專利名稱：血樣中多電解質(zhì)同時(shí)測(cè)定的流動(dòng)注射微電極串聯(lián)電化學(xué)自動(dòng)方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及同時(shí)測(cè)定電解質(zhì)的流動(dòng)注射微電極串聯(lián)電化學(xué)自動(dòng)分析方法及測(cè)定 裝置(FI-ME-ECA)，屬于臨床電解質(zhì)分析領(lǐng)域。本發(fā)明適用于人血清中電解質(zhì)濃度的快速、 準(zhǔn)確、自動(dòng)測(cè)定。
背景技術(shù)：
電解質(zhì)對(duì)保持體液酸堿平衡、維持滲透壓起著重要作用。當(dāng)人體發(fā)生病變時(shí)，如糖 尿病、酸中毒、腎衰竭、嚴(yán)重嘔吐、腹瀉、滲出性胸膜炎或腹膜炎等，會(huì)引起電解質(zhì)的濃度偏 離正常范圍。因此，及時(shí)測(cè)定病人體液中的電解質(zhì)，對(duì)治療疾病具有重大的意義。目前，測(cè)定電解質(zhì)濃度的方法有火焰光度法(Talanta，1996，43 (5)，735-739)、原 子吸收法(Ana. 01加.六(^3，2006，555(2)37-376)、手工離子選擇性電極法(Anal. Chem.， 1985，57，345-56)等，但這些方法不能用于血清中K7Na+/Cl7Ca2+的同時(shí)測(cè)定。雖然 基于 ISE 法的電解質(zhì)分析儀(electrolyte analyzer, EA) (Clin. Chem.，1986，32 (8)， 1448-1459)，實(shí)現(xiàn)了同時(shí)測(cè)定K+/Na7Cl7Ca2+四個(gè)指標(biāo)，但該EA系統(tǒng)是以電極響應(yīng)靜態(tài) 平衡為測(cè)量基礎(chǔ)，所以分析速度很慢；另外，為了獲得穩(wěn)定的電位信號(hào)和準(zhǔn)確的測(cè)定結(jié)果， 血清樣品需長(zhǎng)時(shí)間滯留在EA系統(tǒng)內(nèi)，導(dǎo)致血清樣品中的纖維蛋白吸附在流通式電極敏感 膜上(Clin. Chim. Acta，2003，335，75-81)，加快電極膜老化(Clin. Chem.，1995，41 (11)， 1649-1653)，降低電極靈敏度(Lab. Robot. Autom.，1998，10，205-213)，最終縮短了 流通式 電極的壽命。EA最致命的缺點(diǎn)是，樣品交叉污染嚴(yán)重，電極壽命短，流路易堵塞，檢測(cè)步驟繁 瑣，儀器成本高，可靠性差等。1987 年，在 Orion、Corning、Nova、Kone, Beckman, AVL 等公司生產(chǎn)的老式電解質(zhì) 分析儀基礎(chǔ)上，Medica公司發(fā)明的一種如圖1所示的新型的電解質(zhì)儀(UN4705668)。該專 利中，操作者選擇測(cè)定程序，凸輪控制試劑閥中樣品針和試劑切換孔的位置，利用蠕動(dòng)泵使 樣品針吸入樣品；在測(cè)定過(guò)程中，每隔兩小時(shí)，通過(guò)標(biāo)液A、B的響應(yīng)信號(hào)確定一次電極響應(yīng) 斜率；測(cè)定血樣時(shí)，該儀器預(yù)先將流路充滿標(biāo)液A，再在標(biāo)液A與血樣之間吸入大約20 μ 1 的第一個(gè)空氣段，當(dāng)空氣段通過(guò)氣泡檢測(cè)器時(shí)停止進(jìn)樣，儀器再吸入第二個(gè)空氣段，隨后血 樣帶入電極流通管內(nèi)后靜置，微機(jī)開(kāi)始處理并記錄電極的響應(yīng)信號(hào)；血樣測(cè)定后，吸入標(biāo)液 A清洗流路，如果樣品前后標(biāo)液A的響應(yīng)信號(hào)在誤差容許范圍內(nèi)，該系統(tǒng)則顯示血樣的測(cè)定 結(jié)果。該電解質(zhì)分析儀有三方面缺點(diǎn)第一，靜態(tài)測(cè)定時(shí)電極響應(yīng)達(dá)到平衡電位后，才能 記錄電位信號(hào)，計(jì)算樣品濃度，這不但增加了血樣在流通電極管中的滯留時(shí)間，也導(dǎo)致了血 樣中纖維蛋白在電極薄膜上的凝結(jié)、管道的堵塞，電極壽命的縮短，增加了儀器維修的成本 以及測(cè)樣時(shí)間；第二，利用空氣清洗時(shí)，流通池中樣品的排空不可避免地使電極敏感膜周期 性暴露在空氣中，干濕交替改變了膜表面狀態(tài)，影響了電極靈敏度及穩(wěn)定性；并且，系統(tǒng)中 存留氣泡會(huì)造成電極干擾，引起測(cè)定誤差；第三，樣品針在試劑閥內(nèi)上下多點(diǎn)移動(dòng)，程序復(fù)雜，容易造成血樣交叉污染，樣品針與試劑閥中圓柱空腔的匹配精度要求高；第四，儀器流 路的死角多，例如試劑閥的4個(gè)通路口易殘存氣泡，產(chǎn)生電極干擾；第五，血樣中溶解氣體 在抽吸過(guò)程中析出氣泡會(huì)導(dǎo)致氣泡傳感器假響應(yīng)，氣泡傳感器的使用也增加了整體儀器成 本。