碳酸氢根测定

名 称 碳 酸 氢 根 测 定 英 文 名 bicarbonate radical detection 别 名 概 述 体 液 中 电 解 质 具 有 维 持 体 液 渗 透 压 保 持 体 内 液 体 正 常 分 布 的 作 用, 其 中 主 要 阳 离 子 有 钠 (Na + ) 钾 (K + ) 钙 (Ca 2+ ) 和 镁 (Mg 2+ ), 主 要 阴 离 子 包 括 氯 离 子 (C1 ) 碳 酸 氢 根 (HCO 3 ) 磷 酸 根 (HPO 2 4,H 2 P0 4 ) 硫 酸 根 (SO 2 4 ) 以 及 有 机 阴 离 子 ( 如 乳 酸 蛋 白 质 )( 表 1) 原 理 各 部 分 体 液 中 阳 离 子 当 量 总 数 和 阴 离 子 当 量 总 数 相 等, 保 持 电 中 性 阴 离 子 常 随 阳 离 子 总 量 的 改 变 而 变 化, 而 某 一 种 阴 离 子 的 减 少 会 使 另 一 种 阴 离 子 增 加 来 维 持 电 中 性 由 表 1 可 见, 体 液 中 的 主 要 电 解 质 在 细 胞 内 外 液 分 布 明 显 不 均 细 胞 外 液 的 阳 离 子 主 要 是 Na +, 阴 离 子 主 要 是 C1, 其 次 是 HCO 3 细 胞 内 液 的 阳 离 子 主 要 是 K +, 其 次 是 Mg 2+, 阴 离 子 以 有 机 磷 酸 根 (HPO 4 2) 和 蛋 白 质 为 主 同 位 素 标 记 实 验 证 明,Na + 可 通 过 主 动 转 运 机 制, 即 依 赖 于 细 胞 膜 上 的 钠 钾 泵 将 Na + 从 细 胞 内 泵 出 到 细 胞 外, 同 时 将 细 胞 外 的 K + 收 回 到 细 胞 内 体 液 中 细 胞 外 液 的 Na + 浓 度 高 于 细 胞 内 液, 细 胞 内 液 的 K + 浓 度 高 于 细 胞 外 液 因 此, 钠 钾 泵 在 维 持 细 胞 内 外 液 电 解 质 的 平 衡 起 着 重 要 的 作 用 试 剂 操 作 方 法 目 前 临 床 上 采 用 滴 定 法 速 率 法 电 极 法 来 测 定 血 浆 碳 酸 氢 根

1. 滴 定 法 血 浆 ( 清 ) 中 加 入 过 量 的 标 准 盐 酸 溶 液, 使 盐 酸 与 HC0 3 反 应, 释 放 出 C0 2, 然 后 以 标 准 的 氢 氧 化 钠 溶 液 滴 定 剩 余 的 盐 酸, 以 氢 氧 化 钠 的 消 耗 量 计 算 出 血 浆 HC0 3 含 量 以 酚 红 为 指 示 剂, 原 血 浆 ( 清 ) 的 ph 值 为 滴 定 的 终 点 本 法 测 定 结 果 中, 包 括 了 血 浆 中 的 C0 3 2 和 氨 基 甲 酸 的 CO 2, 因 这 两 者 含 量 与 HC0 3 相 比 很 少, 故 以 HC0 3 表 示 之 采 用 手 工 操 作, 操 作 人 员 熟 悉 程 度 和 判 断 终 点 的 经 验 在 一 定 程 度 上 影 响 结 果 2. 