- 全国临床检验操作规程（第4版）
- 尚红 王毓三 申子瑜主编
- 7178字
- 2025-02-22 00:06:46
第一节 钾钠测定
人体内的钾( potassium，kalium)是维持细胞生理活动的主要阳离子，是细胞内液的重要电解质，虽然血清钾测定实为细胞外液钾离子测定，但体内的钾离子经常不断地在细胞内与体液之间互相交换，以保持动态平衡。因此血清钾浓度的高低，在一定程度上也可间接地反映细胞内钾的水平。
钠离子是细胞外液的重要电解质，人体内的总钠( sodium，natrium)量为60～100g，平均45～50mmol/kg。其中44%存在于细胞外液，47%存在于骨骼中，约10%在细胞内液中。
血清钾、钠、氯测定是临床常见的组合检测项目之一，有助于水、电解质平衡和酸碱平衡紊乱的判断。
钾钠离子检测的主要方法有:火焰光度法、离子选择电极法( ISE)和酶法。
钾测定的决定性方法(参考方法)是放射性核素稀释-质谱法( ID-ms)和中子活化法。钠测定的决定性方法是重量分析法和中子活化法。国际临床生化联合会推荐测定钾、钠的参考方法是火焰光度计法。目前临床上测定钾、钠应用较普遍的方法是离子选择电极法( ISE)和酶法，由于后两种方法简便、灵敏，适合装备于大型自动化分析仪，所以目前被大多数实验室普遍使用。
ISE法优点: ISE法是目前临床检测中最常用的方法，具有标本用量少，可与自动生化分析仪组合，快速准确，重复性好、特异性强，操作简便等优点。缺点:电极具有一定寿命，使用一段时间后，电极会老化，需要定期更换。
酶法优点:酶法的精密度和准确度可以与火焰光度法接近，弥补了生化分析仪不能直接测定钾钠离子的不足。具有简便、精确、重复性好、特异性强、血清用量少等优点，是一种可行的新方法。缺点是价格较贵。
火焰光度法是钾、钠测定的参考方法，优点:结果准确。缺点:其样本稀释倍数大，并且要使用可燃气体，存在安全隐患。
一、检测方法
(一)离子选择电极法( ISE) 【原理】
ISE原理是利用电极电位和离子活度的关系来测定离子活度的一种电化学技术，其核心是采用对被测离子选择性响应的敏感膜。钠电极离子交换膜的主要成分是硅酸锂，对Na +选择性比K +高数千倍。钾电极采用含有缬氨霉素的中性载体膜，对K +具有很高的选择性。当被选择离子与ISE电极膜接触反应时，电位计电路中的电动势立即发生变化，产生电位差。电位差的大小，与溶液中钠、钾离子活度成正比，亦与离子浓度成正比。
【试剂】 1. ISE稀释液
主要成分为Bis-Tris、硼酸、甲醛溶液。
2. ISE参比电极液
主要成分为氯化钾。
3. ISE内部标准液
主要成分为Bis-Tris、硼酸、氯化钠、磷酸二氢钾和碳酸氢钠。
各厂家仪器都有配套试剂供应，但配方未完全公开。详见各厂家试剂说明书
【操作】
主要参数
方 法:离子选择电极法 样本/试剂: 1/31
主波长:无 反应温度: 37℃
副波长:无 反应时间:无
必须严格按照自动分析仪的说明书操作。
ISE分析仪器型号很多，所用电极基本相同。钠电极大多采用硅酸锂铝玻璃电极膜制成，寿命较长。钾电极大多采用缬氨霉素膜制成。
各种型号ISE分析仪的试剂配方、试剂用量、操作方法有所不同，在保证方法可靠的前提下，应按仪器和试剂说明书设定测定条件，进行定标品、质控样品和血清样品分析。
一般要进行下列步骤:
1.开启仪器，清洗管道。