第六，樣品測(cè)定過(guò)程中，樣品針的每一步動(dòng)作都由操作人員與儀器交互設(shè)定得到對(duì)應(yīng)的 指令實(shí)施，導(dǎo)致操作程序繁瑣，自動(dòng)化程度低。中國(guó)的三個(gè)實(shí)用新型專利與電解質(zhì)儀有關(guān)。臨床電解質(zhì)儀(CN 2300911Y)與上述 專利的測(cè)定原理和方法相似，都是將血樣靜置在電極組合管內(nèi)，電極響應(yīng)達(dá)到穩(wěn)定后用空 氣清洗管路及電極敏感膜，這就使得該專利繼承了上述Medica公司專利中的弊端；在元件 上，該專用一個(gè)五通切換閥替代上述專利中的試劑閥，兩者功能相同。另一個(gè)實(shí)用新型專利 (CN 2449227Y)又用一個(gè)分配閥代替了所述的五通切換閥，但Medica公司專利中的弊端還 依然存在。圖2所示的電解質(zhì)分析儀專利(CN 2283853Y)的核心是利用標(biāo)液流路中設(shè)置的兩 個(gè)單通道電磁閥(閥1和閥2、和兩個(gè)單通道蠕動(dòng)泵(泵1、泵幻控制A、B標(biāo)液及血樣的 切換，通過(guò)一個(gè)三通進(jìn)入電極檢測(cè)器，測(cè)定原理與Medica公司(UN 4705668)的專利相似， 測(cè)定方法引起的弊端依然存在；另一方面，與上述三個(gè)專利相比，此專利(CN 2283853Y)將 五通切換閥拆分成一個(gè)三通、兩個(gè)單通道電磁閥和兩個(gè)蠕動(dòng)泵，使元器件和控制步驟增多， 帶來(lái)了更多地潛在隱患。血樣測(cè)定時(shí)，三通中血樣與B標(biāo)液始終接觸，存在離子擴(kuò)散，產(chǎn)生 嚴(yán)重交叉污染，增加了測(cè)定結(jié)果的誤差；另外，設(shè)計(jì)的槽狀供液口，使血樣與環(huán)境相接觸，易 造成環(huán)境對(duì)血樣的污染、氧化；這種設(shè)計(jì)在測(cè)定高傳染性血樣時(shí)對(duì)操作人員危險(xiǎn)更大。綜上所述，現(xiàn)有的電解質(zhì)儀存在的主要問(wèn)題是以電極靜態(tài)響應(yīng)平衡為基礎(chǔ)，導(dǎo)致 分析速度很慢；血樣長(zhǎng)時(shí)間滯留在系統(tǒng)內(nèi)，產(chǎn)生血樣交叉污染，血清纖維蛋白在電極通道吸 附及堵塞等問(wèn)題，最終縮短了流通式電極的壽命；氣泡清洗造成電極敏感膜表面干-濕變 化，引起電極膜靈敏度及穩(wěn)定性的改變；無(wú)法精確控制進(jìn)樣量，檢測(cè)步驟繁瑣，儀器成本高， 可靠性差等。這對(duì)于自動(dòng)電解質(zhì)分析裝置來(lái)說(shuō)仍然是難題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是開(kāi)發(fā)一種用于自動(dòng)快速測(cè)定血清中電解質(zhì)的方法及實(shí)現(xiàn)該方法 的裝置，解決現(xiàn)階段技術(shù)存在的問(wèn)題，減少血樣與電極敏感膜的接觸時(shí)間，延長(zhǎng)電極使用壽 命，消除血樣之間的交叉污染，避免電極敏感膜表面干濕交替對(duì)其穩(wěn)定性及靈敏度的影響， 提高系統(tǒng)穩(wěn)定性，減少樣品用量，降低測(cè)試成本，提高分析速度，簡(jiǎn)化操作步驟，在此基礎(chǔ)上 開(kāi)發(fā)一種新型的全自動(dòng)血清電解質(zhì)分析裝置，用于臨床電解質(zhì)監(jiān)測(cè)及疾病診斷。本發(fā)明的技術(shù)方案是由測(cè)定方法和測(cè)定裝置組成。本發(fā)明的測(cè)定原理與傳統(tǒng)電化學(xué)分析法不同，F(xiàn)I-ME-ECA法的被測(cè)樣品(C)始終 處于物理分散、電化學(xué)響應(yīng)的動(dòng)態(tài)非平衡狀態(tài)，能使標(biāo)準(zhǔn)液和試樣液高度重現(xiàn)地在電極敏 感膜表面發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，并按照能斯特方程使離子活度與電極響應(yīng)值(ΔΕ)成對(duì)數(shù)線性 關(guān)系(ΔΕ = E0+(2. 303RT/nF) lgC，E° 為標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)，mV ；R 為氣體常數(shù)，8. 