血液pH测量

用氢离子浓度的负对数表示的血液酸碱度称为血液pH，即pH=-log[H⁺]，或pH=-log[aH⁺]，其中[H⁺]为氢离子浓度，[aH⁺]为有效氢离子浓度或活度。纯水中氢离子浓度为0.0000001g/L,pH=-log10^-7＝7。pH等于7为中性，低于7为酸性，高于7为碱性。在正常情况下，血液pH值保持在一定范围内，达到酸碱平衡。正常血液pH的范围为7.35～7.45。pH低于正常值为酸中毒，高于正常值为碱中毒。
血液pH的测量一般采用电极电位法，即利用电极电位与待测溶液中离子浓度的关系测定氢离子浓度。电极电位是电极与其接触的溶液界面上因电化学作用而形成的电位差。测量血液pH的装置称为pH计，其中用以检测氢离子浓度的电极称为pH电极（玻璃电极）。
pH电极以玻璃电极为测量电极，电极内充有pH为6.84的缓冲溶液，由浸于缓冲液中的Ag/AgCl内参比电极与外电路联接，以氢离子敏感玻璃膜与被测溶液相耦合，通过饱和KCl盐桥溶液与甘汞外参比电极联成测量回路。由于离子敏感膜内外溶液中氢离子浓度不同而产生的电位差即电极电位，其大小与被测溶液的氢离子浓度成比例，符合能斯特(Nernst)方程，即电极电位V=V₀-0.23026RT/F·pH，式中V₀为零参考电位，pH为被测溶液与测量电极内的缓冲液的pH值之差，R为气体常数(8.314J/K·mol),F为法拉第常数(9.6487C/mol)。一种微量血pH的测量装置示意图如图所示。

微量血pH测量装置图

早期的玻璃电极敏感膜制成球型，缺点是用血量大，又不能在绝氧状态下测定。1954年Astrup将敏感玻璃设计成毛细管状，可将用血量减少到25μl，并可在绝氧状态下测量，从而提高了测量精度。近年来又将分开的测量电极系统组合起来，并将玻璃电极制成平头，组合在W型组合电极腔体中，使用方便。将pH敏感玻璃装于导管端部，而将甘汞电极或氯化银电极与皮肤接触，可进行血液pH的体内测量，适合于外科大手术、休克状态和加强监护中的病人的动脉或静脉pH监护。将小直径密封的pH敏感玻璃管和同轴的Ag/AgCl外参比电极封装于动脉注射腔管内，当注射针插入动脉内时，血液便流入腔管，流过电极与针内壁间的环形空隙，同样可实现血液pH的连续监测。