速 率 法 血 浆 ( 清 ) 中 的 碳 酸 氢 根 在 磷 酸 烯 醇 式 丙 酮 酸 羧 化 酶 (PEPC) 的 催 化 下 和 磷 酸 烯 醇 式 丙 酮 酸 (PEP) 反 应, 生 成 草 酰 乙 酸 和 磷 酸 草 酰 乙 酸 和 苹 果 酸 脱 氢 酶 (MDH) 反 应, 生 成 苹 果 酸, 同 时 将 NADH 氧 化 成 NAD +, 在 340nm 处 吸 光 度 的 降 低 与 样 品 中 HC0 3 含 量 成 正 比 本 法 有 两 种 改 变 方 法 : 一 种 选 用 380nm 波 长 测 定, 因 NADH 在 380nm 摩 尔 消 光 系 数 要 低 于 340nm, 故 采 用 加 大 反 应 底 物 PEP 和 NADH 浓 度 的 办 法, 但 试 剂 较 昂 贵 ; 另 一 种 是 加 入 竞 争 性 抑 制 剂 Na 2 HP0 4 以 提 高 PEPC 对 HC0 3 的 米 氏 常 数, 采 用 两 点 法 测 定, 线 性 范 围 增 大, 且 不 需 做 样 品 和 试 剂 空 白 准 化 本 法 线 性 范 围 5~40mmol/L, 且 干 扰 较 少, 试 剂 已 商 品 化, 操 作 过 程 也 可 标 3. 电 极 法 电 极 法 测 定 的 是 TCO 2,TCO 2 在 血 清 或 血 浆 中 主 要 溶 解 的 CO 2 (3%) 血 浆 蛋 白 的 氨 基 酰 衍 生 物 (33%) 和 碳 酸 氢 根 离 子 (64%) 形 式 存 在, 其 他 还 有 少 量 的 碳 酸 和 碳 酸 根 离 子 电 极 法 测 定 TC0 2 的 原 理 分 为 两 类 : (1)CO 2 酸 性 释 放 液 与 血 浆 ( 清 ) 中 各 种 形 式 的 CO 2 充 分 混 合 反 应, 使 其 转 变 为 气 态 CO 2, 后 者 通 过 CO 2 通 透 膜 而 改 变 电 极 内 充 液 ph 通 过 ph 电 极 测 出 电 极 内 充 液 ph 的 变 化, 从 而 反 映 出 血 清 中 总 CO 2 的 含 量 (2) 用 ph>8.5 的 缓 冲 液 稀 释 血 浆 ( 清 ), 使 样 品 中 HCO 3 等 所 有 含 CO 2 的 成 分 2 2 都 转 变 成 CO 3 离 子, 再 用 CO 3 电 极 来 测 定

电 极 法 具 有 快 速 准 确 标 本 用 量 少 适 合 急 诊 检 验 等 优 点, 并 且 不 容 易 受 胆 红 素 甘 油 三 酯 血 红 蛋 白 的 干 扰 4. 化 学 比 色 法 它 是 根 据 酚 红 的 显 色 特 点 CO 2 的 理 化 特 性 和 血 气 分 析 仪 测 定 HCO 3 的 原 理 建 立 的 一 种 方 法 检 测 试 剂 包 括 试 剂 Ⅰ 和 试 剂 Ⅱ, 试 剂 Ⅰ 主 要 由 磷 酸 盐 氯 化 钠 盐 酸 表 面 活 性 剂 等 组 成, 试 剂 Ⅱ 主 要 由 酚 红 CO 2 吸 附 剂 防 腐 剂 等 组 成 血 清 ph 值 取 决 于 [HCO 3 ]/[PCO 2 ] 的 浓 度 比 值, 当 血 清 与 试 剂 Ⅰ 混 合, 经 搅 拌 和 孵 育 后, 逸 出 部 分 CO 2 ; 试 剂 中 Ⅱ CO 2 的 吸 附 剂 使 血 清 中 剩 余 的 CO 2 降 至 0.44kPa 左 右, 与 空 气 中 的 CO 2 分 压 保 持 相 对 平 衡 而 稳 定 在 一 个 低 水 平 上, 此 时 [HCO 3 ] 与 ph 值 成 正 比 采 用 酚 红 显 色, 在 558nm 处 吸 光 度 与 血 清 [HCO 3 ] 成 直 线 关 系, 与 同 样 处 理 的 标 准 液 进 行 比 色, 即 可 求 出 HCO 3 的 含 量 本 法 所 用 指 示 剂 