314J -K^mor1 ； T為絕對(duì)溫度，K;n為離子電荷，F(xiàn)為法拉第常數(shù)，96485C moF1) 0由于血清中電解質(zhì)濃度的 變化范圍很窄，其濃度與ΔΕ之間的相關(guān)性可簡(jiǎn)化成一次線性方程關(guān)系(ΔΕ = b+kC，k為 電極響應(yīng)斜率，mV L mrnoF1 ；b為電極響應(yīng)空白電位，mV)。只要測(cè)定出血樣中電解質(zhì)的電極電位，便可得到電解質(zhì)的濃度值。本發(fā)明的測(cè)定過(guò)程當(dāng)多功能閥處于“采樣”位置時(shí)，在泵A的動(dòng)力作用下，電解質(zhì) 混合標(biāo)準(zhǔn)液作為載流流過(guò)一個(gè)多功能閥、載流出閥管，到達(dá)多功能組合塊的匯合點(diǎn)；總離子 強(qiáng)度調(diào)節(jié)緩沖液作為酸度調(diào)節(jié)劑在匯合點(diǎn)與載流匯合后，連續(xù)流過(guò)混合盤管和流通電化學(xué) 檢測(cè)器，在其中的噴壁式流路中與指示電極和參比電極之間產(chǎn)生電極電位信號(hào)，作為基線 電極電位(AE1^f = Ebi-E1^f ；E1/為指示電極對(duì)載流的響應(yīng)電位；Ebref為參比電極對(duì)載流的 響應(yīng)電位)，由計(jì)算機(jī)記錄；同時(shí)，在泵B的抽吸作用下，一個(gè)低濃度的混合標(biāo)準(zhǔn)液進(jìn)入采樣 定量環(huán)，進(jìn)行混合標(biāo)準(zhǔn)液的自動(dòng)精密定量，多余混合標(biāo)準(zhǔn)液由樣品出口管排出；當(dāng)多功能閥 自動(dòng)切換到"注入"位置時(shí)，采樣定量環(huán)中被定量的“混合標(biāo)準(zhǔn)液塞”以高度重現(xiàn)的方式注 入到載流流路中，被載流推入混合盤管與酸度調(diào)節(jié)劑混合，之后進(jìn)入流通電化學(xué)檢測(cè)器的 噴壁式流路管內(nèi)，依次與各流通電極的敏感膜表面接觸，在物理分散不平衡和電化學(xué)反應(yīng) 不完全的非平衡條件下高度重現(xiàn)地流過(guò)指示電極和參比電極，發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，電極分別 給出各自的電位信號(hào)= Ε/-Ε;ε ；Ε；為指示電極對(duì)血樣塞的響應(yīng)電位；EsrefS參比 電極對(duì)血樣塞的響應(yīng)電位)；“混合標(biāo)準(zhǔn)液塞”最后從排廢管排出；電極輸出的信號(hào)由計(jì)算 機(jī)記錄、處理；當(dāng)多功能閥再次自動(dòng)切換到“采樣”位置后，隨之按上述過(guò)程再測(cè)定一個(gè)或多 個(gè)高濃度的混合標(biāo)準(zhǔn)液；根據(jù)多電解質(zhì)混合標(biāo)準(zhǔn)液的電位與電解質(zhì)濃度進(jìn)行數(shù)學(xué)回歸，得 到多電解質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)曲線方程，并儲(chǔ)存在計(jì)算機(jī)中；在此之后再測(cè)定血樣，過(guò)程與混合標(biāo)準(zhǔn)液 的相同；計(jì)算機(jī)利用儲(chǔ)存的標(biāo)準(zhǔn)曲線方程，根據(jù)血樣的電位值，給出血樣中電解質(zhì)的濃度； 載流同時(shí)尾隨“血樣塞”對(duì)電極敏感膜進(jìn)行及時(shí)自動(dòng)清洗。本發(fā)明的測(cè)定裝置，由泵Α、泵B、載流、載流入口管、酸度調(diào)節(jié)劑、酸度調(diào)節(jié)劑入口 管、樣品、樣品入口管、采樣定量環(huán)出口管、樣品導(dǎo)入泵管、酸度調(diào)節(jié)劑泵管、載流泵管、載流 入閥管、載流出閥管、酸度調(diào)節(jié)劑流路管、采樣定量環(huán)、多功能閥、匯合點(diǎn)、多功能組合塊、混 合盤管、混合盤管出口流路管、流通電化學(xué)檢測(cè)器、噴壁式流路管、計(jì)算機(jī)、流通電化學(xué)檢測(cè) 器出口管、排廢管、樣品出口管組成；該系統(tǒng)為雙管線“正壓式”流路系統(tǒng)(如圖3)。在本發(fā)明中，自動(dòng)采樣定量流路通過(guò)樣品入口管、多功能閥的采樣定量環(huán)、采樣定 量環(huán)出口管、樣品導(dǎo)入泵管、樣品出口管連接而成；載流流路由載流入口管、載流泵管、載流 入閥管、多功能閥、載流出閥管，與多功能組合塊的匯合點(diǎn)相連接；酸度調(diào)節(jié)劑流路由酸度 調(diào)節(jié)劑入口管、酸度調(diào)節(jié)劑泵管、酸度調(diào)節(jié)劑流路管與多功能組合塊的匯合點(diǎn)相連接；多功 能組合塊的匯合點(diǎn)與混合盤管、混合盤管出口流路、含噴壁式流路的流通電化學(xué)檢測(cè)器、檢 測(cè)器出口管、排廢管相連接；計(jì)算機(jī)除記錄處理電極電位信號(hào)外，還同時(shí)控制本發(fā)明中多功 能閥和泵的轉(zhuǎn)動(dòng)、停止，流通電化學(xué)檢測(cè)器的電氣功能及作用。