航創電解質分析儀

深圳航創電解質分析儀是由深圳市航創醫療設備有限公司研發、生產，於1997年10月份在國內首家推出了國內第一台能同時檢測鉀、鈉、氯、鈣、二氧化碳的電解質分析儀，其中全自動電解質分析儀獲得了兩項國家級專利。

基本介紹

• 中文名：航創電解質分析儀
• 研發：深圳市航創醫療設備有限公司
• 時間：1997年10月
• 用途：臨床檢驗

儀器簡介

擁有完全自主智慧財產權，其技術先進，性能穩定，測值準確可靠等優點領先國內同類產品，優於國外產品，樹立了國內醫療器械檢驗類設備自主研發、創新的民族品牌。

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儀器用途

深圳航創電解質分析儀在臨床檢驗中是必不可缺的，在臨床中它主要測試維持人體血液。體液中滲透壓的平衡，在手術，燒傷，腹瀉，急性心梗等需要大量均衡補液的病人中，離子的測試和檢測很重要。該儀器精密度和準確度高，對任何樣品所測的結果精確、可靠、速度快、且操作本分簡單。所以，離子檢測是各級醫院的必備通用設備。

深圳航創電解質分析儀是採用先進的離子選擇電極測量技術來實現精確檢測。該儀器上有六種電極：鈉、鉀、氯、離子鈣、PH和參比電極，它可直接測量全血、血清、血漿和尿液（稀釋）、透析液和水化液中的K、Na、Ca、pH、Cl、Tco2值，通過檢測一個精確的已知離子濃度的標準溶液獲得定標曲線，從而檢測樣本中的離子濃度。

儀器創新升級

航創電解質分析儀採用目前嵌入式處理器市場上的新寵—ARM架構的高性能嵌入式處理器，該處理器較之8086、8088等x86架構的(馮諾曼架構)處理器，有了本質的提升和飛越。在專業領域內的套用上，有了諸多優越的性能和特點。

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此次深圳航創電解質分析儀的升級，將在原來產品諸多優秀改進的基礎上，給核心器件方面質的提高。此次在硬體方面的擴展和最佳化設計將使儀器的功能擴展,控制能力，以及數據處理和人機互動方面的可擴展性大增，尤其在對LIS、HIS系統方面的協定層支持上將會有更多可擴展，具有可進一步升級的優勢。

硬體方面，採用了快速高性能處理器，預設USB、RS232接口，傳輸速率大幅提高，未來的發展中將陸續支持類似物聯網式的通信節點的接口。可擴展式互動控制。儀器配套的PC桌面軟體，可以實現輕鬆的數據管理和報告的後期處理。並為後期的升級和雙向互動提供了物理實現的可能性。

ARM架構較之x86架構的優異

ARM架構（過去稱作進階精簡指令集機器（Advanced RISC Machine），更早稱作Acorn RISC Machine）是一個32位元精簡指令集（RISC） 中央處理器（processor）架構，其核心採用哈佛結構,且廣泛地使用在許多嵌入式系統（embedded）設計。

ARM架構的處理器在嵌入式處理器市場 ,占了約75%的比例，由此使它成為占全世界最多數的32位元架構之一。

哈佛結構是一種將程式指令存儲和數據存儲分開的存儲器結構。哈佛結構是一種並行體系結構，它的主要特點是將程式和數據存儲在不同的存儲空間中，即程式存儲器和數據存儲器是兩個獨立的存儲器，每個存儲器獨立編址、獨立訪問。與兩個存儲器相對應的是系統的4條匯流排：程式的數據匯流排與地址匯流排，數據的數據匯流排與地址匯流排。這種分離的程式匯流排和數據匯流排可允許在一個機器周期內同時獲得指令字（來自程式存儲器）和運算元（來自數據存儲器），從而提高了執行速度，提高了數據的吞吐率。程式指令存儲和數據存儲分開，可以使指令和數據有不同的數據寬度。哈佛結構的計算機由CPU、程式存儲器和數據存儲器組成，程式存儲器和數據存儲器採用不同的匯流排，從而提供了較大的存儲器頻寬，使數據的移動和交換更加方便，尤其提供了較高的數位訊號處理性能。

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X86架構的嵌入式處理器以INTEL早期的8086、8088等為代表，雖然在通用處理器上的套用較為出名，但在嵌入式處理器領域，卻不及哈佛結構高效。