2.仪器校准 用适合本仪器的低、高值校准溶液，确定钾钠电极的斜率值，然后用已知浓度的血样定标品做校准验证，算出标准曲线的补偿值，仪器自动加上补偿值(注:每日校准后，标准曲线的斜率和补偿值必须在仪器允许的范围内)。
3.校准通过后，应至少做2个浓度水平的质控品，质控通过后，做临床标本。
4.间接法的样品由仪器自动稀释后再行测定。直接法的样品可直接吸入电极管道进行测定。
5.测定结果由仪器内微处理器计算后打印数值。
6.每天用完后，清洗电极和管道后再关机。若用于急诊检验室，可不关机，自动定时清洗和单点校准，随时使用。
【结果计算】 1. K+浓度计算
C K= C IS×10 ( E K－E IS) /SL C K’= C K+补偿值
式中:
C K:补偿前K +浓度; E k: K +的电动势;
C K’: K +浓度; E IS: ISE内部标准液的电动势;
C IS: ISE内部标准液浓度;
SL:斜率值( SLOPE值)
2. Na浓度计算
+
C Na=C IS×10 ( E Na－E IS) /SL C Na’=C Na+补偿值
式中:
C Na:补偿前Na +浓度; E Na: Na +的电动势;
C Na’: Na +浓度; E IS: ISE内部标准液的电动势;
C IS: ISE内部标准液浓度;
SL:斜率值( SLOPE值)
全自动生化分析仪系统内部进行所有数据计算，并产生最终报告结果。
【参考区间】
成人:
血清钾: 3.5～5.3mmol/L。
尿钾: 25～100mmol/24h。
血清钠: 137～147mmol/L。
尿钠: 130～260mmol/24h。
以上参考区间引自WS/T 404.2—2012《临床常用生化检验项目参考区间》和《全国临床检验操作规程》(第3版)。
【注意事项】 1.样品采集和处理
血清、肝素锂抗凝血浆、尿、汗及胃肠液均可作为钾钠样品。含铵离子的抗凝剂、柠檬酸钠、草酸盐及EDTA等均可影响测定结果。血清或血浆可在2～4℃或冷冻保存。钾测定结果明显受溶血的干扰，因为红细胞内钾浓度约为血清钾浓度的20倍，故样品严格防止溶血。血浆钾比血清钾低0.1～0.7mmol/L，这种差别是由于血液凝固时血小板破裂会释放出一部分钾之故。全血未及时分离或冷藏均可使血钾上升。采血前，患者肌活动，如仰卧起坐、握拳等，可使血钾上升。
2.标本放置时间与保存温度
血清或血浆标本应及时分离，因全血标本放置时间过长，体外红细胞能量代谢受到抑制，能量不足导致红细胞膜上Na +-K +-ATP酶不能正常运转，从而不能将红细胞内逸出的钾转运到胞内，造成血清钾升高，使测定结果出现假性增高。正常情况下，红细胞内外钠、钾离子的平衡由三磷酸腺苷酶维持，当标本冷藏时，三磷酸腺苷酶的活性降低，造成血钾假性升高。测定血钾标本时，室温放置30～45分钟后离心分离血浆或血清。室温下，从接收标本到上机检测的最长时间限制是4小时，15～30℃的环境下不应超过8小时。如无法在4小时内完成，血清或血浆应该被保存在2～8℃，在48小时内完成测定。测定血钠时，血清、血浆标本可以在2～4℃或冷冻存放，红细胞中钠的含量仅为血浆中的1/10，即使溶血对钠浓度测定影响也不会太大。
3.尿液标本要求
采集尿样时，整个收集的过程应该在2小时内完成。若是检测24小时尿液的样本，保存样本的容器应该放置在冰箱或是在保存的过程中持续冰浴。假如需要防腐剂，应当在尿液收集前事先加入容器中。
