钠
尿钾
汗液钠 汗液钾
135～145mmol/L 3.5～5.5mmol/L 儿童﹤5.0mmol·kg-1/24h 成人130～260mmol·kg-1/24h 儿童（1.03±0.7）mmol·kg-1/24h 成人50～102mmol·kg-1/24h 10～40mmol/L 5～17mmol/L
3SCN-+Fe3+
评价：略
Fe(SCN)3(橙红色)
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3．电量分析法
原理：
将标本中放置银电极，在不断搅拌的条件下导入恒定电 流，银电极在电压作用下不断产生银离子释放入标本溶液中， 并与Cl-结合生成不溶性的AgCl沉淀。当Cl-全部与Ag+结合 完毕，溶液中就会有游离Ag+出现，使溶液电导明显增加， 仪器的传感器和计时器立即切断电流并计算消耗Cl-所需时间。 通过测定标本中消耗Cl-所需时间，并与标准液所需时间进行 比较，可换算出标本中Cl-的浓度，用mmol/L表示。
13
吸收与排泄：
食物中所含的钾90%在消化道以离子的形式吸收。 由于食物中K+含量很丰富，很少出现K+的缺乏。 K+的排泄主要通过肾脏随尿排出 。每日尿中排K+ 量约占排出总量的80%。肾脏排K+量可根据K+的 摄入量和其它排出途径的排泄情况而变化，但对K+ 的控制能力不如保Na+能力强。
14
（二）钾代谢平衡紊乱
2021届
高中生物竞赛实验辅导课件
生物化学实验
（基础篇）
20
【参考范围】
血清钠 血清钾 尿钠
尿钾
汗液钠 汗液钾
135～145mmol/L 3.5～5.5mmol/L 儿童﹤5.0mmol·kg-1/24h 成人130～260mmol·kg-1/24h 儿童（1.03±0.7）mmol·kg-1/24h 成人50～102mmol·kg-1/24h 10～40mmol/L 5～17mmol/L
3SCN-+Fe3+
评价：略
Fe(SCN)3(橙红色)
23
3．电量分析法
原理：
将标本中放置银电极，在不断搅拌的条件下导入恒定电 流，银电极在电压作用下不断产生银离子释放入标本溶液中， 并与Cl-结合生成不溶性的AgCl沉淀。当Cl-全部与Ag+结合 完毕，溶液中就会有游离Ag+出现，使溶液电导明显增加， 仪器的传感器和计时器立即切断电流并计算消耗Cl-所需时间。 通过测定标本中消耗Cl-所需时间，并与标准液所需时间进行 比较，可换算出标本中Cl-的浓度，用mmol/L表示。
13
吸收与排泄：
食物中所含的钾90%在消化道以离子的形式吸收。 由于食物中K+含量很丰富，很少出现K+的缺乏。 K+的排泄主要通过肾脏随尿排出 。每日尿中排K+ 量约占排出总量的80%。肾脏排K+量可根据K+的 摄入量和其它排出途径的排泄情况而变化，但对K+ 的控制能力不如保Na+能力强。
14
（二）钾代谢平衡紊乱
2021届
高中生物竞赛实验辅导课件
生物化学实验
（基础篇）
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根据Hendersen—Hasselbalch方程（H-H方程）可计算 出血液的pH。
pH=pKa+log HCO3
H 2CO3
【参考范围】动脉血pH 7.35～7.45
13
2．二氧化碳分压
二氧化碳分压（partial pressure of carbon dioxide， PCO2）是 指物理溶解在血液中的CO2所产生的张力。临床上PCO2是呼吸性酸碱中 毒的诊断指标。