哈佛結構與馮·諾曼結構處理器相比，有兩個明顯的特點：哈佛結構使用兩個獨立的存儲器模組，分別存儲指令和數據，每個存儲模組都不允許指令和數據並存；使用獨立的兩條匯流排，分別作為CPU與每個存儲器之間的專用通信路徑，而這兩條匯流排之間毫無關聯。而馮諾曼結構處理器指令和數據共享同一匯流排，使得信息流的傳輸成為限制處理器速度和數據吞吐量的瓶頸，難以提高處理器的速度。

電解質分析儀臨床意義

K+ [正常參考值]：3.6-5.5mmol/L

鉀（K+）是細胞內液最主要的陽離子,在細胞間起最初的緩衝作用.90%的鉀離子在細胞內,損壞的細胞會釋放鉀離子到血液中.鉀在神經傳導,肌肉功能,保持酸鹼平衡和滲透壓方面起著重要的作用.高鉀值出現在少尿症,貧血,排尿障礙,腎炎或休克引起的腎功能不全,代謝性或呼吸性算毒症,帶H離子和K離交換的腎管酸毒症,以及溶血症.低鉀症往往是鉀的過度流失,常見於:腹瀉或嘔吐,鉀攝入不足, 吸收不良,嚴重的燒傷和醛固酮分泌的增加.鉀值的高低會引起肌肉應激性變化,呼吸作用變化,以及心肌功能的變化.獲得鉀值常常用來在診斷和治療以下情況時監測電解質的平衡,如臨床注射,休克,心臟或循環功能不全,酸鹼平衡,每日療法,各種腎臟疾病,腹瀉,腎上腺皮質功能過剩和不足,以及其它涉及電解質平衡的疾病.

[臨床意義]

增高

見於腎功能衰竭、腎上腺皮質機能減退症、休克、組織擠壓傷、低醛固酮血症、重度溶血、口服或注射含鉀液過多等。

減低

見於腎上腺皮質機能亢進、嚴重嘔吐、腹瀉、服用利尿劑和胰島素、鋇鹽中毒、代謝性鹼中毒、低鉀飲食等。

Na+ [正常參考值]：135-145mmol/L

鈉（Na+）是細胞外液中最主要的陽離子. 其對人體的主要功能是通過化學作用維護滲透壓和酸鹼平衡以及傳遞神經衝動. 鈉離子的功能是調節細胞膜內外的電位差以維護神經元興奮傳導.鈉還作為因子參與一些酶催化反應.人體一直維持基本平衡,即便病理情況下一些細微的變化也會察覺.鈉值低即低鈉症,通常反映了體液相對體內總鈉量過剩.鈉水平的減少與以下相關:低鈉流入;由於嘔吐或腹瀉造成鈉流失,並補充充足的水分和不充足的鹽,每日使用不當,或缺鹽型腎病;滲透多尿,代謝性酸毒症;腎上腺皮質不足; 先天性腎上腺增生; 因水腫,心功能不全,肝功能不全,甲狀腺機能減退引起的稀釋.高鈉值是水分的流失超過鹽分的流失,例如大量得出汗,呼吸過度,劇烈的嘔吐或腹瀉,糖尿病或糖尿病性酸毒症; 醛固酮症,CUSHING綜合引起的腎臟鈉存量增加;因昏迷或中樞疾病造成水攝入不足; 脫水;或過度的鹼治療.獲得鈉值通常用來診斷或檢測以下:所有的水平衡紊亂,臨床注射,嘔吐,腹瀉,燒傷,心功能抯和肝功能不全,中樞或腎原來性糖尿病, 內分泌紊亂和原發性或繼發性腎上腺皮質不足,或其它涉及電解質平衡的疾病.

[臨床意義]