4.药物的影响
临床上有许多常用药物在治疗疾病的同时，也影响血清钾浓度。药物之所以能改变血钾浓度，是因为某些药物的作用可使钾离子经肾脏或消化道排泄增多或减少，使钾向细胞内转入或从细胞内转出，使血清中的钾浓度出现异常，引起药源性低血钾症或药源性高钾血症。可引起血钾过低的常用药物有呋塞米、甘露醇等利尿脱水药;地塞米松、醛固酮等激素类药物;青霉素钠、羧苄西林等β-内酰胺类抗生素;以及两性霉素B、高渗葡萄糖、碳酸氢钠、胰岛素、维生素B、氨基糖苷类抗生素、水杨酸类解热镇痛药、各类泻药等。可引起药源性高钾血症的药物有氯化钾、抗肿瘤药物、头孢噻吩、头孢噻啶、多黏菌素、环孢素、吡罗昔康、肝素、普萘洛尔等。
5.方法学特点
离子选择电极只对水相中活化离子产生选择性响应，与标本中脂肪、蛋白质所占体积无关。血浆中固体物质部分(血脂和蛋白质)约占总体血浆的7%，而水相占93%，电解质都存在于水相中。间接ISE法需要稀释液来稀释样本，对于高脂样本由于脂蛋白占有大量体积，从而使结果出现假性降低。直接ISE法不需要样本稀释，因而测定结果不受高脂样本的影响。临床实际工作中以间接ISE法为主。
6.干扰因素
脂血标本采用离子选择电极法测定，将造成假性低钠血症，可高速离心分离后测定。
(二)钾的酶法测定 【原理】
磷酸烯醇丙酮酸( PEP)与二磷酸腺苷( ADP)在钾依赖性丙酮酸激酶( PK)催化下，生成丙酮酸和三磷酸腺苷( ATP)。再在乳酸脱氢酶催化下，所生成的丙酮酸和NADH反应，生成乳酸和NAD +。反应中NADH的消耗量与样品中钾离子浓度成正比。因此，在340nm处监测吸光度下降速率，可以计算钾离子含量。反应式如下:
酶法测定钾离子一般要求双试剂，适用于较大型的全自动生化分析仪。
【试剂】 1.试剂Ⅰ(缓冲液/酶/底物)
Tris缓冲液( pH 8.2) 250mmol/L
穴合剂( cryptand) 12mmol/L
PEP ≥3.3mmol/L
ADP ≥3.15mmol/L
α-酮戊二酸 ≥1.2mmol/L
NADH ≥0.35mmol/L
GLDH (谷氨酸脱氧酶) ≥11 000U/L
PK ≥1200U/L
2.试剂Ⅱ( LDH/稀释液)
Tris缓冲液( pH 9.0) 10mmol/L
LDH ≥65 000U/L
3.标准液
低值标准液和高值标准液。
【操作】
钾的酶法必须严格按照试剂盒说明书操作、下列主要参数与方法供参考:
血清样品与试剂Ⅰ混合，温育，加入试剂Ⅱ，迟滞一定时间后监测特定波长下的吸光度。主要反应条件如下:
反应类型 两点速率法
反应方向 反应吸光度下降
样本/试剂Ⅰ/试剂Ⅱ 25μl/250μl/100μl
吸光度监测时间 2分钟
反应温度 37.0℃
波长 340nm/410nm
温育时间 3分钟
迟滞时间 2分钟
不同实验室具体反应条件会因所使用的仪器和试剂而异，在保证方法可靠的前提下，应按仪器和试剂说明书设定测定条件，进行定标品、质控样品和血清样品分析。
【结果计算】
【参考区间】
成人:
血清钾: 3.5～5.3mmol/L。
尿钾: 25～100mmol/24h。
以上参考区间引自WS/T 404.2—2012《临床常用生化检验项目参考区间》和《全国临床检验操作规程》(第3版)。
(三)钠的酶法测定 【原理】
