第十一章电解质检测与血气分析
人体内存在的液体称为体液（bodyfluid）。体液中有无机物和有机物，无机物与部分以离子形式存在的有机物统称为电解质。葡萄糖、尿素等不能解离的有机物称为非电解质。体液以细胞膜为界，可分为两大部分，即细胞内液（intracellulerfluid，ICF）和细胞外液（extracellulerfluid，ECF）。细胞外液因其存在部分不同，又可分为血浆和细胞间液，后者包括淋巴液。各部位体液之间处于动态平衡，其内的水与电解质也处于动态平衡，这种平衡状态，很易受外界或机体内部因素的影响，导致破坏出现代谢紊乱，即水电解质平衡紊乱和酸碱平衡紊乱。 第一节钠、钾、氯代谢和检验
氯和钠是细胞外液的主要阴阳离子。体内Na+约有50％分布于细胞外液，约40％存在于骨骼，约10％存在于细胞内。机体通过膳食及食盐形式摄入氯和钠，成人每日需要量5-9g，一般是摄入体内NaCL的量大于其需要量，所以，一般情况下，人体不会缺钠缺氯。
Na+、CL－主要从肾排出，肾排钠量与食入量保持平衡。肾对保持体内钠的含量起有很重要的作用。当无钠摄入时，肾排钠减少，甚至可以不排钠，而让钠保留于体内，以维持体内钠的平衡。钠的摄入与排出往往伴随有氯的出入，钠与氯还有少部分以出汗形式丢失。
体液中Na+主要分布在细胞外液，K+主要分布在细胞内液。Na+有65％-71％是可交换的，其中85％存在于细胞外液，15％在细胞内液。用同位素标记Na+的实验证明，Na+既能透过细胞膜，还可通过主动转运机制，即细胞上存在的钠钾泵将Na+从细胞内泵出到细胞外，使细胞内的Na+保持在低水平。人体中K+约90％是可交换的，大部分存在于细胞内液。体液中细胞外液的Na+浓度高于细胞内液，K+是细胞内液高于细胞外液。 一、体液电解质及其生理功用
血浆中主要电解质有Na+、Cl－、K+。细胞间液是血浆的超滤液，其电解质成分和浓度与血浆极为相似，不同之处是血浆含有较多的蛋白质，而细胞间液不含或仅含少量的蛋白质，由于蛋白质是大分子量物质，不易通过细胞膜，故血浆蛋白含量高于细胞间液。
由于测定细胞内电解质含量很困难，所以临床都以细胞外液的血浆或血清的电解质含量作为诊疗的参考依据。 细胞内液的电解质浓度是从肌肉活检或红细胞标本中测得，或以同位素示踪方法计算。细胞种类不同，其内电解质的种类及含量是有区别的。细胞内液主要阳离子是K+和Mg2+，主要阴离子是蛋白质和有机磷酸盐，而Na+、Cl－、HCO3－则很少。细胞内高K+和低Na+的维持，不是依赖细胞膜对这些离子的不同渗透性，而是依赖膜上的钠钾泵的主动转运。钠钾泵除了维持细胞内外电解质浓度外，
水台
还有助于肾的Na+和K+的转动，并在调节细胞内电解质的浓度方面起有重要的作用。
按Donnan平衡论，体液中阴离子总数应与阳离子总数相等，并保持电中性，往往是阴离子随阳离子总量的改变而变化，升高或降低阴离子以适应阳离子的改变。
血浆中Cl－、HCO3－总和与阳离子Na+浓度之间保持有一定比例关系，即：Na+=HCO3－＋Cl－＋12（或10）mmol/L
若已知血浆Hco3－和Cl－浓度，Na+浓度可以从上式求得。
各体液渗透压均处于同一水平，即渗量摩尔为294-296mOsm/L，理论渗透压为756-760kPa。
二、钠、钾的测定方法
（一）样品的采集和处理：
以血清，肝素化的血浆位常用的标本。及时分离血清是测定钾、钠最需注意的。
因为钠在红细胞中的浓度仅为血浆的1/40，明显溶血会使测定结果下降。钾在溶血吼可使结果明显升高，因为红细胞中的的钾比血浆中高25倍。所以钾、钠测定时，样本需严格防止溶血。
血浆钾比血清钾低0.1－0.7mmol/L（因为凝血过程中血小板破裂释放钾之故）。全血未及时冷藏或分离均可使血钾升高。
血清钠、钾的测定方法有：化学法；火焰光度法；离子选择电极法；原子吸收分光光度法四种。
（二）火焰光度法
火焰光度法是一种发射光谱分析，利用火焰的热能使原子被激发而发射出特异性的光谱来进行测定的方法。根据使用仪器的结构的不同，可分为内标法和外标法两类。
1.内标法
