簡介
血氣分析是醫學上常用於判斷機體是否存在酸鹼平衡失調以及缺氧和缺氧程度等。發展歷史
自五十年代末丹麥的Poul Astrup 研製出第一台血氣分析儀四十多年來，血氣分析技術一直在急性呼吸衰竭診療、外科手術、搶救與監護過程中發揮著至關重要的作用。隨著科學技術的迅猛發展，血氣分析儀的各項性能也得到極大的提高。根據血氣分析的時代特點，大致可將其分為三個發展階段：（一） 50年代末-60年代 這一時期血氣分析儀發展和套用起步不久，處於手動時代，結構笨重（100kg），所需樣品量大（約為2ml），可測定值較少，有PH、PCO2、PO2。以丹麥Radiometer公司的AME-1型為代表。
（二） 70年代-80年代 計算機和電子技術的套用導致血氣分析儀進入全自動時代，由於採用了積體電路，儀器結構得到重要改進，重量降至30kg左右。感測器探頭小型化使得所需樣品量降至幾百—幾十微升，工作選單日趨簡單，操作可在提示下進行，可測量和計算的參數也不斷增多。各公司生產的儀器均實現了自動定標、自動進樣、自動清洗、自動檢測儀器故障和電極狀態，並自動報警，電極的使用壽命和穩定性不斷提高，儀器的預熱和測量時間也逐步縮短。丹麥Radiometer公司的ABL系列、美國IL公司的1300系列、瑞士AVL公司的AVL系列、美國CORING的16、17系列都屬於該類產品。
普朗血氣分析儀（三） 90年代-至今 90年代以來，計算機技術進一步滲透到血氣分析領域，先進的界面幫助模式、圖示模式使操作更為直觀，許多廠家把血氣和電解質等分析結合在一起，生產出了血氣電解質分析儀。軟體和硬體的進步使現代血氣分析儀具有超級的數據處理、維護、貯存和專家診斷功能。為滿足日益增長的POCT需要，血氣分析儀正朝著攜帶型、免維護、易操作的方向發展。
血氣分析技術的儀器原理
測定血氣的儀器主要由專門的氣敏電極分別測出O2、CO2和pH三個數據，並推算出一系列參數。其結構組成基本一致，一般包括電極（pH、PO2、PCO2）、進樣室、CO2空氣混合器、放大器元件、數字運算顯示器和印表機等部件。1.電極系統
（1）pH測定系統：包括pH測定電極即玻璃電極、參比電極及兩種電極間的液體介質。原理是血樣中的H離子與玻璃電極膜中的金屬離子進行離子交換產生電位變化，此電位與H離子濃度成正比，再與不受待測溶液H離子濃度影響的參比電極進行比較測量，得出溶液的pH。
（2）PCO2電極：PCO2電極屬於CO2氣敏電極，主要由特殊玻璃電極和Ag/AgCl參比電極和電極緩衝液組成。原理與pH電極基本相同，只是pH電極外面還有一層聚四氟乙烯或矽橡膠膜，CO2自由透過，其他離子不能透過，此膜與pH電極間含有電解液，PCO2的改變可影響電解液的pH，PCO2的對數與pH呈直線關係。
（3）PO2電極：PO2電極是一種對O2敏感的電極，屬於電位法。樣本中的O2經過聚丙烯膜到達鉑陰極表面時，O2不斷地被還原，陽極又不斷地產生Ag並與Cl結合成AgCl沉積在電極上，氧化還原反應在陰陽極之間產生電流其強度與PO2成正比。
2.管道系統主要由測定室、轉換盤系統、氣路系統、溶液系統及泵體等組成。
標本採集、運送
1.標本採集（1）採血部位：血氣分析的最佳標本是動脈血，能真實地反映體內的氧化代謝和酸鹼平衡狀態，常取部位是肱動脈、股動脈、前臂動脈等，也可用動脈化毛細血管血，只是PO2低於動脈血；靜脈血也可供作血氣測定，但與動脈血差別較大。
（2）抗凝集的選擇：因需測定全血血氣，所以必須抗凝，一般用肝素抗凝（最適用肝素鋰，濃度為500-1000U/ml）。
（3）注意防止血標本與空氣接觸，應處於隔絕空氣的狀態。與空氣接觸後可使PO2升高，PCO2降低，並污染血標本。