邻硝基酚-β-D-半乳糖苷( ONPG)在钠依赖性β-D-半乳糖苷酶催化下生成邻-硝基酚和半乳糖。邻-硝基酚的生成量和样品中钠离子浓度成正比。邻-硝基酚在碱性环境中呈黄色，可在405nm波长处监测吸光度的升高速度，计算钠的浓度。酶法测定钠离子一般要求双试剂，适用于较大型的全自动生化分析仪。
【试剂】 1. R1试剂(缓冲液/酶)
Tris缓时冲液( pH 9.0) 450mmol/L
穴合剂 5.4mmol/L
β-D-半乳糖苷酶 ≥800U/L
2. R2试剂(底物)
Tris缓冲液( pH 9.0) 10mmol/L
ONPG 5.5mmol/L
3.标准液
低值标准液和高值标准液。
【操作】
钠的酶法必须严格按照试剂盒说明书操作、下列主要参数与方法供参考:
血清样品与试剂R1混合，温育，加入试剂R2，迟滞一定时间后监测特定波长下的吸光度。主要反应条件如下:
反应类型 两点速率法
反应方向 反应吸光度上升
样本/试剂 8μl/250μl/100μl
吸光度监测时间 2分钟
反应温度 37.0℃
波长 405nm/660nm
温育时间 3分钟
迟滞时间 2分钟
不同实验室具体反应条件会因所使用的仪器和试剂而异，在保证方法可靠的前提下，应按仪器和试剂说明书设定测定条件，进行定标品、质控样品和血清样品分析。
【结果计算】
【参考区间】
成人:
血清钠: 137～147mmol/L。
尿钠: 130～260mmol/24h。
以上参考区间引自WS/T 404.2—2012《临床常用生化检验项目参考区间》和《全国临床检验操作规程》(第3版)。
【注意事项】
1.操作要求 ①比色杯一定要干净，特别使用塑料比色杯时，要注意挑选和定期更换，以保证结果的准确性;②冲洗水要用去离子水，以减少水中钾、钠离子的干扰;③工作液的使用效期是2周，不同批号的试剂不能混用;④上机测定顺序的编排要注意和含有钾、钠离子试剂的项目隔开，以免交叉污染，钾钠联合测定时，应将钾离子测定排在钠以前。
2.干扰因素 氨浓度≥500μmol/L，甘油三酯浓度≥8mmol/L时可影响测定结果。
3.试剂中加入掩蔽剂穴状化合物，可使血清中钠离子浓度降至55mmol/L，K +/Na +选择性可提高至600∶1，从而消除了钠离子的干扰。
(四)火焰光度法 【原理】
火焰光度分析是一种发射光谱分析法，是测定被测离子的发射光强度(这点正好与比色法相反，比色法是测定被测物质对光的吸收强度)。样品中的钾、钠原子接受火焰的热能而被激发处于激发态。激发态的原子不稳定，立即发射出特定波长的光线，迅速回到基态。发射光线的强度与样品中钾或钠离子的浓度呈正比关系。
血清及尿液样品用含有已知量锂盐或铯盐的稀释液稀释，然后由压缩空气喷雾雾化，进入丙烷气体(或其他可燃气)火焰。钠、钾、锂或铯受热被激发，发射出谱带锋利而又明亮的光线，其波长分别在589nm、767nm、671nm和852nm。被测离子的发射光透过干涉滤色片到达光电检测器，与钠钾标准液的火焰比较，计算出血清及尿液样品的钠钾浓度。锂或铯离子(通常为15mmol/L)为钠钾离子的内标准。
【试剂】 1.10mmol/L钾标准贮存液
精确称取后经110℃烘烤4小时，并置于干燥器至恒重的氧化钾( AR) 0.7455g，用去离子水溶解后移入1L容量瓶中，再稀释至刻度。
2.200mmol/L钠标准贮存液
精确称取后经110℃烘烤4小时，并置干燥器至恒重的氧化钠( AR) 11.691g，用去离子水溶解后移入1L容量瓶中，再稀释至刻度。