增高

見於垂體前葉腫瘤、腎上腺皮質機能亢進、嚴重脫水、中樞性尿崩症、過多輸入含鈉鹽溶液、腦外傷、腦血管意外等。

減低

見於糖尿病、腎上腺皮質機能不全、消化液丟失過多(如嘔吐、腹瀉)、嚴重腎盂腎炎、腎小管嚴重損害、套用利尿劑大量出汗、大面積燒傷、尿毒症的多尿期等。

Cl - [正常參考值]：96～108mmol/L

氯（Cl- ）是存在於細胞外的最主要的陰離子.通過它影響了細胞的滲透壓.在監測酸鹼平衡和水平衡中也起重要作用.在代謝性酸毒症中,當碳酸氫鹽濃度下降時氯離子濃度會反向上升.氯降低發生在嚴重的嘔吐,嚴重的腹瀉,潰瘍性結腸炎,幽門阻塞,嚴重燒傷,中暑,糖尿病酸毒症.Addison氏病,發燒, 象肺炎那樣的急性感染,等.氯上升發生在脫水,Cushing綜合症,換氣過度,驚厥,貧血,心功能不全,等.離子鈣血液中鈣作為自由鈣離子(50%)在蛋白質,大部分清蛋白(40%)和10%局限於如碳酸化,磷酸鹽化和乳酸鹽化陰離子.但是,僅離子鈣能被在身體使用,如肌肉收縮,心臟的功能,傳送神經衝動和血凝這樣的重要過程.AVL 9180分析儀測量總鈣的離子部分.診斷例如胰腺炎和甲狀旁腺功能亢進,與總鈣相比,離子鈣是一更好的指標.

[臨床意義]

增高

氯化物攝入過多，腎衰少尿期，換氣過度，鹼中毒，尿路阻塞等。

減低

稀釋性低鈉血症，長期套用利尿劑、脫水劑，重症糖尿病，劇烈嘔吐或腹瀉，腎衰多尿期等。

nCa+ [正常參考值]：嬰兒 2.5～3.0mmol/L 成年 2.1～2.55mmol/L

鈣（nCa+ ）高血鈣可以有各種各樣的不良表現,鈣值測量可以被生化學家作標記用.通常,在檢測惡性腫瘤時,離子鈣或總鈣都有同樣的作用,離子鈣可能更敏感一些.高鈣血症常常發生在酸鹼調節和蛋白\白蛋白流失異常的危急病人中,通過檢測離子鈣可以很清晰有效地監視鈣的狀況.患腎臟血管球疾病的腎病患者通常會引起鈣, 磷酸鹽, 白蛋白,鎂離子和PH的濃度異常.因為這些情況會改變總鈣中離子鈣的獨立性,因此監測離子鈣成為精確監護腎病患者鈣狀態的首選方法.(見附註3)離子鈣對以下的診斷或監護有著重要意義:高血壓控制,甲狀旁腺,腎臟疾病,鈣攝入不足,維生素監護,透析病人,癌症, 胰腺病,利尿劑作用,營養失調,腎結石,多發粘液瘤病,糖尿病等.

[臨床意義]

增高

甲狀旁腺功能亢進(增生、腺瘤、腺癌、第三性)，多發性骨髓瘤，急性溶骨性病變，骨腫瘤，尿毒症，阿狄森病，柯興綜合徵，肢端肥大症，維生素D中毒，非溶骨性惡性腫瘤，特發性高鈣血症等。

Ca+離子鈣 　[正常參考值]：臍血 1.30～1.46mmol/L 全血 新生兒 1.08～1.18mmol/L;成人 1.12～1.23mmol/L ;>60歲 1.13～1.30mmol/L

減低

甲狀旁腺功能減低，維生素D缺乏，嬰兒手足搐搦症，腎衰，脂痢，急性胰腺炎，阻塞性黃疸，長期禁食，靜脈內高營養療法等。

尿液電解質

電解質存在於人體,也從每日的食物中攝取,通過腎臟系統排泄到尿液中,這是一自然循環.從排泄物尿液中檢測電解質,可以了解腎臟的狀況和其它的病理狀況等重要信息.檢測可以從任意尿液樣本中,也可從24小時收集的尿液樣本作定量檢測.每天排泄的電解質量可以通過檢測一天尿液中排泄濃度的增加量(mmol/L)來獲得.

透析電解質

在透析器中，動脈血和透析液在透析膜的兩邊進行透析。透析膜會防止蛋白質和紅細胞的擴散.因為血液和透析液的成分不同,膜兩邊會產生壓力梯度,小分子就可以通過膜進行瀰漫.這種方法可以有效的濾除那些因腎功能低下而不能排泄的尿素,尿酸等物質.當血液和透析液中的電解質濃度有顯著差異時,電解質就會從濃度高處理向低的彌散,如從血液向透析液擴散,或相反.) 透析中電解質的透析對臨床醫生有著非常重要的意義，

