实验诊断
实验 离子选择电极法测定血清电解质
[实验目的]
掌握：离子选择电极法测定血清钾、钠、氯、钙的基本原理。
熟悉：离子选择电极法测定血清钾、钠、氯、钙离子的操作过程及血清钾、钠、氯、钙测定的临床意义。
了解：测定钾、钠、氯、钙的其他方法及电解质分析仪的使用和维护。
[试验原理]
离子选择电极（ion selective electrodes,ISE）法是以测定电池的电位为基础的定量分析方法，可以通过简单的电动势测量直接测定溶液中某一离子的活度。电解质分析仪将K+、Na+、CL+、Ca2+、pH等测量电极组装在一起，与参比电极（银/氯化银电极）相连接，置于待测的电解质溶液中，形成一个测量电池。测量电池的电位分别随标本中K+、Na+、CL+、Ca2+、H+浓度的改变而改变，电位的变化与离子活度的对数符合能斯特（Nernst）方程。
2.303RTnFE=Eo+Log(Cx .fx ）
式中：E为离子选择电极在测量溶液中的电位；Eo 为离子选择电极的标准电极电位；R为摩尔气体常数[8.314 J/（K.mol）]；n为待测离子的电荷数；T为绝对温度（K）；F为法拉第常数（987 C/mol）；Cx为待测离子浓度；fx为待测离子活度系数。
[试验器材与试剂]
（一） 器材
电解质分析仪及常用的四种电极
1、钾电极 对钾离子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，另一侧与样品液接触，膜电位的变化与样品中钾离子活度的对数成正比。
2、钠电极 由对钠离子具有选择性响应的特殊玻璃毛细管组成。
3、氯电极 由氯化铁、氯化银、硫化汞为膜性材料制成的固体膜电极，对样品中的CL+有特殊响应。
4、参比电极 通常由Ag/AgCl组成，保持一个恒定不变的电位。
（二） 试剂
1、商品化的配套试剂，包括高、低浓度斜率液，去蛋白液，电极活化液。高、低浓度斜率液除用NaCl溶液、KCl溶液外，还要加一定量的醋酸钠或磷酸二氢钠和磷酸氢二钠溶液，以调节特定的pH值来模拟血清的离子活度。
2、冻干的质控血清。
[操作步骤]
不同的电解质分析仪，操作方法不同，应严格按仪器说明书要求进行操作，一般程序如下：
1、开启仪器，清洗管道。
2、用高、低斜率液进行两点定标。
3、定标通过后，进行质控物和样品测量。
4、测定结果由微处理机处理后打印数值。
5、操作完毕，清洗电极和管道。
6、关机或进入待命状态。
[结果计算]
仪器直接计算出钾、钠、氯、钙的浓度。
[参考区间]
1、血清钾 3.5-5.5mmol/L
2、血清钠 135-145mmol/L
3、血清氯 96-108mmol/L
4、血清钙离子 成人1.12-1.34mmol/L，儿童约比成人高0.05mmol/L。
[注意事项]
1、电解质分析仪
（1）一般24h处于开机状态。
（2）每个工作日后，必须清洗电极和管道，以防蛋白质沉积，定期用含有蛋白质水解酶的去蛋白液浸泡管道，并按厂家规定程序对仪器进行定期维护保养。
（3）在样品测量时注意样品管道内的样品不能有气泡存在，否则会造成测量结果不稳定或误差。
（4）仪器安装平稳，避免震动，避免阳光直射以及潮湿。
2、标本
（1）血液凝固时血小板破裂会释放出少量的钾离子，因此血浆或全血钾要比血清钾低，报告时必须注明是血清还是血浆。
（2）红细胞内钾浓度远远高于血清中的钾浓度，所以测定血清时一定要防止溶血。
（3）标本应在室温下保存，不要冷冻，否则Na+-K+-ATP酶不能维持内外平衡，而造成细胞内钾外移，使测定结果偏高。
（4）输入葡萄糖液影响测定结果。
（5）脂血样本可高速离心分离后测定。
（6）标本采集后尽快测定，不要超过1h，否则标本pH值会发生变化。
3、仪器后箱内220V电压对人身安全有危险性，在没有拔除电源插头以前，千万不要打开仪器后箱。
4、因样品中可能含有致病细菌或病毒，对仪器更换下来的所有连接管、泵管管、电极及废液，都应作专门处理后废弃。
[临床意义]
1、血清钾测定的临床意义
（1）低血钾
血清钾浓度低于3.5mmol/L
①摄取减少：长期禁食、厌食、少食。
②钾向细胞内移行：胰岛素治疗、碱中毒、周期性麻痹(低血钾型)等。
③尿中钾排泄增加：