3.钾钠标准应用液(低) (钾0.04mmol/L，钠1.2mmol/L)
取10mmol/L钾标准液4ml和 200mmol/L钠标准液6ml于1L容量瓶中，用去离子水稀释至刻度(内标法用锂应用液稀释至刻度)，贮存在塑料瓶中备用。
4.钾钠标准应用液(中) (钾0.04mmol/L、钠1.4mmol/L)
取10mmol/L钾标准液4ml和200mmol/L钠标准液7ml于1L容量瓶中，用去离子水稀释至刻度(内标法用锂应用液稀释至刻度)，贮存在塑料瓶中备用。
5.钠钾标准应用液(高) (钾0.04mmol/L、钠1.6mmol/L)
取10mmol/L钾标准液4ml和200mmol/L钠标准液8ml于1L容量瓶中，用去离子水稀释至刻度(内标法用锂应用液稀释至刻度)，贮存在塑料瓶中备用。
6.锂贮存液( 1.5mol/L)
称取硝酸锂103.43g，用去离子水溶解后移入1L容量瓶中，再稀释至刻度。若用其他锂盐，称量分别是:氯化锂63.59g/L、碳酸锂55.42g/L、硫酸锂95.97g/L，贮存于聚乙烯瓶内。
7.锂应用液( 15mmol/L)
将锂贮存液用蒸馏水作100倍稀释，必须贮存于聚乙烯瓶内。
【仪器】
必须严格按照仪器的说明书操作。
不同厂家生产的仪器虽然型号不同，但主机(包括空气压缩机)基本上是由三个部分组成:
1.雾化燃烧部分
压缩空气经气阀调节恒压输入，到达喷嘴，同时将标本稀释液吸入到雾化室内进行雾化，然后与一定比例的燃烧气体相混合后到达燃烧器。
2.光学部分
燃烧的火焰即为光源，通过反光镜和聚光镜使发射光成为一束平行光线，通过干涉滤光片(钾滤色片为767nm，钠滤色片为589nm，锂滤色片671nm)，到达光电池或光电管。
3.光度计部分
通过滤光片的单色光(钾767nm，钠589nm，锂671nm)，落射到光电池或光电管，光电流经放大后，在显示器上读出发射光的强度。
【操作】 1.标本准备
全血标本应及时分离出血清。血清用去离子水作1∶100稀释。若用内标准法测定时，血液或尿液标本均用15mmol/L锂应用液进行稀释。稀释后的血清或尿液标本，经火焰光度计的样品吸入管进入雾化器。
2.仪器操作
直接测定法:调节火焰的大小，放入钠滤色片，调节检流计的发射光强度读数到零点和100%点。依次分别测定“低、高”钾钠标准应用液和各测定管，分别记录钠的低、高标准管和各测定管的读数。然后，放入钾滤色片，以同样方式，测定“中”钾钠标准应用液和各测定管，记录标准管和各测定管钾的读数。
【结果计算】
有些仪器可同时测定K +、Na +，并直接显示结果。
【注意事项】 1.方法学特点
火焰调节到适宜大小，保持火焰稳定，是保证测定准确性的关键。火焰直径必须保持粗大适宜，才能达到较大的发光面积，检流计才能获得足够的电流，达到最佳检测灵敏度。在火焰中，钠激发光通过直径较大的火焰时会被基态钠原子吸收。当样品中钠浓度高时，基态钠原子多，原子吸收也越大。因此，血清钠的标准曲线在高浓度区呈抛物线状，从而失去线性关系。样品中钾浓度低，火焰中基态钾原子少，原子吸收少，在10mmol/L内呈线性关系，可以用单一标准液来计算测定结果。
2.插入法计算
配制“高、中、低”3个标准的作用是可以绘制标准曲线或进行插入法计算。所谓插入法计算，是指:当测定读数在“高、中”标准之间或“中、低”标准之间时，分别用“高、中”标准或“中、低”标准进行计算，因为钠的浓度与激发光强度呈抛物线状，这样计算的结果更准确。