例如：

* 為了維持透析前，透析時，透析後的電解質平衡，及時識別偏差，也可以及早糾正.。

* 控制透析液中電解質的濃度。一般混合定量的蒸餾水和適當濃度的物質來用。

儀器工作原理

航創電解質分析儀是採用離子選擇電極測量法來實現精確檢測的。儀器上有六種電極：鉀、鈉、氯、離子鈣、PH和參比電極。每個電極都有一離子選擇膜，會與被測樣本中相應的離子產生反應，膜是一離子交換器，與離子電荷發生反應而改變了膜電勢，就可檢測液樣本和膜間的電勢。膜兩邊被檢測的兩個電勢差值會產生電流，樣本,參考電極，參考電極液構成“迴路”一邊，膜,內部電極液,內部電極為另一邊。

內部電極液和樣本間的離子濃度差會在工作電極的膜兩邊產生電化學電壓,電壓通過高傳導性的內部電極引到到放大器,參考電極同樣引到放大器的地點.通過檢測一個精確的已知離子濃度的標準溶液獲得定標曲線,從而檢測樣本中的離子濃度.

溶液中被測離子接觸電極時,在離子選擇電極基質的含水層內發生離子遷移.遷移的離子的電荷改變存在著電勢,因而使膜面間的電位發生變化,在測量電極與參比電極間產生一個電位差.

一般常用電極結構:

鈉電極特點：鈉電極是一種玻璃毛細管電極用來測定液體樣本中的鈉離子濃度。

主要結構：

電極套：透明塑膠。

測量毛細管：鈉敏感玻璃。

電極室 ：密封的，內充滿鈉電極液。

電極芯：Ag、Agcl

鉀電極特點：鉀電極是一種膜電板，也是用來測量樣本中的鉀離子濃度。

主要結構：

電極套：透明塑膠。

測量毛細管：鉀離子敏感膜。

電極室：密封的，內充滿K+液。

電極芯：Ag/Agcl

氯電極特點：氯電極也是一種膜電極，用來測量樣本中的Cl離子濃度。

主要結構： 電極套：透明塑膠。

測量毛細管：Cl離子敏感膜。

電極室：密封的且充有Cl-液。

電極芯：Ag/Agcl

參比電極特點：參比電極是連線樣本和信號地的一個裝置。

主要結構： 參比電極由兩部分組成： 參比電極套和參比電極芯。參比電極套中的參比液在以參比電極芯與樣本之間形成一個鹽橋，每次測量開始時，參比液被注入參比電極套中，同時有一小部分參比液由玻璃毛細管中滲入測量室 ，從而在樣本和參比電極芯之間形成鹽橋，參比電極芯在電信號地和參比液之間形成迴路。

測量過程：離子選擇式電極，電極內含有已知離子濃度的電極液，通過離子選擇電極膜與樣本中相應離子相互滲透，從而在膜的兩邊產生膜電位，樣本中離子濃度不用，產生的電位信號的大小也不同，通過測量電位信號大小就可以測知樣本中離子的濃度。

電極內液與樣本之間的離子濃度差使電極膜產生電化學電位，這個電位可由電極取出，輸往放大器的輸入端，放大器的另一個輸入端與參比電極連線並接地，電極電壓可進一步放大。形成電壓差，決定著被測樣本的離子濃度。

3、研究過程

電極溶液中被測離子接觸電極時，在離子選擇電極膜基質的含水層內發生離子遷移。遷移離子的電荷改變存在著電勢，因而使膜面間的電位發生變化；在測量電極與參比電極間產生一個電位差。理想的離子選擇性電極對溶液中所要測定的離子產生的電位差，應符合能斯特（Nernst）方程：

E=E0+ log10a(x)

E：測得的電位

E0：標準電極電位（常數）

R：氣體常數

T：絕對溫度

Z：離子價

F：法拉第常數

a(x)：離子的活度

可見測得的電極電位和“X”離子的活度的對數成比例，當活度係數保持恆定時，電極電位與離子濃度（C）的對數也成比例，以此來求出溶液中離子的活度或濃度。

生產鈉鉀氯離子電極分析儀的廠家很多，但所用的電極基本相同，鈉多採用矽酸鋰鋁玻璃電極膜製成，壽命較長，鉀電極多採用結頁氨黴素膜製成。

離子選擇性電極分析儀內的主要組成部分K+、Na+、Cl-電極都有規定的壽命，需要定期更換。一般情況下，經多次保養電極，且保證管道暢通，多次定標仍不能通過的電極，就需更換此電極。

觀察這些極損的電極，發現其報損的原因是電極內的電極液面低於銀針面。在測量樣本時，測得的電位差無法通過銀針傳送給參比電極，以做下一步的放大及測定。