（4）標本放置時間：宜在30分鐘之內檢測，否則，會因為全血中有活性的RBC代謝，不斷地消耗O2，並產生CO2，而影響結果的準確性。如30分鐘內不能檢測，應將標本置於冰水中保存，最多不超過2小時。
（5）採血前應讓病人在安定舒適狀態，避免非靜息狀態造成的誤差。
2.標本運送
血氣分析檢驗質量控制
目前使用的血氣分析的參考試劑按基質不同分為水劑緩衝液、全血、血液基質和人造血氟碳化合物四種。目前使用最多的是水劑緩衝液，該質控物具有穩定，使用方便等優點。使用血氣質控物時應注意：1.室溫平衡質控物，再用力振搖2～3分鐘，使氣相與液相重新平衡；
2.開啟安瓿後應立即注入儀器中檢測，再觀察所測結果是否失控，如在質控範圍內，表明該儀器處在正常運轉狀態，可以用於標本檢測；
3.觀察結果，如果偏離參考範圍，查明原因並排除後再測；
4.過期的質控物不能使用，無參考範圍說明書的質控物不能使用，因為每個批號的質控物的參考範圍存在一定的差異。
常用指標
1、酸鹼度(pH)
參考值7.35～7.45。<7.35為失代償性酸中毒症，>7.45為失代償性鹼中毒。但pH正常並不能完全排除無酸鹼失衡。代償性酸或鹼中毒時PH均在7.35～7.45的正常範圍之間。2、二氧化碳分壓(PCO2)
參考值4.65～5.98kPa(35～45mmHg)乘0.03即為H2CO3含量。超出或低於參考值稱高、低碳酸血症。>50mmHg有抑制呼吸中樞危險。是判斷各型酸鹼中毒主要指標。3、二氧化碳總量(TCO2)
參考值24～32mmHg，代表血中CO2和HCO3之和，在體內受呼吸和代謝二方面影響。代謝性酸中毒時明顯下降，鹼中毒時明顯上升。4、氧分壓（PO2）
參考值10.64～13.3kpa（80～100mmHg）。低於60mmHg即有呼吸衰竭，<30mmHg可有生命危險。5、氧飽和度(SatO2)
參考值91.9%~99%6、實際碳酸氫根（AB）
參考值21.4～27.3mmol/L，標準碳酸氫根（SB）參考值21.3～24.8mmol/L。AB是體內代謝性酸鹼失衡重要指標，在特定條件下計算出SB也反映代謝因素。二者正常為酸鹼內穩正常。二者皆低為代謝性酸中毒（未代償），二者皆高為代謝性鹼中毒（未代償），AB>SB為呼吸性酸中毒，AB7、剩餘鹼（BE）
參考值—3～+3mmol/L，正值指示增加，負值為降低。8、陰離子間隙（AG）
參考值8～16mmol/L，是早期發現 混合性酸鹼中毒重要指標。判斷酸鹼失衡應先了解臨床情況，一般根據pH，PaCO2,BE（或AB）判斷酸鹼失衡，根據PaO2及PaCO2判斷缺氧及通氣情況。pH超出正常範圍提示存在失衡。但pH正常仍可能有酸鹼失衡。PaCO2超出正常提示呼吸性酸鹼失衡，BE超出正常提示有代謝酸失衡。但血氣和酸鹼分析有時還要結合其他檢查，結合臨床動態觀察，才能得到正確判斷。血氣分析儀校準
1. 血氣分析儀校準廠家考慮到校準問題時有不同的設計、方案和推薦。每台分析儀都有推薦的程式，包括特殊的校準物質和頻次，操作者必須要遵從這些推薦。廠家的校準物質必須能溯源到由國家或者國家計量研究院（例如美國國家標準和技術研究院[NIST]）所發布的有證參考物質，或者是天然的標準品。廠家研發的初級標準品同樣需要溯源，用於發展次級工作校準物。廠家應該建立判斷與操作分析相關的校準功能的不確定性和臨床可接受性能目標的使用者的要求和需求。
2. 校準溯源
在普通化學計量學中所建立起來的測量溯源性的概念現在也已經被引入到了臨床化學分析領域中。根據《計量學辭彙表和測量不確定度表達指南》，測量溯源性是“通過一條具有規定不確定度的不間斷的比較鏈，使測量結果或測量標準的值能夠與規定的標準，通常是與國家測量標準或國際測量標準聯繫起來的特性。”