TCO2（mmol/L）=[ HCO3-]（mmol/L）+PCO2（mmHg）×0.03
【参考范围】 23－28mmol/L
17
6．实际碳酸氢盐
实际碳酸氢盐（actual bicarbonate，AB）指血浆中 HCO3-的实际浓度。即指未接触空气的血液在37℃时分离的 血浆中HCO3-的含量。
正常型
正常
正常
代偿型
恢复正常
异常
失代偿型
异常
异常
25
1．代谢性酸中毒
造成代谢性酸中毒的常见诱因有： ①各种原因造成的酸性代谢产物在体内积聚，如严重糖尿病
造成的酮症酸中毒。 ②肾功能衰竭造成H+排泄障碍，酸性物质在体内大量积蓄。 ③碱性物质过多丢失，如严重腹泻或结肠炎造成肠液丢失过
多，血液HCO3-浓度降低。
【参考范围】
成年男性 120－160g/L
成年女性 110－150g/L
新生儿 170－200g/L
16
5．二氧化碳总量
二氧化碳总量（total carbon dioxide contentTCO2）指 血浆中各种形式存在的CO2的总含量，其中大部分（95%）是 HCO3-结合形式，少量是物理溶解的CO2（5%），还有极少量 以碳酸、蛋白氨基甲酸酯及CO32-等形式存在。
AG（mmol/L）=Na+－[Cl-+HCO3-]
【参考范围】 AG：8-16 mmol/L
22
四、酸碱平衡紊乱的分类及判断
（一）酸碱平衡紊乱的类型
酸中毒：血浆中[HCO3-]/[H2CO3]比值<20/1，血浆pH则下 降或低于正常值下限7.35。
代谢性酸中毒：由于HCO3-的改变由机体代谢因素变化所致， 将血浆HCO3-水平下降造成的酸中毒
9
（三） CO2的运输
1. CO2从组织进入血液后的变化过程:
组织细胞代谢不断产生CO2，由组织扩散入血浆，其中少 量溶于水中形成H2CO3，绝大部分CO2向红细胞内扩散， 在红细胞内碳酸酐酶（carbonic anhydrase， CA）作用 下与水结合成H2CO3 。另有一部分CO2与Hb结合成氨基 甲酸血红蛋白（HbNHCOOH）。
失代偿性酸中毒和失代偿性碱中毒 ：如果病情严重超出了 机体能够调节的限度，尽管机体已发挥了对酸碱平衡的调节作用， 仍不能使[HCO3-]/[H2CO3]比值恢复到正常范围，pH的变化 超出7.35-7.45的正常值范围
24
表11-2 酸碱中毒的代偿变化
类型 [HCO3-]/[H2CO3]比值 [HCO3-]与[H2CO3]值
氧饱和度（oxygen saturation，SO2）指血液在一定的PO2下， 氧合血红蛋白（HbO2）占全部Hb的百分比，可表示为：
SO2=
HbO2 ×100%
Hb HbO2
=
氧含量 氧容量
×100%
【参考范围】 95%-98%
20
11．肺泡-动脉氧分压差
肺泡-动脉氧分压差（A-aDO2）是指肺泡气氧分压与动 脉血氧分压之间的差值，它是判断肺换气功能的一个指标。
在H—H方程中H2CO3代表了呼吸成分，并直接影响pH值，即：
pH=pKa+log HCO3
PCO2
【参考范围】动脉血PCO2：35－45mmHg（4.67-6.0kPa）
14
3．氧分压
氧分压（partial pressure of oxygen，PO2）是指血浆中 物理溶解的O2所产生的张力。
PO2是缺氧的敏感指标，肺通气和换气功能障碍可造成PO2下 降。动脉血氧分压（PaO2）的正常参考范围为75-100mmHg， 低于55mmHg时，常见于呼吸衰竭，低于30mmHg可危及生 命。
15
4．血红蛋白