3.影响因素
溶血或延迟分离血清均可使血清浓度增高，应及时分离血清，置于具塞试管内冰箱保存。若遇标本溶血，应在报告单上注明，以便于临床医生对结果的解释。
4.尿液稀释方法
尿液标本钾、钠浓度波动范围大，稀释倍数要作适当调整，使尿钾的测定浓度在10mmol/L以内，尿钠的测定读数位于高中低三个标准管中的两个标准读数之间，以使用插入法计算尿钠浓度。为了便于大家应用，现将尿液稀释方法列于表2-3-1。
表2-3-1 尿液稀释方法
5.锂盐稀释注意事项
用锂(硝酸锂或氯化锂等锂盐)作稀释的内标准溶液配制后，应立即置入聚乙烯瓶内保存，不得放在玻璃试剂瓶中，以防止锂离子进入硼硅玻璃中，而使浓度降低。
6.玻璃器皿要求
测定用的玻璃器皿必须用去离子水冲洗干净，防止钾钠离子污染。测定时宜用小型烧杯，可使吸液前后的液面差距尽量缩小，不宜用小口径试管。
7.安全性问题
国产火焰光度计所用燃料(汽油、液化石油气等)为易燃物，有一定的危险性，应注意安全。火焰光度计的各种管道应保持通畅不得有堵塞，燃料气压及助燃气压应保持恒定，其两者的比例要合适。
8.内标准测定法
具有内标准法的火焰光度计多数能直接显示测定结果，血清用锂应用液( 15mmol/L)作1∶100稀释。内标准测定法能减少由于火焰不稳定引起的测定误差，可以提高测定精密度和准确性，但是明显的燃气和助燃气压力波动仍会影响测定结果，须严格按照仪器说明书进行操作和维护，才能得到理想的测定结果。
二、临床意义
(一)钾 1.血清钾异常 ( 1)高钾血症:
血清钾＞5.5mmol/L为高钾血症。高钾血症可引起严重的肌肉、心肌和呼吸功能的抑制性应激紊乱，以及心电图改变( P波消失，T波和QRS波群改变)，常见于血钾＞7mmol/L时，即可发生心室颤动，心脏停搏而致死亡。见于:①肾脏功能障碍使排钾减少，如少尿、尿闭、尿毒症，又如急性肾衰竭、大出血使肾血流量锐减、血压下降，伴休克;②释放性高钾血症，如输血事故、重度溶血反应、组织大量破坏使细胞内钾大量释放出来;③组织低氧，急性哮喘发作、急性肺炎、呼吸障碍等;④皮质功能减退，如艾迪生病，远曲小管泌钾减少，造成高钾血症、低钠血症;⑤含钾药物及潴钾利尿药的过度使用，如注射大剂量青霉素钾等。
( 2)低钾血症:
血清钾＜3.5mmol/L为低钾血症。常见于:①钾进食量不足;②钾丢失过多:呕吐、腹泻;③肾脏疾病:急性肾衰竭多尿期，尿排出大量电解质;④皮质功能亢进，尤其是醛固酮增多症，尿钾丢失过多。此外，长期使用皮质激素，如可的松、地塞米松，未同时补钾，也可得低钾血症。
2.尿钾异常 ( 1)尿钾增加:
见于皮质功能亢进;使用利尿药后排钾增加;碱中毒使尿钾排出增加;
( 2)尿钾降低:
见于皮质功能减退;酸中毒使尿钾排出减少。
(二)钠 1.血钠异常
血清钠离子升高见于:严重脱水、尿崩症、呕吐、腹泻等;血清钠离子降低见于:呕吐、腹泻等胃肠道钠流失、肾炎、慢性肾功能不全等。
2.尿钠异常
尿中钠离子浓度在一天中变化比较大，故尿钠的测定需要留取24小时的全部尿液。
尿钠离子升高见于:严重的肾盂肾炎、急性肾小管坏死、肾病综合征、肾衰竭、碱中毒，以及摄入咖啡因、利尿剂等药物。
尿钠离子降低见于:进食含钠过少的食物、库欣综合征、原发性醛固酮增多症、慢性肾衰竭晚期、腹泻、吸收不良，以及摄入皮质类固醇、肾上腺素等药物。