血气分析仪

伏安型传感器----主要是PO2 电极
一般的血气分析仪使用四支电极： pH 电极 PCO2 电极 PO2 电极 pH 参比电极。
1．pH电极和pH参比电极
血气分析仪使用毛细管pH玻璃电极和甘汞
电极测量溶液的酸碱度。
液体界面 PH敏感玻璃膜 液体界面
甘汞 电极
饱和 KCl 血液
PBS
Ag/AgCl 电极
人体血气酸碱生理指标常用参数
正常生理指标 pH pCO2 pO2 7.35 ~ 7.45 4.655 ~ 5.985kPa (均值5.32 kPa) 10.64 ~ 13.3 kPa 男 Hb
120~160g.L-1 110~150g.L-1
非正常生理指标 <7.35 酸血症 >7.45 碱血症
<4.655 kPa
2．PCO2电极
PCO2电极是根据J.Severinghaus原理设计 的，故也称为“Severinghaus”电极。
玻璃电极壁
NaHCO3外缓冲溶液 内电极Ag/AgCl “O”形圈 尼龙网
电极外套
PBS缓冲液 参比电极Ag/AgCl PH敏感玻璃膜
PCO2 测量系统示意图
PCO2电极的基本组成部分----玻璃电极。 pH敏感的薄层玻璃膜----厚约0.1mm 电极内充溶液----含有KCl的磷酸盐缓冲液， 其中浸有杆状Ag/AgCl电极 内参比电极----环状Ag/AgCl电极，位于玻璃 电极杆的近侧端。 玻璃电极与参比电极外面充满PCO2电极外 缓冲液，它的pH值随血液的PCO2而改变。 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 证有一薄层电极溶液间隔。
放大器
PH7.38
pH 测量系统示意图
Ag/AgCl
气泡
缓冲液
PH敏感玻璃膜
循环水
入口 出口
吸收泵
甘汞电极
屏蔽电线 玻璃电极
饱和KCl
连接管
恒温水浴
聚乙烯管
毛细管玻璃pH电极与甘汞电极结构示意图 此种电极的标本用量为2l，pH测定范围为 010。
罗氏公司使用的参比电极
1958年使用 的第一个三 功能血气分 析仪及其电 极。
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前置放大
温度控制 管路 系统
输出显示
微机
打印输出
键盘
血气分析仪的工作原理图




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。 测量毛细管的管壁上开有四个孔，孔内分别插有pH、 PCO2和PO2三支测量电极和一支pH参比电极。其中， pH和pH参比电极共同组成对pH的测量系统。 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、模数转换后送到微处理机。 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。
主要内容

血气分析仪的原理
Pco2分压电极的工作原理 P02分压电极的工作原理

血气分析仪的结构
血气分析仪

血气分析仪（blood gas analyzer）是利用 电极对人全血中的酸碱度（pH）、二氧化碳 分压（PCO2）和氧分压（PO2）进行测定 的仪器。
根据所测得的pH、PCO2、PO2参数及输 入的血红蛋白值，血气分析仪可进行计算而 求出血液中的其它参数，如： 实际碳酸氢根浓度（AB） 标准碳酸氢根浓度（SB） 血液缓冲碱（BB） 血浆二氧化碳总量（T-CO2） 血液碱剩余（BEblood） 细胞外液碱剩余（BEECF） 血氧饱和度（SO2）
PO2 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。
目前用得最多的氧电极是电解式的 Clark氧电极，Clark氧电极是由铂阴极、 Ag/AgCl阳极、KCl电解质和透气膜所构成。
低碳酸血症 <7.3 kPa 呼吸衰竭
>5.985 kPa
高碳酸血症 <4 kPa 有生命危险
女
血气分析仪的工作原理

血气分析仪种类型号很多，其基本结构均可 分为三大部分：
电极系统 管路系统 电路系统
参比电极
测
量 管
样 品 室
pH电极 PCO2电极 PO2电极
前置放大
放大 反对数放大 放大
模 数 转 换
每种电极都要有两种标准物质来进行定 标，以便确定建立工作曲线最少需要的两个 工作点。
定 pH系统：
标
使用7.383和6.840两种标准缓冲液进行定标。
氧和二氧化碳系统：
用两种混合气体来进行定标。 5％ CO2和12％ O2
10％ CO2
二、仪器结构 （一）电极系统
电极是血气分析仪的电化学传感器。 电化学传感器主要包括两大类： 离子极----主要有K+、Na+、Li+、Ca2+、 Cl-、pH和pCO2 电极
3．PO2电极
PO2 电极是一种气敏电极。O2 渗透膜用约 20m的聚丙烯膜或聚四氟乙烯膜，也有用聚乙 烯、聚酯作电极膜。
玻璃柱
铂丝阴极 = -0.65V 阳极Ag/AgCl = 0.0V “O”型圈 磨砂玻璃表面 O2渗透膜（聚丙烯膜）
电极外套 磷酸盐缓冲液
PO2电极测量系统示意图
氧分压（PO2）电极的工作原理
渗透膜 ---聚四氟乙烯膜、聚丙烯膜或硅橡胶膜 作用原理：它将测量室内的血液与玻璃电极及 其外面的HCO3-溶液分隔开，血液与玻璃电极及 其外面的HCO3-溶液分隔开，只允许血液样品中 CO2分子通过，让其溶解、水化，并建立电离 平衡，使溶液中氢离子（H+）增加，因而使膜 内溶液pH值下降。由二氧化碳分压电极的工作 原理可知，待测溶液中pH值的变化与lgPCO2有 线性关系。由pH电极测得pH值的变化量，经反 对数放大器转换为PCO2，再用数字显示。
测量室必须是一个恒温系统。通常测量 室的温度被恒定在37℃±0.1℃。 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
一套比较复杂的管路系统以及配合管路工作
的泵体和电磁阀。
泵和电磁阀的转、停、开、闭、温度的
高低；定标气及定标液的有、无、供、停
等，均由微机进行控制或监测。
血气分析方法是一种相对测量方法。在 测量样品之前，需用标准液及标准气体确定 pH、PCO2和PO2三套电极的工作曲线。 通常把确定电极系统工作曲线的过程叫 做定标或校准（Calibration）。