血红蛋白（Hb）的主要功能是运输O2和CO2，同时 又是血液中很重要的缓冲物质。Hb可用于BE、SB、 SO2等参数的计算。因此在血气分析时是一个重要参数。
A-aDO2=[（pb10047）×FIO2-PaCO2×R1 ]-PaO2
【参考范围】 儿童期5mmHg（0.66kPa）
青年期8mmHg（1.06kPa）
60-80岁24mmHg （3.2kPa）
21
12．阴离子隙
阴离子隙（anion gap，AG）是根据测定出血清阴离子总数和阳 离子总数的差值计算而出，它表示血清中未测定出的阴离子数。可用 以下公式计算：
6
氧解离曲线（Oxygen dissociation curve）
➢以血氧饱和度对PO2 作图，所得的曲线称为 氧解离曲线。
➢氧解离曲线呈S型具 有重要的生理意义:
7
2.影响氧解离曲线的主要因素
（1）H+浓度和PCO2： Bohr效应：pH对氧解离曲线（或Hb与O2的亲和力）的影 响 PCO2的增加或降低与H+浓度增减的影响完全一致。
5
（二）氧的运输
1．氧的运输与氧解离曲线
血红蛋白(hemoglobin Hb) 对氧的运输： 血浆中PO2的改变会直接影响O2与Hb结合。因此，在
血气分析中，PO2以成为最有意义的指标之一。
血氧饱和度： 血液中HbO2的量与Hb总量（包括Hb和HbO2）之 比
血氧饱和度=HbO2/（Hb+HbO2）
27
4．呼吸性碱中毒
由过度换气引起CO2排出过多、血浆PCO2降低，pH有升高 趋势，这一现象为呼吸性碱中毒。造成过度换气的常见原因包 括癔病、过度哭喊等精神性因素，或中枢神经系统疾病，如脑 炎、脑瘤、脑外伤、颅内手术等。发热、人工机械通气过度也 可造成呼吸性碱中毒。
28
29
（二）酸碱平衡紊乱的判断
第十一章 钠、钾、氯和酸碱平衡检验
1
第二节 酸碱平衡与血气分析
定义：
➢酸碱平衡：机体将体液酸碱度维持在一定的狭小范围内， 称为酸碱平衡。。 ➢超出上述正常范围，机体即处于酸碱平衡紊乱状态，包括 酸中毒（acidosis）或碱中毒（alkalosis）
2
意义：
血气分析（analysis of blood gas）与酸碱指标测定是临床 急救和监护病人的一组重要生化指标，尤其对呼吸衰竭和酸碱平 衡紊乱病人的诊断治疗起着关键的作用。
呼吸性酸中毒 ：H2CO3增多造成的酸中毒。
碱中毒：若[HCO3-]/[H2CO3]比值>20/1，血浆pH则升高 或高于正常值上限7.45。
代谢性碱中毒：HCO3-增多造成的碱中毒 。 呼吸性碱中毒 ： H2CO3减少所造成的碱中毒。
23
代偿性酸中毒或代偿性碱中毒：发生酸碱平衡紊乱后，机体 通过缓冲体系、呼吸及肾脏的调节作用，恢复HCO3-/H2CO3比值 在20/1，血液pH维持在7.35-7.45之间
26
2．呼吸性酸中毒
由于肺部病变，肺排出CO2能力降低，造成CO2在体内潴留， PCO2升高，H2CO3浓度增加，pH下降。临床上常见慢性支气管 炎、肺气肿、其它原因造成的肺、胸廓活动受到限制或气道阻塞 等。
3．代谢性碱中毒
常见原因是由于呕吐造成酸性胃液的大量丢失或治疗溃疡病 时碱性药物服用过多。Cl-大量丢失可导致肾近曲小管对HCO3和Na+重吸收增加，造成低氯性碱中毒。而低钾病人由于肾排 K+保Na+能力减弱，排H+保Na+加强，使肾重吸收入血 NaHCO3增多，导致碱中毒。
这一定律在血气分析仪的标准气体校正及测量方法控 制方面有实用价值。
4
根据Henry定律，在一定温度下某种气体在血液中的溶 解量与其分压呈正比，而且随温度升高其数值减少。气体的溶 解量用溶解度系数(Bunsen coefficient)表示。