在本發(fā)明中，在雙管線“正壓式”流路系統(tǒng)(如圖3)基礎(chǔ)之上，將載流入閥管直接 插入載流，酸度調(diào)節(jié)劑流路管直接插入酸度調(diào)節(jié)劑，將帶有載流泵管的泵A連接在檢測(cè)器 出口管和排廢管之間，成為雙管線“負(fù)壓式”流路系統(tǒng)。在本發(fā)明中，將酸度調(diào)節(jié)劑泵管、酸度調(diào)節(jié)劑流路管和多功能組合塊去除，用離子 強(qiáng)度調(diào)節(jié)液和酸度調(diào)節(jié)劑混合液直接作為載流，載流流路由載流入口管、載流泵管、載流入 閥管、多功能閥、載流出閥管、混合盤管、混合盤管出口管和流通電化學(xué)檢測(cè)器相連接，成為 單管線“正壓式”流路系統(tǒng)(如圖4)，用于血清電解質(zhì)測(cè)定。在本發(fā)明中，在單管線“正壓式”流路系統(tǒng)基礎(chǔ)之上，將載流入閥管直接插入載流，將帶有載流泵管的泵A連接在檢測(cè)器出口管和排廢管之間，成為單管線“負(fù)壓式”流路系 統(tǒng)。本發(fā)明測(cè)定裝置中，各組成部分結(jié)構(gòu)特征如下本發(fā)明的載流和酸度調(diào)節(jié)劑是注入系統(tǒng)的血樣塞的動(dòng)力源，也是分析系統(tǒng)的清洗 液；載流可以使用電解質(zhì)混合標(biāo)準(zhǔn)液或超純水，酸度調(diào)節(jié)劑是具有調(diào)節(jié)血樣離子強(qiáng)度及酸 度作用的離子強(qiáng)度調(diào)節(jié)緩沖液；當(dāng)載流為超純水時(shí)，酸度調(diào)節(jié)劑中再加入一定濃度的多電 解質(zhì)混合標(biāo)準(zhǔn)液。本發(fā)明可按照能斯特方程，使血樣電解質(zhì)濃度與電極響應(yīng)值成對(duì)數(shù)線性相關(guān)進(jìn)行 計(jì)算，也可簡(jiǎn)化成一次線性方程相關(guān)進(jìn)行計(jì)算，用于血樣中多種電解質(zhì)的濃度的同時(shí)定量。
本發(fā)明的流通式電化學(xué)檢測(cè)器中可安裝多個(gè)微型流通式指示電極和參比電極；在 系統(tǒng)流路中指示電極與參比電極可以是串聯(lián)方式或并聯(lián)方式連接；并聯(lián)方式是將酸度調(diào)節(jié) 劑流路管分成兩路，一路流過(guò)多功能組合塊的匯合點(diǎn)、混合盤管、混合盤管出口流路、含噴 壁式流路的流通電化學(xué)檢測(cè)器，從流通電化學(xué)檢測(cè)器出口管排出；另一路直接流過(guò)流通式 參比電極，排出。本發(fā)明的多電解質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)液只使用KCl、NaCl和CaCl2而不使用KAc、NaAc和CaAc2, 因?yàn)镵Ac、NaAc、CaAc2中的Ac—干擾氯電極的響應(yīng)；雙流路的載流由離子強(qiáng)度調(diào)節(jié)液(0. 1 2. Ommol I^K+、。· 5 56. ^imoir1 Na+、1. 0 60. Ommol L-1 Cr禾口 0. 10 0.8mmol L-1 Ca2+) 組成；酸度調(diào)節(jié)劑由緩沖液(5 150mmol L-1Na2B4O7-H3BO3, pH7. 4)組成；單流路的載流由 離子強(qiáng)度調(diào)節(jié)液和酸度調(diào)節(jié)劑按適當(dāng)?shù)谋壤?8 1 1 1)混合而成。本發(fā)明的連接系統(tǒng)的管路材質(zhì)是聚乙烯、聚四氟乙烯等塑料管，各種管的內(nèi)徑在 0. 25 1.5mm范圍，長(zhǎng)度在5 200cm范圍內(nèi)；采樣環(huán)的體積在45 400 μ L范圍內(nèi)；本發(fā) 明的多功能組合塊具有一個(gè)和數(shù)個(gè)三通結(jié)構(gòu)；泵可用單通道、雙通道或三通道蠕動(dòng)泵、柱塞 泵，也可采用高液位恒流器代替等，單管線測(cè)定裝置可采用一個(gè)雙通道蠕動(dòng)同時(shí)驅(qū)動(dòng)載流 和樣品，雙管線測(cè)定裝置可采用一個(gè)雙通道或三通道蠕動(dòng)泵同時(shí)驅(qū)動(dòng)載流、酸度調(diào)節(jié)劑和 樣品；指示電極是各種流通式選擇性電極；參比電極是流通式Hg/HgCl2、Ag/AgCl電極或離 子選擇性電極。