CN113237710B - 血气分析仪的溯源校准方法 - Google Patents

Abstract

本发明血气分析仪的溯源校准方法，包括以下步骤：步骤一：设定多种不同的水平质控液；步骤二：采用合格的血气分析仪分别对多个不同的水平质控液进行各项数据检测，进行比较判断；步骤三：对每种水平质控液内的项目进行溯源校准验证；本发明制备氟碳乳液为基质，有效避免氧分压以及二氧化碳分压受检测液路的干扰；水平质控气液相平衡彻底，避免形成测量误差；且能有效模拟出红细胞压积比容的参考校准数据，可实现溯源校准方法的准确性和有效性。

Description

血气分析仪的溯源校准方法

技术领域

本发明涉及水平质控物生产以及血气分析仪溯源校准领域，尤其涉及血气分析仪的溯源校准方法。

背景技术

血气电解质分析仪主要检测人体动脉血中的K⁺、Na⁺、Ca⁺²、Cl^-、H⁺、等离子浓度乳酸(LAC)、葡萄糖(GLU)等生化项浓度以及氧、二氧化碳分压等气体分压以及红细胞压积比(HCT)，常用于重症监护室和急诊检验室，如何确保机器检测数值准确就必须要求每天对机器做有固定靶值多水平质控来检验机器是否准确合格。

目前，国内市场中血气质控物多以电解质水溶液为主，然存在以下缺陷：(1)厂家机器只适用于自家机器质控，且以国外水平质控作为参考，无法形成统一的开放式标准；(2)水基质中氧分压和二氧化碳分压很容易受机器检测液路干扰；(3)水基质水平质控制作时，气液相平衡不彻底，易形成测量误差从而影响机器检验合格判断；(4)水基质质控无法模拟出红细胞压积比容(HCT)这项重要参考校准数据。

现今，普通全氟碳化合物只能利用其载高氧量被用来替代血红蛋白载氧功能；因此，亟待生产一种特殊基质的多个水平质控物，以便校准血气电解质分析仪。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，本发明利用氟碳乳液作为基质，以生产适用国内大多数血气电解质分析仪用的水平质控为目的，而提出血气电解质分析仪校准方法。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

血气分析仪的溯源校准方法，包括以下步骤：

步骤一：设定多种不同的水平质控液，设定每种水平质控液内K⁺、Na⁺、Ca²⁺、Cl^-、乳酸、葡萄糖浓度以及含氧分压、二氧化碳分压、H⁺、红细胞比容的浓度数值，并通过试剂配制；

配制过程中，每种设定的水平质控液均对应配制不同气体组分的钢气瓶；

步骤二：采用合格的血气分析仪分别对多个不同的水平质控液进行各项数据检测，并将每种水平质控液检测数据与对应设定数值进行比较判断；若不一致，质控液配制错误，需重新配制；若一致，进行下一步；

步骤三：对每种水平质控液内的项目进行溯源校准验证，其中：

K⁺、Na⁺、Ca²⁺、Cl^-、乳酸、葡萄糖浓度采用直接称量法测算溯源；

含氧分压、二氧化碳分压由合格血气分析仪检测得出气体含量，与配制时对应使用的钢气瓶气体组分含量比较进行溯源；

红细胞比容通过合格的血气电解质分析仪的测量或与合格的质控物校准对比下进行溯源；H⁺浓度采用计量合格PH仪测量溯源；

将上述溯源数据与合格血气分析仪检测数据比较判断；

其中，步骤一中的多水平质控液生产方法包括以下步骤：

步骤1)：制备氟碳乳液基质：选全氟三丁胺20％-40％w/v、全氟三丙胺20％-40％w/v、全氟萘烷15％-30％w/v其中一种，乳化后，滤膜过滤得基质待用；

步骤2)：水平质控液配制:配制所用化学试剂名称及用量范围如下：

KCl：0.1-0.5g/L；

NaCl：4-8g/L；

CaCl₂：0.1-0.4g/L；

CH₃COONa：1-5g/L；

Hepes：2-15g/L；

Hepes-Na：1-7g/L；

葡萄糖：0.5-3.5g/L；

乳酸钠：0.1-1.5g/L；

将以上化学试剂加入适量的氟碳乳液中制成不包含氧分压以及二氧化碳分压的初始质控液；

步骤3)：通气置换：将初始质控液灌进储液装置中密封，后将装置置于30-39℃水浴锅中10-30min；将储液装置一端孔与出气压力为10-100pas的固定比例钢气瓶输气管外接，通气时长10-60min，通气置换结束后，再次密封；