定义：
➢溶解度系数：指压力为760mmHg(101kPa)和特定温度时1ml液 体中溶解气体的毫升数。
【参考范围】22－27mmol/L
7．标准碳酸氢盐
标准碳酸氯盐（standard bicarbonate，SB）指在 37℃时用PCO2为40mmHg及PO2为100mmHg的混合气 体平衡后测定的血浆HCO3-的含量。
【参考范围】22－27mmol/L
18
8．缓冲碱
缓冲碱（buffer base ，BB）指全血中具有缓冲作用的 阴离子总和，包括HCO3－，Hb，血浆蛋白及少量的有机酸 盐和无机磷酸盐。
利用血气分析仪可测定出血液氧分压（PO2）、二氧化碳分 压（PCO2）和pH值三个主要项目，并由这三个指标计算出其它 酸碱平衡相关的诊断指标，从而对病人体内酸碱平衡、气体交换及 氧合作用作出比较全面的判断和认识。
3
一、气体在血液中的运输 （一）血液中的气体分压
根据Dalton定律，混合气体的总压强等于各气体分压 强之和(P=ΣPi)。气体分压强可由下式计算： 气体分压强=混合气体总压强×该气体容积百分比
30
【参考范围】全血缓冲碱（BBb）46－52mmol/L 血浆缓冲碱（BBp）40－46mmol/L
9．碱剩余
碱剩余（base excess，BE）是指在37℃和PCO2为 40mmHg时，将1L全血pH调整到7.40所需强酸或强碱的 mmol数。
【参考范围】-2～+3mmol/L
19
10．氧饱和度
CO2的等氢（isohydric）运输
pH=pKa+log HCO3
H 2CO3
【参考范围】动脉血pH 7.35～7.45
13
2．二氧化碳分压
二氧化碳分压（partial pressure of carbon dioxide， PCO2）是 指物理溶解在血液中的CO2所产生的张力。临床上PCO2是呼吸性酸碱中 毒的诊断指标。
TCO2（mmol/L）=[ HCO3-]（mmol/L）+PCO2（mmHg）×0.03
【参考范围】 23－28mmol/L
17
6．实际碳酸氢盐
实际碳酸氢盐（actual bicarbonate，AB）指血浆中 HCO3-的实际浓度。即指未接触空气的血液在37℃时分离的 血浆中HCO3-的含量。
正常型
正常
正常
代偿型
恢复正常
异常
失代偿型
异常
异常
25
1．代谢性酸中毒
造成代谢性酸中毒的常见诱因有： ①各种原因造成的酸性代谢产物在体内积聚，如严重糖尿病
造成的酮症酸中毒。 ②肾功能衰竭造成H+排泄障碍，酸性物质在体内大量积蓄。 ③碱性物质过多丢失，如严重腹泻或结肠炎造成肠液丢失过
多，血液HCO3-浓度降低。
【参考范围】
成年男性 120－160g/L
成年女性 110－150g/L
新生儿 170－200g/L
16
5．二氧化碳总量
二氧化碳总量（total carbon dioxide contentTCO2）指 血浆中各种形式存在的CO2的总含量，其中大部分（95%）是 HCO3-结合形式，少量是物理溶解的CO2（5%），还有极少量 以碳酸、蛋白氨基甲酸酯及CO32-等形式存在。
AG（mmol/L）=Na+－[Cl-+HCO3-]
【参考范围】 AG：8-16 mmol/L
22
四、酸碱平衡紊乱的分类及判断
（一）酸碱平衡紊乱的类型
酸中毒：血浆中[HCO3-]/[H2CO3]比值<20/1，血浆pH则下 降或低于正常值下限7.35。
代谢性酸中毒：由于HCO3-的改变由机体代谢因素变化所致， 将血浆HCO3-水平下降造成的酸中毒
9
（三） CO2的运输