本發(fā)明的基本技術(shù)參數(shù)為測(cè)定范圍2 22mmol Γ1 Κ+、90 253mmol Γ1 Na+、 20 248mmol Γ1 C1_、0. 35 l(toimol Γ1 Ca2+，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差小于 1. 0% (n = 11)；線性相 關(guān)系數(shù)r > 0. 999 ；分析速度120樣h-1 (480檢出h-1)。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是操作簡(jiǎn)便、測(cè)量參數(shù)多、測(cè)定速度快、重現(xiàn)性好；樣 品的定量和注入、流路的清洗等全是自動(dòng)進(jìn)行。所以說(shuō)，本發(fā)明是一種包括新測(cè)定方法在內(nèi) 的、全自動(dòng)快速測(cè)定血清電解質(zhì)的分析方法與裝置。本發(fā)明的特點(diǎn)是a)本系統(tǒng)中載流連續(xù)流經(jīng)流通電極檢測(cè)器，避免了傳統(tǒng)電解質(zhì)分析儀測(cè)定過(guò)程中 敏感膜表面周期性暴露在空氣中，使其干濕交替以及清洗交替弓I起的膜表面狀態(tài)變化對(duì)電 極靈敏度和穩(wěn)定性的影響。b)本系統(tǒng)能夠確保準(zhǔn)確地吸取樣品，精確計(jì)時(shí)，恒定流速，高度重復(fù)的傳送樣品以 及完全相同的流動(dòng)力學(xué)條件，為被測(cè)樣品提供了穩(wěn)定的測(cè)量條件，減少了采樣和測(cè)量誤差。c)本系統(tǒng)中，血樣以“樣品塞”的形式注入載流中，不在流通電化學(xué)檢測(cè)器內(nèi)停留， 載流尾隨其后對(duì)系統(tǒng)清洗，消除了傳統(tǒng)電解質(zhì)分析儀中血樣間的交叉污染及血樣在流路中停留所造成的血清纖維蛋白吸附及堵塞電極通道等問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)測(cè)定及清洗同時(shí)自動(dòng) 進(jìn)行，電極能始終保持清潔、待測(cè)狀態(tài)，延長(zhǎng)了電極使用壽命，減少了操作步驟，節(jié)省了測(cè)試 成本。d)本發(fā)明的分析速度快(120樣1Λ480檢出h—1)，重現(xiàn)性好(RSD < 1.0% )0e)本發(fā)明的試劑耗量?jī)H為45 μ L次-、載流流量也小(僅為1. 56ml min—1)，大大 降低了測(cè)試成本。f)本發(fā)明流路簡(jiǎn)單，易于操作，易于裝配，且可靠性高，壽命長(zhǎng)。g)本發(fā)明可替代現(xiàn)有的傳統(tǒng)電解質(zhì)儀。本發(fā)明適用于臨床電解質(zhì)檢查，尤其適用于床邊診斷，及時(shí)測(cè)定病人體液中的電 解質(zhì)，這對(duì)治療疾病具有重大的意義。


圖1.《電解質(zhì)儀》(專利號(hào)UN 4705668)示意2.《電解質(zhì)分析儀》(專利號(hào)CN 2283853Y)示意3.雙管線“正壓式”流路系統(tǒng)同時(shí)測(cè)定血清中鉀/鈉/氯/鈣的流動(dòng)注射離子 選擇電極系統(tǒng)示意圖1泵A、2泵B、3載流、3a載流入口管、4酸度調(diào)節(jié)劑、如酸度調(diào)節(jié)劑入口管、5樣品、 6樣品導(dǎo)入管、7采樣定量環(huán)出口管、8樣品導(dǎo)入泵管、9酸度調(diào)節(jié)劑泵管、10載流泵管、11載 流入閥管、12載流出閥管、13酸度調(diào)節(jié)劑流路管、14采樣定量環(huán)、15多功能閥、16匯合點(diǎn)、 17多功能組合塊、18混合盤管、19混合盤管出口流路管、20流通電化學(xué)檢測(cè)器、21噴壁式流 路、22計(jì)算機(jī)、23流通電化學(xué)檢測(cè)器出口管、M排廢口、25樣品出口管圖4.單管線“正壓式”流路系統(tǒng)同時(shí)測(cè)定血清中鉀/鈉/氯/鈣的流動(dòng)注射離子 選擇電極系統(tǒng)示意5.同時(shí)測(cè)定多電解質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)液中K7Na7Cl7Ca2+得到的標(biāo)準(zhǔn)曲線(雙管路“正壓 式”流路系統(tǒng))