(1) 溯源的總體要求
ISO17025,5.6.3.2中陳述“只要可能，參考物質應該被溯源到測量的SI單位，或者是有證參考物質。”嚴格說來，只有標準或者參考物質的值或者測量，而非物質本身，可以被溯源，但是我們通常的說法是一種標準品可以被溯源。
應該記錄用來進行pH、血氣和相關測量的檢驗儀器室內或室外校準的所有物質。記錄應該包括廠家對溯源性的宣稱和分析的證書。至少包括以下內容：廠家的名字和地址、廠家認可的編號、如何獲得溯源性的，以及可溯源的值和他們相關的不確定性。
如果某個特殊分析物的可溯源標準不存在，則應該滿足如下的溯源性的要求：1)採用由一個有能力的擁有可靠的物理或化學特徵的供給者所提供的已知純度的有證物質；2)採用那些被所有相關團體清楚描述和達成共識的特殊方法和/或共識標準；3)參與合適的實驗室間比對項目。
缺乏校準不確定度特殊信息的校準物質的溯源性自身是不能確保在臨床條件下任何測量儀器具有可拒收的分析校準的。因此，可溯源的合適的QC物質和合適的質量保證項目也需要用來滿足臨床套用中可接受的分析性能要求。
(2) 天然標準品
天然標準品是純淨的，具有已知特性的非合成物質，通常用來使分析儀器標準化。例如水的三相點，是一個工人的溫度計校準或驗證的標準。天然標準品可能和可溯源的標準品具有一樣的可信度。
血氣分析中最簡單和最常見的可操作天然標準是空氣（O2含量20.946± 0.002%）。空氣可能被用於血氣分析儀中pO2感測器的校準，並且其可信度與其他的可溯源標準品一樣。商業化的O2和N2混合氣體的精確度通常具有0.1%（當氧氣為20%時為 0.02%）的不確定度。採用空氣作為pO2感測器標準化可能存在的一個誤差是由外界溫度的變異所引起的。例如，在空調開放的重症監護室，氧氣校準中的變異一般被考慮為1%或更少，並且很少發生臨床後果。
(3) 有證參考物質用於pH、血氣和相關測量的實例pH
原始的pH結果應該可以溯源到pH的參考方法，採用來自NIST的磷酸緩衝液（標準參考物質[SRM]S186Ⅰ和186Ⅱ）。
pO2和pCO2
血液張力測定法是建立pO2和pCO2準確性的參考方法，如果用於張力測定法的氣體的組成在規定的濃度上具有0.3%的認證準確性的話。廠家應該採用具有認證氣體的血液張力測定法作為建立pO2和pCO2測量儀器準確性的參考方法。認證的氣體應該是可以溯源到標準參考物質的，諸如來自NIST的一系列pO2和pCO2混合氣體。
血氧定量法
每種血紅蛋白衍生物（FO2,FHHB, FCOHb, FMetHb, FSulfHb）的分數值都是基於吸收性比率來測量的，因此要求只要測量波長保持不變則不能單獨進行校準。
K+和Na+ 濃度
一級標準品是由高純度的KCl和NaCl鹽所產的比重測量溶液。這些一級工作標準品可能被溯源到NIST的SRM918和919。
Ca+ 濃度
使用的一級標準品是所謂的Ca+轉移標準品，由pH=7.4條件下的CaCO3和1mmol/L羥乙基哌嗪乙硫磺酸(hepes)和每kg160mmol的例子強度所製造而成。Ca+轉移標準品溯源性是採用NIST SRM915製作的類似標準品來完成。
Cl-濃度
一級標準品是比重測量標準品，來自高純度的KCl鹽。一級標準可以通過採用NIST SRM999(KCl)類似的標準品滴定來進行確認。採用AgNO3作為滴定劑，並用電位滴定儀器。
葡萄糖濃度
一級標準品來自NIST SRM917a（D-葡萄糖）。這些一級標準品被用於檢測工作標準品的葡萄糖濃度。採用葡萄糖參考方法來測量一級標準品的濃度。
乳酸濃度
目前尚無有證的乳酸SRM。一級標準品可能來自於純的商業物質，例如，L(+)乳酸鋰鹽（純度>99%）。