酚 红 是 弱 有 机 酸, 酸 性 分 子 (HIn) 呈 黄 色, 碱 性 离 子 (In ) 呈 红 色,HH 方 程 式 为 ph= PKIn+log[In ]/[HIn] 在 给 定 的 温 度 离 子 种 类 和 离 子 强 度 等 条 件 下,PKIn 值 恒 定,[In ]/[HIn] 比 值 及 其 相 应 的 颜 色 取 决 于 所 在 介 质 的 ph 酚 红 在 ph 大 于 PK+3.O(>11.O) 或 小 于 PK3.0(<4.6) 的 介 质 中 全 部 变 成 碱 型 或 酸 型 碱 型 吸 收 峰 在 558nm; 酸 型 吸 收 峰 在 430nm,558nm 几 乎 无 吸 收 ; 558nm 测 得 的 吸 光 度 代 表 In 的 浓 度, 在 ph 6.8~7.8 时 吸 收 峰 不 转 移 当 HIn 浓 度 一 定 时,In 的 浓 度 与 吸 光 度 成 直 线 关 系 该 法 线 性 范 围 150~50mmol/L,CV<4%, 回 收 率 96%~103%, 血 脂 溶 血 黄 疸 标 本 对 结 果 无 影 响 正 常 值 1. 实 际 碳 酸 氢 根 (HCO 3 或 AB) 指 血 浆 中 实 际 碳 酸 氢 根 的 含 量 正 常 值 :21~ 27mmol/L 此 指 标 受 呼 吸 因 素 的 影 响 2. 标 准 碳 酸 氢 根 (SB) 指 隔 绝 空 气 的 血 标 本 在 38 PaCO 2 为 5.33kPa(40mmHg),SaO 2 % 为 100% 时 测 的 得 血 浆 碳 酸 氢 根 的 含 量 它 不 受 呼 吸 因 素 的 影 响,SB 降 低 提 示 代 谢 性 酸 中 毒 ; 增 高 提 示 代 谢 性 碱 中 毒 正 常 值 详 见 上 述 操 作 方 法 中 的 介 绍 临 床 意 义 血 气 分 析 的 临 床 应 用

1. 氧 合 状 态 的 评 估 PaO 2 <10.7kPa(80mmHg) 或 实 测 值 与 预 计 值 之 比 <90% 为 低 氧 血 症 ;PaO 2 10.7~6.67kPa(80~50mmHg) 为 轻 度 低 氧 血 症 ;6.67~ 4.80kPa(50~36mmHg) 为 中 度 低 氧 血 症,<4.80kPa(36mmHg) 为 重 度 低 氧 血 症 2. 呼 吸 衰 竭 的 诊 断 (1) 呼 吸 空 气 时,PaO 2 <8kPa(60mmHg) 为 Ⅰ 型 呼 吸 衰 竭 ; 同 时 伴 PaCO 2 > 6.67kPa(50mmHg) 为 Ⅱ 型 呼 吸 衰 竭 (2)PaO 2 /F I O 2 300 为 急 性 肺 损 伤 ;PaO 2 /F I O 2 200 为 急 性 呼 吸 窘 迫 综 合 征 3. 肺 泡 通 气 的 评 估 PaCO 2 <4.67kPa(35mmHg) 为 肺 泡 通 气 过 度,> 6.00kPa(45mmHg) 为 肺 泡 通 气 不 足 4. 治 疗 方 法 的 选 择 和 疗 效 的 评 估 : (1) 氧 疗 : 适 应 证 为 中 重 度 低 氧 血 症, 即 PaO 2 <6.67kPa(50mmHg) 应 行 氧 疗 氧 疗 后 PaO 2 升 高 到 8.00kPa(60mmHg), 提 示 有 效 (2) 呼 吸 机 的 应 用 : 急 性 Ⅱ 型 呼 吸 衰 竭 时,PaCO 2 >8.00~9.33kPa(60~ 70mmHg), 慢 性 Ⅱ 型 呼 吸 衰 竭 时 PaCO 2 >9.33~10.7kPa(70~80mmHg), 应 行 机 械 通 气 (3) 呼 吸 机 的 撤 离 : 当 PaO 2 >8.00kPa(60mmHg) 时 可 以 撤 离 呼 吸 机 5. 