具體實(shí)施例方式結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式作進(jìn)一步描述實(shí)施例1利用本發(fā)明的雙管線“正壓式”流路系統(tǒng)(見(jiàn)圖3)對(duì)三個(gè)血清樣中K7Na7Cl7 Ca2+進(jìn)行了同時(shí)測(cè)定。實(shí)驗(yàn)條件酸度調(diào)節(jié)劑⑷為IOOmmol L—1 Na2B4O7-H3BO3(pH7. 4)、載 流(3)為 0.25mmol Γ1 K+、48. 6mmolI^1Na+、2· 5mmol Γ1 Cr 和 0. 25mmol Γ1 Ca2+的電解質(zhì) 混合標(biāo)準(zhǔn)液；混合盤管⑶使用了長(zhǎng)30cm，內(nèi)徑0. 5mm的聚四氟乙烯管；采樣環(huán)(6)體積為 45 μ L ；流通電化學(xué)檢測(cè)器(4)為K7Na7Cl7Ca2+微型流通式電極串聯(lián)檢測(cè)器；電腦自動(dòng)控 制與記錄單元(5)為自編程序。得到的K7Na7Cl7Ca2+標(biāo)準(zhǔn)曲線如圖5所示，對(duì)三個(gè)血清樣品中K7Na+/Cl7Ca2+的 測(cè)定數(shù)據(jù)及加標(biāo)回收率實(shí)驗(yàn)如表1、2所示?？梢钥闯觯鄬?duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD) < 1.0%;回收 率在94-106%之間；可見(jiàn)本發(fā)明的雙管線“正壓式”流路系統(tǒng)能完全滿足臨床電解質(zhì)測(cè)定 的要求。
表1.雙流路測(cè)定血樣中K7Na7Cl7Ca2+含量的結(jié)果(雙管線“正壓式”流路系統(tǒng))
權(quán)利要求
1.一種用于同時(shí)測(cè)定血樣中多種電解質(zhì)的流動(dòng)注射微電極串聯(lián)電化學(xué)自動(dòng)分析方法， 其特征在于當(dāng)多功能閥(15)處于“采樣”位置時(shí)，在泵A(I)的動(dòng)力作用下，離子強(qiáng)度調(diào) 節(jié)液作為載流(3)流過(guò)多功能閥(15)、載流出閥管(12)，到達(dá)多功能組合塊(17)的匯合 點(diǎn)(16)；緩沖液作為酸度調(diào)節(jié)劑⑷在匯合點(diǎn)(16)與載流(3)匯合后，連續(xù)流過(guò)混合盤管 (18)和流通電化學(xué)檢測(cè)器(20)，在其中的噴壁式流路中與指示電極和參比電極之間 產(chǎn)生電極電位信號(hào)，作為基線電極電位(ΔΕ^ = Ebi-E1^f ；E1/為指示電極對(duì)載流的響應(yīng)電 位；Ebref為參比電極對(duì)載流的響應(yīng)電位)，由計(jì)算機(jī)02)記錄；同時(shí)，在泵Β(2)的抽吸作用 下，一個(gè)低濃度的混合標(biāo)準(zhǔn)液進(jìn)入采樣定量環(huán)(14)，進(jìn)行混合標(biāo)準(zhǔn)液的自動(dòng)精密定量，多余 混合標(biāo)準(zhǔn)液由樣品出口管05)排出；當(dāng)多功能閥(15)自動(dòng)切換到“注入”位置時(shí)，采樣定 量環(huán)(14)中被定量的“混合標(biāo)準(zhǔn)液塞”以高度重現(xiàn)的方式注入到載流流路中，被載流(3)推 入混合盤管(18)與酸度調(diào)節(jié)劑(4)混合，之后進(jìn)入流通電化學(xué)檢測(cè)器OO)的噴壁式流路 管內(nèi)，依次與各流通電極的敏感膜表面接觸，在物理分散不平衡和電化學(xué)反應(yīng)不完全 的非平衡條件下高度重現(xiàn)地流過(guò)指示電極和參比電極，發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，電極分別給出各 自的電位信號(hào)(ΔΕ, = Ε;-Ε/ε ；Ε；為指示電極對(duì)血樣塞的響應(yīng)電位；E/ef為參比電極對(duì) 血樣塞的響應(yīng)電位)；“混合標(biāo)準(zhǔn)液塞”最后從排廢管04)排出；電極輸出的信號(hào)由計(jì)算機(jī) (22)記錄、處理；當(dāng)多功能閥(1 再次自動(dòng)切換到“采樣”位置后，隨之按上述過(guò)程再測(cè)定 一個(gè)或多個(gè)高濃度的混合標(biāo)準(zhǔn)液；根據(jù)多電解質(zhì)混合標(biāo)準(zhǔn)液的電位與電解質(zhì)濃度進(jìn)行數(shù)學(xué) 回歸，得到多電解質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)曲線方程，并儲(chǔ)存在計(jì)算機(jī)0 中；在此之后再測(cè)定血樣(5)， 過(guò)程與混合標(biāo)準(zhǔn)液的相同；計(jì)算機(jī)0 利用儲(chǔ)存的標(biāo)準(zhǔn)曲線方程，根據(jù)血樣( 的電位值， 給出血樣(5)中電解質(zhì)的濃度；載流(3)同時(shí)尾隨“血樣塞”對(duì)電極敏感膜進(jìn)行及時(shí)自動(dòng)清 洗。
