【冯仁丰】临床检验检测钾和钠的一些问题的认识2 离子选择性电极检测血浆钾和钠

ISE检测Na⁺和K⁺，使用了电位分析。电位检测是在检测电极（ISE）和参考电极间电流中，确定电动势（E，potential电位）的改变，即：被选定的离子与ISE膜的互相反应。ISE的组成随被检测的分析而异；Na⁺ 的电极是以玻璃膜拟合，K⁺的电极则以内含缬氨霉素的液体离子交换膜组成。在电解质分析仪和自动仪器中，系统包含有确定量的Na⁺和K⁺溶液校准。电极在校准品下确定了电极的电位，ΔE/Δlog浓度的响应，被储存在微处理器中，以计算被检测离子的未知浓度。

电极响应或斜率因子要经常校准，由用户启动或由微处理器控制的校准品进行校准，是当今ISE系统最典型的。有些可用的ISE系统也检查校准品或第三方校准品的电位，在检测每个患者标本前实施，以补偿电极的偏移和/或噪音。

有两类ISE方法，间接ISE和直接ISE，使用中必须区分。间接ISE方法，样品首先以大量低离子强度的稀释剂混合，再进入检测窗。间接ISE在高通量自动化的大型生化系统上最常见。间接方法在ISE技术历史的早期形成，小样品与大体积稀释，足以适合覆盖一个大电极，消除在电极表面蛋白质的浓度。直接ISE方法，不需对样品稀释，直接与电极接触。直接ISE方法使微型电极成为可能，主要用于一些自动实验室仪器。直接ISE电极主要用于血气分析仪和POCT设施，可以使用全血与电极接触。

使用ISE观察到的误差分三类。第一个是电极缺乏选择性。例如许多Cl^-电极相对于其他卤素阴离子，如I^-或SCN^-，缺乏选择性。第二个误差在于ISE膜上反复有蛋白质覆盖，或膜被污染，或盐桥被与选择性离子竞争的离子反应，因此，改变了电极响应。在ISE检测中这样的误差，必须定期更换膜，这是常规保养的一部分。最后，电解质排斥效应（electrolyte exclusion effect），这仅出现在间接方法，因样品中脂类和蛋白质的溶剂-置换效应所致，导至检测值假性减少。

电解质排斥效应（electrolyte exclusion effect）：主要的血浆电解质，如Na⁺、K⁺、CI^-和HCO₃^-，与蛋白质的结合很少，被血浆中的水相携带。血浆的组成，大致上有93%的水和7%的固体，如蛋白质和脂类。在血浆被取样（如，10μl ），加到间接ISE分析前的低离子强度缓冲液内，仅仅9.3 μl的血浆水，内含电解质被加到稀释剂内。但是，在报告血浆电解质浓度时，我们报告了总血浆体积内的浓度（mmol/L），而不是血浆水的体积。因此，在缺乏增加的血浆蛋白质或脂类浓度下，报告血浆体积内Na⁺浓度为140 mmol/L的，应等同于血浆水内的Na⁺浓度为150 mmol/L（140 x [100/93]）。这个在血浆电解质分析中的负“误差”或偏移，已经被认识了许多年。

所有电解质参考区间，是依据一个假设，即血浆稳定地含有约93%的水，反映了总血浆体积内的浓度，但不是水的体积。即使它是在血浆水中的电解质浓度，在生理上关联的（正常人Na⁺浓度是150 mmol/L），被假设了血浆中水的体积成分足以稳定，这个差异可以忽略不计。但是，在病理生理条件下存在这个电解质排斥效应成为了问题，它改变了血浆水的体积，如高脂血症或高蛋白质血症。在这些情况下，得到了假性偏低的电解质值，无论在分析前是否对样品做了稀释。

在某些情况下，如酮酸症中毒，具有高脂血症或具有严重高蛋白质血症的多发性骨髓瘤，负的排斥效应会非常大，使得临床医生相信实验室结果，认为电解质结果是正常或偏低，而事实上血浆水相中的浓度是高的或正常的，导至假性低钠血症。

在严重蛋白质血症下，效应作用相反，导至Na⁺或K⁺值的假性升高。在间接ISE下，原先检测血浆电解质的方法、火焰光度法，也要求在分析前进行样品稀释，即使这样也还是出现假性的低/高钠血症。

直接ISE方法不要求对样品稀释，因为没有稀释，离子活度直接与水相中浓度呈比例，但这不是总的血浆体积内的浓度。所以，直接ISE方法不受电解质排斥效应的影响。为了使直接ISE得到的结果，等同于间接ISE（和火焰光度法），直接ISE方法的操作以通常参考为“火焰模式”。在这个模式中，直接检测的血浆水内的浓度，乘上血浆的平均水体积分数（0.93）。尽管血浆的实际水体积分数会非常大，只要特定离子的活度恒定，如果离子没有与蛋白质结合，在水相中离子的浓度变得，与水和总固体的相对比例无关。大多临床化学人员和医师已经得到了结论，即直接ISE方法对于电解质的分析是选择的方法。但是，通过使用“火焰模式”，直接ISE方法的结果将继续被转换为总血浆体积的浓度，因此超过80%的实验室继续在使用间接ISE方法。

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