1. CO2从组织进入血液后的变化过程:
组织细胞代谢不断产生CO2，由组织扩散入血浆，其中少 量溶于水中形成H2CO3，绝大部分CO2向红细胞内扩散， 在红细胞内碳酸酐酶（carbonic anhydrase， CA）作用 下与水结合成H2CO3 。另有一部分CO2与Hb结合成氨基 甲酸血红蛋白（HbNHCOOH）。
失代偿性酸中毒和失代偿性碱中毒 ：如果病情严重超出了 机体能够调节的限度，尽管机体已发挥了对酸碱平衡的调节作用， 仍不能使[HCO3-]/[H2CO3]比值恢复到正常范围，pH的变化 超出7.35-7.45的正常值范围
24
表11-2 酸碱中毒的代偿变化
类型 [HCO3-]/[H2CO3]比值 [HCO3-]与[H2CO3]值
氧饱和度（oxygen saturation，SO2）指血液在一定的PO2下， 氧合血红蛋白（HbO2）占全部Hb的百分比，可表示为：
SO2=
HbO2 ×100%
Hb HbO2
=
氧含量 氧容量
×100%
【参考范围】 95%-98%
20
11．肺泡-动脉氧分压差
肺泡-动脉氧分压差（A-aDO2）是指肺泡气氧分压与动 脉血氧分压之间的差值，它是判断肺换气功能的一个指标。
在H—H方程中H2CO3代表了呼吸成分，并直接影响pH值，即：
pH=pKa+log HCO3
PCO2
【参考范围】动脉血PCO2：35－45mmHg（4.67-6.0kPa）
14
3．氧分压
氧分压（partial pressure of oxygen，PO2）是指血浆中 物理溶解的O2所产生的张力。
PO2是缺氧的敏感指标，肺通气和换气功能障碍可造成PO2下 降。动脉血氧分压（PaO2）的正常参考范围为75-100mmHg， 低于55mmHg时，常见于呼吸衰竭，低于30mmHg可危及生 命。
15
4．血红蛋白
血红蛋白（Hb）的主要功能是运输O2和CO2，同时 又是血液中很重要的缓冲物质。Hb可用于BE、SB、 SO2等参数的计算。因此在血气分析时是一个重要参数。
A-aDO2=[（pb10047）×FIO2-PaCO2×R1 ]-PaO2
【参考范围】 儿童期5mmHg（0.66kPa）
青年期8mmHg（1.06kPa）
60-80岁24mmHg （3.2kPa）
21
12．阴离子隙
阴离子隙（anion gap，AG）是根据测定出血清阴离子总数和阳 离子总数的差值计算而出，它表示血清中未测定出的阴离子数。可用 以下公式计算：
6
氧解离曲线（Oxygen dissociation curve）
➢以血氧饱和度对PO2 作图，所得的曲线称为 氧解离曲线。
➢氧解离曲线呈S型具 有重要的生理意义:
7
2.影响氧解离曲线的主要因素
（1）H+浓度和PCO2： Bohr效应：pH对氧解离曲线（或Hb与O2的亲和力）的影 响 PCO2的增加或降低与H+浓度增减的影响完全一致。
5
（二）氧的运输
1．氧的运输与氧解离曲线
血红蛋白(hemoglobin Hb) 对氧的运输： 血浆中PO2的改变会直接影响O2与Hb结合。因此，在
血气分析中，PO2以成为最有意义的指标之一。
血氧饱和度： 血液中HbO2的量与Hb总量（包括Hb和HbO2）之 比
血氧饱和度=HbO2/（Hb+HbO2）
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4．呼吸性碱中毒
由过度换气引起CO2排出过多、血浆PCO2降低，pH有升高 趋势，这一现象为呼吸性碱中毒。造成过度换气的常见原因包 括癔病、过度哭喊等精神性因素，或中枢神经系统疾病，如脑 炎、脑瘤、脑外伤、颅内手术等。发热、人工机械通气过度也 可造成呼吸性碱中毒。