2.一種用于同時(shí)測(cè)定血樣中多種電解質(zhì)的流動(dòng)注射微電極串聯(lián)電化學(xué)自動(dòng)分析裝置， 其特征在于；由泵六(1)、泵80)、載流(3)、載流入口管(3a)、酸度調(diào)節(jié)劑(4)、酸度調(diào)節(jié)劑 入口管( )、樣品(5)、樣品入口管(6)、采樣定量環(huán)出口管(7)、樣品導(dǎo)入泵管(8)、酸度調(diào) 節(jié)劑泵管(9)、載流泵管(10)、載流入閥管(11)、載流出閥管(12)、酸度調(diào)節(jié)劑流路管(13)、 采樣定量環(huán)(14)、多功能閥(15)、匯合點(diǎn)(16)、多功能組合塊(17)、混合盤管(18)、混合盤 管出口流路管(19)、流通電化學(xué)檢測(cè)器OO)、噴壁式流路管、計(jì)算機(jī)0 、流通電化學(xué) 檢測(cè)器出口管(23)、排廢管(M)、樣品出口管0 組成；在本發(fā)明中，自動(dòng)采樣定量流路通 過(guò)樣品入口管(6)、多功能閥(15)的采樣定量環(huán)(14)、采樣定量環(huán)出口管(7)、樣品導(dǎo)入泵 管(8)、樣品出口管0 連接而成；載流流路由載流入口管(3a)、載流泵管(10)、載流入閥 管(11)、多功能閥(15)、載流出閥管(12)，與多功能組合塊(17)的匯合點(diǎn)(16)相連接；酸 度調(diào)節(jié)劑流路由酸度調(diào)節(jié)劑入口管( )、酸度調(diào)節(jié)劑泵管(9)、酸度調(diào)節(jié)劑流路管(13)與 多功能組合塊(17)的匯合點(diǎn)(16)相連接；多功能組合塊(17)的匯合點(diǎn)(16)與混合盤管 (18)、混合盤管出口流路(19)、含噴壁式流路的流通電化學(xué)檢測(cè)器(20)、檢測(cè)器出口 管(23)、排廢管04)相連接；計(jì)算機(jī)0 除記錄處理電極電位信號(hào)外，還同時(shí)控制本發(fā)明 中多功能閥和泵的轉(zhuǎn)動(dòng)、停止，流通電化學(xué)檢測(cè)器的電氣功能及作用；該系統(tǒng)為雙管線“正 壓式”流路系統(tǒng)；在此基礎(chǔ)之上，將載流入閥管(11)直接插入載流(3)，酸度調(diào)節(jié)劑流路管 (13)直接插入酸度調(diào)節(jié)劑G)，將帶有載流泵管(10)的泵A(I)連接在檢測(cè)器出口管03) 和排廢管04)之間，成為雙管線“負(fù)壓式”流路系統(tǒng)。
3.如權(quán)利要求1所述的一種用于同時(shí)測(cè)定血樣中多種電解質(zhì)的流動(dòng)注射微電極串聯(lián) 電化學(xué)自動(dòng)分析方法，其特征在于載流C3)和酸度調(diào)節(jié)劑(4)是血樣塞的動(dòng)力源，是分析 系統(tǒng)的清洗液；載流是電解質(zhì)混合標(biāo)準(zhǔn)液或超純水，酸度調(diào)節(jié)劑(4)是具有調(diào)節(jié)血樣酸度 作用的緩沖液；當(dāng)載流(3)為超純水時(shí)，酸度調(diào)節(jié)劑中再加入一定濃度的電解質(zhì)混合液。
4.如權(quán)利要求1所述的一種用于同時(shí)測(cè)定血樣中多種電解質(zhì)的流動(dòng)注射微電極串聯(lián) 電化學(xué)自動(dòng)分析方法，其特征在于可按照能斯特方程使電解質(zhì)濃度與電極響應(yīng)值(ΔΕ) 成對(duì)數(shù)線性相關(guān)，也可簡(jiǎn)化成一次線性方程相關(guān)，用于同時(shí)定量血樣中多種電解質(zhì)的濃度。
5.如權(quán)利要求1所述的一種用于同時(shí)測(cè)定血樣中多種電解質(zhì)的流動(dòng)注射微電極串聯(lián) 電化學(xué)自動(dòng)分析方法，其特征在于多電解質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)液不使用KAc、NaAc, CaAc2,只使用KC1， NaCl，CaCl2 ；雙流路的載流(3)由離子強(qiáng)度調(diào)節(jié)液(0. 1 1. Ommol Γ1 K+、46 IOOmmol Γ1 Na+、2. O IOOmmol Γ1 CF 和 0. 20 1. (toimol Γ1 Ca2+)組成；酸度調(diào)節(jié)劑(4)由緩沖 液(23 150mmol L-1 Na2B4O7-H3BO3, pH7. 4)組成；單流路的載流(3)由離子強(qiáng)度調(diào)節(jié)液和 酸度調(diào)節(jié)劑⑷按適當(dāng)?shù)谋壤?8 1 1 1)混合而成；