用含锂的稀释也稀释样品，溶液中的钠、钾、锂同时发出各自特异的光谱。钠、钾发生的特异光谱经各自相应的波长滤片过滤后，照射在光电池或光电管上产生各自的光电流，而锂的特异光谱照射在另一个光电管上也产生光电流。以标本与标准液的Na/Li比值，K/Li比值，再计算钠、钾的浓度。因为锂的浓度恒定，其比值的改变只反映钠，钾浓度的改变，从而测出钠和钾的含量。内标法可减少雾化，火焰波动所引起的误差。
2.外标法
用去离子水稀释样品，经压缩空气雾化后，与可然气混合燃烧成火焰。样品中的钠离子，钾离子受火焰的激发，有基态转变成激发态（不稳定），再转化未基态的同时放能，发射出该元素特有的波长辐射谱线，钠离子未589nm，钾离子未767 nm，用检流计读出，与标准比较，求出钠离子与钾离子的浓度。
（三）离子选择电极（ISE）
用ISE测钠、钾有两种方法，直接电位法和间接电位法。
1.直接电位法
血样和标准液不经稀释直接进测定仪器的管道做电位分析，ISE只对水相中的活化离子产生选择型响应，与样品中的脂肪，蛋白质等无关，所以直接法能真实反映血清中的离子活度（因为离子活度的对数与电池的电动势呈线性关系）
2.间接电位法：
样品和标准液要用一定离子强度和pH的稀释液作定量稀释，再送入一起种测定其电位。这时样品和标准品的pH和离子浓度一致（因为在很稀的溶液中，活度系数为1，离子活度a＝活度系数f×离子浓度c
所以间接电位法测定结果就相当于离子浓度，以mmol/L计。
第二节氯化物的测定
氯离子为细胞外液的主要阴离子，它的代谢与钠离子有密切关系，排出途径同钠离子。血钠的升高或下降常伴有氯离子的升高和下降。
测定方法有：滴定法，比法和电量分析法。
1.滴定法
Hg2++2Cl- HgCl2（可溶但不解离）当滴定终点达到时，标本中全部氯离子与汞离子结合，
Hg2++二苯卡巴腙紫红化合物
干扰因素：血中过多的胆红素，血脂，及血红蛋白对结果干扰很大。
2.比法
Hg(SCN)2 + 2Cl- HgCl2 + 2SCN-
3 SCN- + Fe3+ Fe(SCN)3
橙红
影响因素：温度，胆红素，血红蛋白，及高脂血症。
3.电量分析法
Ag+ + Cl- AgCl（沉淀）
净烟器4.离子选择电极法
是目前测定氯离子最好的方法
穿针引线器正常范围：96－105mmol/L
第二节钙、磷、镁及微量元素检测
钙、磷、镁是人体的重要组成物质，具有广泛的生理功能，其代谢异常在临床上亦较多见。微量元素（traceelements）在体内具有广泛的生物学作用和临床意义，已引起医学界的重视。
一、血清钙、磷、镁的测定
血浆（清）钙的60％是可扩散钙，其中一部分（占血浆总钙的15％）是复合钙，即是与柠檬酸、重碳酸根等形成不解离的钙。发挥血钙生理作用的部分是离子钙，占总钙的45％，非扩散钙与离子钙之间
可以互相转化。
血清中离子钙是总钙中具有生理活性的部分。故测定离子钙比测总钙具有更高的临床价值。临床上常测定血清总钙量以观察血清离子钙的变化情况，方法简便。
目前已可应用离子选择电极等方法直接测定血清中离子钙的浓度，其正常参考值为0.94-1.26mmol/L。
测定时的注意点：1.采血后应放在密闭容器中离心，立即测定。（可避免
二氧化碳的丢失使pH升高，从而导致改例子的下降）
2.不可使用EDTA，柠檬酸盐，草酸盐合氟化物抗凝。测定时最好用血清，如急需检测可用肝素抗凝。
（一）血清钙的测定
测定方法：滴定法，
比法1）邻甲苯胺络合铜法 (O-CPC)
2)甲基麝香草酚蓝法（MTB）
火焰光度法
原子吸收分光光度法
同位素稀释质谱法(IDMS)决定性方法
酶法：
1.邻甲酚酞络合铜法(O-CPC)
邻甲酚酞络合铜是一种金属络合染料，也是酸碱指示剂。在碱性条件下可与钙鳌合成紫红的鳌合物，与同样处理的钙标准液比（波长575nm），可求得血清钙的含量。
缺点：邻甲酚酞络合铜可和Ga2+鳌合的同时亦可与镁鳌合，所以在试剂中加入一定量的8－羟基喹啉，以消除标本中镁离子的干扰。
8－羟基喹啉与镁离子的结合比钙离子强的多，但受缓冲液pH的影响。PH 在10.5以下时，8－羟基喹啉与镁离子的结合增强，而pH在11.0时，仅有8%的钙离子与其络合，而镁离子完全被遮蔽。
Ga2+与O-CPC的络合也仅在碱性环境下才显，在pH10.5－12时，反应敏感型最好，所以，测定时宜选用pH为11最好。烘手机
3.甲基麝香草酚蓝（MTB）