手 术 适 应 证 的 选 择 吸 空 气 时,PaO 2 >8.00kPa(60mmHg),PaCO 2 < 6.67kPa(50mmHg) 可 行 肺 切 除 术 6. 酸 碱 失 衡 的 诊 断 (1) 单 纯 型 酸 碱 平 衡 紊 乱 : 分 为 四 型, 特 点 见 表 1

(2) 混 合 型 酸 碱 平 衡 紊 乱 : 呼 吸 系 统 常 见 湿 合 型 酸 碱 平 衡 紊 乱 有 四 型, 特 点 见 表 2 附 注 在 生 化 检 验 中, 电 解 质 分 析 多 采 用 电 解 质 分 析 仪 来 测 量 人 体 体 液 中 钾 钠 氯 等 离 子 的 浓 度, 进 行 严 格 规 范 地 质 量 控 制 是 获 得 正 确 结 果 的 前 提 1. 分 析 前 质 量 控 制 (1) 样 本 的 采 集 与 处 理 : 1 采 血 用 器 材 : 必 须 干 燥 清 洁, 建 议 选 用 质 量 好 的 一 次 性 用 品 2 采 血 时 间 和 部 位 : 选 择 正 确 采 血 时 间 和 部 位 采 血 最 好 在 输 液 前 进 行, 或 输 液 半 小 时 后 再 采 血, 如 需 在 输 液 时 采 血, 必 须 在 输 液 肢 体 的 对 侧 肢 体 进 行, 以 减 少 输 液 对 结 果 的 影 响 3 采 血 中 应 避 免 溶 血 : 溶 血 可 使 血 细 胞 中 组 分 逸 出, 使 血 清 K + Mg 2+ 升 高, N a+ Cl 相 对 偏 低 4 送 检 : 血 样 采 集 后 应 尽 快 送 检, 不 能 剧 烈 振 荡, 避 免 长 时 间 被 日 光 照 射 ; 血 样 不 能 立 即 测 定 时 应 分 离 血 清, 密 封 后 置 于 4 冰 箱 中 ( 可 保 存 2d) 血 样 在 室 温 下 放 置 半 天 以 上 时, 其 红 细 胞 膜 的 通 透 性 会 增 加, 使 细 胞 内 离 子 ( 如 K + Mg 2+ ) 渗 出 到 血 清 中 5 当 血 样 与 空 气 接 触 时, 溶 解 于 血 液 中 的 C0 2 可 释 放 到 空 气 中, 造 成 血 样 中 的 C0 2 浓 度 结 果 偏 低,pH 值 升 高, 进 而 使 钙 离 子 浓 度 降 低 (2) 抗 凝 剂 与 药 物 的 影 响 : 血 样 不 能 使 用 EDTA 柠 檬 酸 盐 或 草 酸 盐 等 抗 凝 剂, 这 些 抗 凝 剂 能 与 Ca 2+ Mg 2+ 等 离 子 形 成 络 合 物,ISE 对 这 些 络 合 物 没 有 响 应 即 使 用 肝 素, 其 浓 度 通 常 也 不 超 过 20U/ml 血 样 因 此, 临 床 电 解 质 分 析 大 多 采 用 血 清 作 为 样 本