6.如權(quán)利要求2所述的一種用于同時(shí)測(cè)定血樣中多種電解質(zhì)的流動(dòng)注射微電極串聯(lián) 電化學(xué)自動(dòng)分析裝置，其特征在于流通式電化學(xué)檢測(cè)器00)中有多個(gè)微型流通式指示電 極和參比電極；在系統(tǒng)流路中指示電極與參比電極可以是串聯(lián)方式或并聯(lián)方式連接；并聯(lián) 方式是將酸度調(diào)節(jié)劑流路管(1 分成兩路，一路流過(guò)多功能組合塊(17)的匯合點(diǎn)(16)、混 合盤管(18)、混合盤管出口流路(19)、含噴壁式流路的流通電化學(xué)檢測(cè)器(20)，從流 通電化學(xué)檢測(cè)器出口管排出；另一路直接流過(guò)流通式參比電極，排出。
7.如權(quán)利要求2所述的一種用于同時(shí)測(cè)定血樣中多種電解質(zhì)的流動(dòng)注射微電極串聯(lián) 電化學(xué)自動(dòng)分析裝置，其特征在于可將酸度調(diào)節(jié)劑泵管(9)、酸度調(diào)節(jié)劑流路管(1 和多 功能組合塊(17)去除，用離子強(qiáng)度調(diào)節(jié)液和酸度調(diào)節(jié)劑混合液直接作為載流(3)，載流流 路由載流入口管(3a)、載流泵管(10)、載流入閥管(11)、多功能閥(15)、載流出閥管(12)、 混合盤管(18)、混合盤管出口管(19)和流通電化學(xué)檢測(cè)器OO)相連接，成為單管線“正壓 式”流路系統(tǒng)。
8.如權(quán)利要求2所述的一種用于同時(shí)測(cè)定血樣中多種電解質(zhì)的流動(dòng)注射微電極串聯(lián) 電化學(xué)自動(dòng)分析裝置，其特征在于在單管線“正壓式”流路系統(tǒng)基礎(chǔ)之上，將載流入閥管 (11)直接插入載流(3)，將帶有載流泵管(10)的泵A(I)連接在檢測(cè)器出口管和排廢 管04)之間，成為單管線“負(fù)壓式”流路系統(tǒng)。
9.如權(quán)利要求2所述的同時(shí)測(cè)定血樣中多種電解質(zhì)的流動(dòng)注射微電極串聯(lián)電化學(xué)自 動(dòng)分析裝置，其特征在于連接系統(tǒng)的管路材質(zhì)是聚乙烯、聚四氟乙烯等塑料管，各種管的 內(nèi)徑在0.25 1. 5mm范圍，長(zhǎng)度在5 200cm范圍內(nèi)；采樣環(huán)(14)的體積在45 400 μ L 范圍內(nèi)；多功能組合塊(17)具有一個(gè)和數(shù)個(gè)三通結(jié)構(gòu)；泵可用蠕動(dòng)泵、柱塞泵，也可采用高 液位恒流器代替等，單管線測(cè)定裝置可采用一個(gè)雙通道蠕動(dòng)同時(shí)驅(qū)動(dòng)載流和樣品，雙管線 測(cè)定裝置可采用一個(gè)雙通道或三通道蠕動(dòng)泵同時(shí)驅(qū)動(dòng)載流、酸度調(diào)節(jié)劑和樣品；指示電極 是各種流通式選擇性電極；參比電極是流通式Hg/HgCl2、Ag/AgCl電極或離子選擇性電極。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種用于血樣中多電解質(zhì)同時(shí)測(cè)定的流動(dòng)注射微電極串聯(lián)電化學(xué)自動(dòng)方法及裝置，屬于臨床檢驗(yàn)領(lǐng)域。多功能閥在“采樣”位置時(shí)，在泵的動(dòng)力作用下，載流與酸度調(diào)節(jié)劑匯合，連續(xù)流過(guò)混合盤管和流通電化學(xué)檢測(cè)器，產(chǎn)生基線電極電位信號(hào)；血樣同時(shí)進(jìn)入采樣定量環(huán)進(jìn)行自動(dòng)精密定量；閥切換到“注入”位置，定量的“血樣塞”以高重現(xiàn)方式注入到載流中，與酸度調(diào)節(jié)劑混合后進(jìn)入流通電化學(xué)檢測(cè)器，分別得到各自的電位信號(hào)，計(jì)算機(jī)給出血樣結(jié)果；與此同時(shí)，載流尾隨“血樣塞”對(duì)電極敏感膜表面和系統(tǒng)及時(shí)自動(dòng)清洗。本發(fā)明自動(dòng)化程度高、測(cè)定速度快、重現(xiàn)性好、樣品耗量少，消除了血樣對(duì)系統(tǒng)的堵塞及交叉污染。
文檔編號(hào)G01N27/416GK102072930SQ20101053985
公開(kāi)日2011年5月25日 申請(qǐng)日期2010年11月11日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月11日
發(fā)明者周磊, 李永生 申請(qǐng)人:四川大學(xué)