步骤4)：装瓶封口：用注射器针管将质控液从储液装置中取出、并封装到安碚瓶中，固定比例钢气瓶输气管以出气压力10-100pas插入安碚瓶内液面上3-10秒，排空瓶内空气后，快速用火焰枪封口，冷却后存储待用。

进一步的，在步骤一中设定配制三种水平质控液，其各项目含量如下表：

三种设定的水平质控液分别配制的对应钢气瓶气体组分如下表：

	PO<sub>2</sub>	PCO<sub>2</sub>	N<sub>2</sub>
				水平1钢气瓶	8.4％	8.4％	剩余
水平2钢气瓶	14.0％	5.6％	剩余
				水平3钢气瓶	19.6％	2.8％	剩余

进一步的，氧分压以及二氧化碳分压由合格血气分析仪检测数据后，采用如下公式测算原始FO₂、FCO₂含量：

PO₂＝FO₂×(环境大气压-平衡温度时水蒸气压)，其中FO₂为的干燥混合气体摩尔分数；

PCO₂＝FCO₂×(环境大气压-平衡温度时水蒸气压)，其中FCO₂为的干燥混合气体摩尔分数；

平衡温度时水蒸气压pH₂O＝10^{(0.0244T+0.7655)}+0.4；

将上述计算得出的FO₂、FCO₂含量与对应水平质控物配制时所使用的钢气瓶气体组分进行比较判断。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明制备水平质控以氟碳乳液为基质，乳化后能形成类似于红细胞大小的颗粒，其遵循亨利氏定律以及道尔顿分压定律，用不同氧分压和二氧化碳分压在特殊的气液平衡装置中能快速置换，实现对不同输入含量气体的有效吸附；且可有效避免氧分压以及二氧化碳分压受及其检测液路的干扰。

2、本发明水平质控气液相平衡彻底，固定组分比例钢气瓶与质控液的通气置换完全，通过平衡装置让已配制好的乳液达到有固定摩尔分数钢气瓶换算的标准气体分压，以达到溯源要求，能有效实现数据比较判断，保证了质控物校准血气水平分析仪的准确性和有效性。

3、本发明能有效模拟出红细胞压积比容的参考校准数据，可实现溯源校准方法的准确性和有效性；且溯源校准方法通过与合格的血气电解质分析仪数据对比，确保以及验证了溯源校准法的有效性和准确性。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

实施例1：多水平质控液生产方法，包括以下步骤：

步骤一：以制备100ml氟碳乳液为例，选全氟三丁胺20％-40％w/v、全氟三丙胺20％-40％w/v、全氟萘烷15％-30％w/v其中一种作为基质物，其中w/v为常用单位，代表质量浓度，即每单位体积中的质量；三种基质物配制方法分别如下如下：

(1)、全氟三丁胺30g；非离子聚乙二醇辛基苯基醚1.5g；非离子全氟辛基聚醚类表面活性剂0.1g；丙三醇2g；先以11000rad/min高速剪切转20min,初乳化后以750W功率超声乳化60min，细乳化乳液粒径0.1μm-0.15μm，用0.22μm滤膜过滤待用；

(2)全氟三丙胺35g；非离子聚氧乙烯山梨醇酐单月桂酸酯2g；非离子全氟辛基聚醚类表面活性剂0.1g；丙三醇2g；以800Kg/cm²高压均质乳化20min，乳液粒径0.15μm，用0.22μm滤膜过滤待用；