A.盐皮质激素分泌增多：原发性醛固酮增多症、17α-羟化酶缺乏症、库欣(Cushing)综合征、异位性ACTH肿瘤、Bartter综合征(低醛固酮症和低血钾性碱中毒的肾小球旁器增生综合征)、继发性醛固酮增多症(恶性高血压，肾血管性高血压)、肾小球旁器细胞瘤、大量口服甘草等。
B.远端肾小管流量增加：利尿剂(排钾)、失钾性肾炎。
C.肾小管性酸中毒。
D.Fanconi综合征(范孔尼综合征)。
④钾从消化道丢失增加：呕吐、腹泻、结肠癌、绒毛腺癌、Zollinger-Ellison二氏综合征(卓-艾综合征胰原性溃疡)，WDHA综合征(水样腹泻和低血钾症伴有胰岛细胞腺瘤综合征)，服用泻药等。
⑤大量发汗。
（2）高血钾
血清钾浓度高于5.5mmol/L
①补钾过多：口服(特别是肾功能不全尿量减少时)或静脉补钾过多。
②钾向细胞外移行：假性高血钾症、酸中毒、胰岛素缺乏、组织坏死、使用大剂量洋
地黄、周期性麻痹(高血钾型)、使用琥珀酰胆碱等。
③尿钾排泄减少：急慢性肾功能衰竭或细胞外液量减少等。
④皮质类固醇激素活性降低：艾迪生迪生病、肾素-血管紧张素-醛固酮系统功能低下、假性醛固酮过低症、药物(螺内酯)等。
2、血清钠测定的临床意义
（1）低血钠
血清钠浓度低于135mmol/L
①合并细胞外流量减少的低钠血症：A.肾性丢失钠（尿钠浓度>20mmol/L）艾迪生病、失盐性肾炎、利尿剂、渗透性利尿。B.肾外性丢失钠（尿钠浓度<10mmol/L）：从消化道丢失、严重灼伤、“third space”（第三间隙）。
②合并细胞外液量增加的低钠血症：心功能不全、肝硬化、肾病综合征（尿钠浓度<10mmol/L；慢性和急性肾功能不全（尿钠浓度不定）。
③细胞外液量正常（或轻度增加）的低钠血症（尿钠排泄钠摄取量）：抗利尿激素分泌、异常综合征、尿崩症、黏液性水肿、脑垂体功能不全。
（2）高血钠
血清钠浓度高于145mmol/L
①脱水：
A.蒸发：发汗的增加：发热、高温（环境）、灼伤等；呼吸道感染。
B.肾性排水量增加（肾性失水）：肾性尿崩症；渗透性利尿。
C.下视丘功能障碍：中枢性尿崩症；原发性高钠血症。
②钠负荷过剩：
A.输入过多高渗氯化钠、碳酸氢钠溶液。
B.摄取钠过剩。
③钠潴留：
A.原发性醛固酮增多症。
B.库欣综合征。
3、血清氯测定的临床意义
（一）降低：
(1)体内氯化物丢失过多：①严重的呕吐、腹泻、胃肠道引流；②糖尿病酸中毒；③慢性肾功能衰竭；④失盐性肾炎；⑤阿狄森氏病。
(2)摄入氯化物过少：①出汗过多，未补充食盐；②慢性肾炎，长期忌盐饮食后；③心力衰竭，长期限盐并大量利尿后。
（二）升高：
(1)体内氯化物排出减少：①泌尿道阻塞、急性肾小球肾炎无尿者；②肾血流量减少，如充血性心力衰竭。
(2)摄入氯化物过多。
(3)以换气过度所致的呼吸性碱中毒。
(4)高钠血症脱水时。
4、血清钙测定的临床意义
（1）血清钙减低：
低钙血症临床上较多见，尤多见于婴幼儿。
①甲状旁腺功能低下：
见于原发性甲状旁腺功能低下、甲状腺切除手术后、放射性治疗甲状腺癌时伤及甲状旁腺等情况。
②维生素D缺乏：
食物中缺乏，阳光照射少，消化系统疾患等，使血钙血磷均下降，使得钙、磷乘积下降。婴幼儿缺乏维生素D可引起佝偻病，成人引起骨软化病。
③新生儿低钙血症：是新生儿时期常见惊厥原因之一。
④长期低钙饮食或吸收不良：
严重乳糜泻时，食物中的钙与未吸收的脂肪酸结合，生成钙皂，排出体外，造成低钙。
⑤严重肝病、慢性肾病、尿毒症、远曲小管性酸中毒等时血清钙可下降，血浆蛋白减低时可使非扩散性钙降低。
⑥血pH可影响血清游离钙浓度。
碱中毒时总钙不变，离子钙可有改变。
碱中毒离子钙下降是产生手足抽搐的主要原因。
酸中毒，pH下降，游离钙浓度可相对增加。
（2）血清钙升高
①原发性甲状旁腺功能亢进，产生过多的甲状旁腺素，多见于甲状旁腺腺瘤，X线检查可见骨质疏松等情况。
②甲状旁腺素异位分泌：某些恶性肿瘤可以分泌甲状旁腺素，如肾癌、支气管癌等。
但此种情况如未发现原发癌瘤，则很难诊断。
③恶性肿瘤骨转移：是引起血钙升高最常见的原因。
恶性肿瘤伴有骨转移时有大量骨质破坏，而肾和肠又不能及时清除过多的钙，遂引起高血钙。
④维生素D中毒
长期大量服用维生素D引起，但此种情况是可以避免的。
⑤其他：高血钙还可见于类肉瘤病、肾上腺功能不全、急性肾功能不全、酸中毒、脱水等情况。