28
29
（二）酸碱平衡紊乱的判断
第十一章 钠、钾、氯和酸碱平衡检验
1
第二节 酸碱平衡与血气分析
定义：
➢酸碱平衡：机体将体液酸碱度维持在一定的狭小范围内， 称为酸碱平衡。。 ➢超出上述正常范围，机体即处于酸碱平衡紊乱状态，包括 酸中毒（acidosis）或碱中毒（alkalosis）
2
意义：
血气分析（analysis of blood gas）与酸碱指标测定是临床 急救和监护病人的一组重要生化指标，尤其对呼吸衰竭和酸碱平 衡紊乱病人的诊断治疗起着关键的作用。
呼吸性酸中毒 ：H2CO3增多造成的酸中毒。
碱中毒：若[HCO3-]/[H2CO3]比值>20/1，血浆pH则升高 或高于正常值上限7.45。
代谢性碱中毒：HCO3-增多造成的碱中毒 。 呼吸性碱中毒 ： H2CO3减少所造成的碱中毒。
23
代偿性酸中毒或代偿性碱中毒：发生酸碱平衡紊乱后，机体 通过缓冲体系、呼吸及肾脏的调节作用，恢复HCO3-/H2CO3比值 在20/1，血液pH维持在7.35-7.45之间
26
2．呼吸性酸中毒
由于肺部病变，肺排出CO2能力降低，造成CO2在体内潴留， PCO2升高，H2CO3浓度增加，pH下降。临床上常见慢性支气管 炎、肺气肿、其它原因造成的肺、胸廓活动受到限制或气道阻塞 等。
3．代谢性碱中毒
常见原因是由于呕吐造成酸性胃液的大量丢失或治疗溃疡病 时碱性药物服用过多。Cl-大量丢失可导致肾近曲小管对HCO3和Na+重吸收增加，造成低氯性碱中毒。而低钾病人由于肾排 K+保Na+能力减弱，排H+保Na+加强，使肾重吸收入血 NaHCO3增多，导致碱中毒。
这一定律在血气分析仪的标准气体校正及测量方法控 制方面有实用价值。
4
根据Henry定律，在一定温度下某种气体在血液中的溶 解量与其分压呈正比，而且随温度升高其数值减少。气体的溶 解量用溶解度系数(Bunsen coefficient)表示。
定义：
➢溶解度系数：指压力为760mmHg(101kPa)和特定温度时1ml液 体中溶解气体的毫升数。
【参考范围】22－27mmol/L
7．标准碳酸氢盐
标准碳酸氯盐（standard bicarbonate，SB）指在 37℃时用PCO2为40mmHg及PO2为100mmHg的混合气 体平衡后测定的血浆HCO3-的含量。
【参考范围】22－27mmol/L
18
8．缓冲碱
缓冲碱（buffer base ，BB）指全血中具有缓冲作用的 阴离子总和，包括HCO3－，Hb，血浆蛋白及少量的有机酸 盐和无机磷酸盐。
利用血气分析仪可测定出血液氧分压（PO2）、二氧化碳分 压（PCO2）和pH值三个主要项目，并由这三个指标计算出其它 酸碱平衡相关的诊断指标，从而对病人体内酸碱平衡、气体交换及 氧合作用作出比较全面的判断和认识。
3
一、气体在血液中的运输 （一）血液中的气体分压
根据Dalton定律，混合气体的总压强等于各气体分压 强之和(P=ΣPi)。气体分压强可由下式计算： 气体分压强=混合气体总压强×该气体容积百分比
30
【参考范围】全血缓冲碱（BBb）46－52mmol/L 血浆缓冲碱（BBp）40－46mmol/L
9．碱剩余
碱剩余（base excess，BE）是指在37℃和PCO2为 40mmHg时，将1L全血pH调整到7.40所需强酸或强碱的 mmol数。
【参考范围】-2～+3mmol/L
19
10．氧饱和度
CO2的等氢（isohydric）运输