药 物 对 测 量 结 果 的 影 响 有 两 方 面, 一 是 药 物 或 它 的 代 谢 产 物, 能 引 起 患 者 体 内 被 测 物 的 浓 度 发 生 改 变 如 利 尿 剂 促 进 K + Mg 2+ Cl 从 尿 中 排 出, 使 血 液 中 K + Mg 2+ Cl 浓 度 降 低 二 是 药 物 直 接 对 ISE 的 响 应 产 生 影 响 如 水 杨 酸 盐 对 Cl 电 极 响 应 有 干 扰, 维 生 素 C 对 K + 电 极 响 应 有 干 扰 等 (3) 仪 器 安 装 : 仪 器 要 求 安 装 在 干 净 平 稳 的 工 作 台 上, 尽 可 能 避 免 潮 湿 和 阳 光 直 射 ; 实 验 室 的 供 电 必 须 符 合 要 求, 必 要 时 需 连 接 稳 压 电 源 ; 周 围 不 得 有 强 电 磁 干 扰 源 ( 如 离 心 机 等 ), 并 确 保 仪 器 外 壳 接 地 良 好 2. 分 析 中 质 量 控 制 (1) 定 标 液 : 定 标 液 浓 度 的 准 确 性, 直 接 影 响 到 样 品 测 量 结 果 的 准 确 度 由 于 各 厂 家 生 产 的 定 标 液 从 配 方 组 成 到 生 产 工 艺 都 不 尽 相 同, 而 且 大 多 与 仪 器 的 控 制 软 件 相 匹 配, 所 以 各 厂 家 的 定 标 液 基 本 上 都 不 能 互 换 使 用 (2) 电 极 保 养 : 各 电 极 敏 感 膜 的 选 择 性 响 应 特 性 和 稳 定 性 直 接 影 响 到 电 解 质 的 测 量 结 果, 所 以 电 极 使 用 一 段 时 间 后 就 需 要 保 养 (3) 评 价 分 析 性 能 : 电 解 质 分 析 仪 器 试 剂 方 法 等 整 个 检 测 系 统 一 旦 确 定 之 后, 首 先 必 须 对 整 个 系 统 的 不 精 密 度 不 准 确 度 病 人 结 果 的 可 报 告 范 围 分 析 灵 敏 度 分 析 干 扰 和 参 考 范 围 等 分 析 性 能 进 行 评 价, 并 建 立 严 格 的 质 量 控 制 规 范 ( 包 括 选 用 质 控 品, 设 定 靶 值 标 准 差, 绘 制 质 控 图, 失 控 情 况 处 理 及 原 因 分 析 等 ), 然 后 才 能 正 式 用 于 检 测 病 人 样 品 (4) 质 控 品 : 由 于 不 同 厂 家 的 质 控 血 清 基 质 不 同 ( 血 清 原 料 稳 定 剂 防 腐 剂 等 ), 质 控 血 清 的 质 量 存 在 差 别, 如 用 叠 氮 钠 (NaN 3 ) 作 防 腐 剂 时 对 Cl 电 极 的 响 应 有 明 显 的 正 干 扰, 因 此, 应 选 用 质 量 好 性 能 稳 定 和 对 ISE 响 应 没 有 干 扰 的 质 控 血 清 作 为 实 验 室 内 的 质 控 品 3. 分 析 后 的 质 量 控 制 结 果 审 核 主 要 是 对 异 常 结 果 的 分 析, 如 葡 萄 糖 碳 酸 氢 根 过 低, 同 时 伴 有 钾 离 子 过 高, 往 往 是 血 样 未 及 时 分 离 而 放 置 时 间 过 长 所 致 ; 多 项 检 测 结 果 过 低, 往 往 提 示 样 品 稀 释 比 例 不 对 样 品 中 有 纤 维 蛋 白 凝 块 或 吸 样 针 部 分 堵 塞 导 致 吸 样 量 不 足 所 致 对 上 述 异 常 测 量 结 果, 要 认 真 分 析 复 查, 必 要 时 与 临 床 取 得 联 系, 重 新 采 血 检 验 对 某 些 急 诊 检 验 项 目, 如 血 钾 血 钙 等 遇 到 特 别 异 常 结 果 时, 应 及 时 与 临 床 医 生 联 系, 以 便 对 患 者 进 行 紧 急 处 置