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MTB是一种酸碱指示剂和络和剂，在碱性溶液中可与钙鳌合，反应液有淡绿变成蓝，在612 nm下比，与同样处理的钙标准液比较，可求得血清总钙的含量。
缺点：1）MTB在酸性溶液中pH＜4.0中稳定，在碱性溶液中不稳定。所以显剂需新鲜配臵。
2）也需用8－羟基喹啉消除镁(Mg2+)离子、铬（Cr）和铜离子的干扰
3）同样，显必需控制在pH10-13之间进行。
参考范围：2.1－2.7 mmol/L
（二）血清磷的测定
人体内的磷元素不能直接测定，临床实验室进行的无机磷测定实际上只是直接分析磷酸盐阴离子。
方法：磷钼酸还原法；磷钼酸非还原法；酶法。
1.磷钼酸还原法
磷酸盐＋钼酸磷钼酸（无）
磷钼酸＋还原剂钼蓝（蓝）
对甲氨基酚硫酸盐
（常用的还原剂：对苯二酚、氨基奈磺酸、氯化亚锡、硫酸亚铁胺、米吐尔）与同样处理的标准液在620－650nm比。
缺点：需采用无蛋白血滤液，需沉淀蛋白（因为蛋白有干扰）不除蛋白需加一些非离子型表面活性剂。
2.磷钼酸非还原法
这类方法不使用还原剂，直接测定磷钼酸浓度或用染料（孔雀绿，结晶紫）与磷钼酸结合进行定量测定。黄疸、溶血、高脂血症对本法有干扰，需作空白对照。
3.酶法
特异性好，准确度高。常用嘌啉核苷酸化酶（PNP）和黄嘌碄氧化酶（XOD）偶联＋POD为指示剂
参考范围：0.6－1.6 mmol/L
（三）血清镁的测定
镁是体内第四位含量丰富的金属元素，血浆中的镁离子的浓度为0.67－
1.23mmol/L。
存在形式1）Mg2+，约占血浆总镁量55％；
2）与血浆蛋白结合（清蛋白、球蛋白）约占30％
3）其余15％与重碳酸、柠檬酸、磷酸结合。
功能：1.作为酶的辅助因子
3.对神经、肌肉有兴奋作用
测定方法：原子吸收分光光度法
甲基麝香草酚蓝比法
Calmagita比法（钙镁试剂法）
1.MTB法：
MTB是一种金属络合剂，在碱性溶液中能与血清Mg2+、Ca2+络合，生成蓝紫复合物。
测镁时加入特殊的钙鳌合剂EGTA（乙二醇双－四乙酸），以掩蔽钙的干扰。EGTA在碱性条件下能络合钙而不络合镁，但EGTA浓度过高也能络合镁离子，所以配臵EGTA浓度要准确。
2.钙。镁试剂比法
血清镁＋钙镁试剂在碱性条件下生成紫红复合物
参考范围：0.67－1.23 mmol/L
（四）铁的测定
血清铁的含量很低，均以Fe3+与运铁蛋白结合，体内的铁常以血清铁和血清总铁结合力来表示。
正常情况下，体内的运铁蛋白仅有20－55％与血清铁结合，其余的铁处于不饱和状态。如果在血清中加入过量的铁，使之与运铁蛋白结合达到饱和，除掉多余的铁，再按血清铁的测定方法测定的铁就叫总铁结合力（TIBC）。
铁饱和度＝血清铁/总铁结合力
1.测定血清铁：
首先需要使Fe3+与运铁蛋白分离（常常是让铁再酸性环境下与运铁蛋白分离），然后再加还原剂使铁还原成Fe2+。常用的还原剂有：肼、维生素C、盐酸羟胺、巯基乙酸等。铁被还原后再用能与铁结合的显剂络合Fa2+进行比测定。
2.测定总铁结合力
光刻法先在血清样本中加足量的铁使之与运铁蛋白饱和，过量的铁用轻质碳酸镁粉去除，离心取上清液，最后按测定血清铁的方法测定总铁结合力。
正常参考范围：血清总铁结合力48.3－71.6μmol/L。
血清铁9.0－30.4μmol/L。
第二节血气分析
生命的基本特征是不断地从环境中摄入营养物、水、无机盐和氧气，同时又不断地排出废物、呼出二氧化碳。机体需要氧气，用于体内的氧化过程，并主要用于能量代谢。追索到上亿年前，生物在进化过程中，逐渐地适应了有氧的环境，高等生物在有氧环境下，才能让其体内代谢物释放出大量能量，
以维持生命活动。有无氧或少氧状态下，能量释放不完全，O2被机体利用的过程中，产生了CO2并排出体外，这种消耗O2产生CO2的过程中，均有赖于机体的气体交换系统，血液在气体交换中起有重要的作用。
一般而言，血气是指血液中所含的O2和CO2气体。血气分析是评价病人呼吸、氧化及酸碱平衡状态的必要指标。它包括血液的pH、PO2、PCO2的测定值，还包括经计算求得如TCO2、AB、BE、SatO2、ContO2等参数。血气分析的有关数据对临床疾病的诊断和发挥着重要的作用。
一、气体在血液中的运输
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