(3)全氟萘烷20g；非离子聚乙二醇辛基苯基醚1g；非离子全氟辛基聚醚类表面活性剂0.1g；丙三醇2g；先以11000rad/min高速剪切转15min，初乳化后以750W功率超声乳化60min，细乳化乳液粒径0.1μm-0.15μm，用0.22μm滤膜过滤待用；

步骤二：水平质控液配制:所用化学试剂名称以及用量如下：KCl：0.1-0.5g/L；NaCl：4-8g/L；CaCl₂：0.1-0.4g/L；CH₃COONa：1-5g/L；Hepes：2-15g/L；Hepes-Na：1-7g/L；葡萄糖：0.5-3.5g/L；乳酸钠：0.1-1.5g/L；

将以上化学试剂加入适量的氟碳乳液中制成不包含氧分压以及二氧化碳分压的初始质控液；

步骤三：通气置换：将初始质控液灌进储液装置中密封，后将装置置于37℃水浴锅中15min；储液装置上开设的两端孔分别为进气孔、出气孔，每个孔均放置脱脂棉塞，固定比例钢气瓶的输气管插入进气孔中深入溶液底部，输气管出气压力为70pas，通气时长30min，通气置换结束后，再次密封；

步骤四：装瓶封口：打开煤气罐阀将火焰枪点火，后微调工业氧气使其出现蓝色火焰、并固定待用；用一次性注射器将质控液从储液装置中取出、并封装到规格2毫升欧标或国标的安碚瓶中，每瓶注入量1.7ml；固定组分比例钢气瓶输气管以出气压力60pas插入安碚瓶内液面上7秒，排空液内空气后，快速用火焰枪封口，冷却后存储待用。

实施例2：本实施例还提供了一种血气分析仪的溯源校准方法，包括以下步骤：

步骤一：设定多种不同的水平质控液，设定每种水平质控液内K⁺、Na⁺、Ca²⁺、Cl^-、乳酸、葡萄糖浓度以及含氧分压、二氧化碳分压、H⁺、红细胞比容的浓度数值，并通过实施例1中的步骤配制；

配制过程中，每种设定的水平质控液均对应配制不同气体组分的钢气瓶；

步骤二：采用合格的血气分析仪分别对多个不同的水平质控液进行各项数据检测，并将每种水平质控液检测数据与对应设定数值进行比较判断；若不一致，质控液配制错误，需重新配制；若一致，进行下一步；

步骤三：通过溯源对每种水平质控液内的项目进行校准验证，其中：

K⁺、Na⁺、Ca²⁺、Cl^-、乳酸、葡萄糖浓度采用直接称量法测算溯源；

含氧分压、二氧化碳分压由血气分析仪检测数值带入测算公式计算得出气体含量，与配制时对应使用的钢气瓶气体组分含量比较进行溯源；

红细胞比容通过合格的血气电解质分析仪的测量或与合格的质控物校准对比下进行溯源；H⁺浓度采用PH仪测量溯源；

将上述溯源数据与合格血气分析仪检测数据比较判断。

进一步的，本实施例重点阐述溯源测算的准确性，首先，乳化后的全氟碳类乳液可溶解大量氧和二氧化碳，且气体的溶解度按亨利氏定律随分压增大而呈线性增加；溶液气体分压是水平质控平衡溶液气相存在压力，分压表示它是总环境(普通常规环境)压力的一部分；

可依据道尔顿分压和亨利定律导出部分公式；氧分压以及二氧化碳分压由合格血气分析仪检测数据后，采用如下公式间接测算出FO₂、FCO₂组分含量：

PO₂＝FO₂×(环境大气压-平衡温度时水蒸气压)，其中FO₂为的干燥混合气体摩尔分数，PO₂为检测得出的已知明确组分的干燥气体混合物被加湿后的标准气体分压；

PCO₂＝FCO₂×(环境大气压-平衡温度时水蒸气压)，其中FCO₂为已知的干燥混合气体摩尔分数，PCO₂为检测得出的已知明确组分的干燥气体混合物被加湿后的标准气体分压；

平衡温度时水蒸气压pH₂O＝10^{(0.0244T+0.7655)}+0.4，血气分析仪采集人体新鲜动脉血为样本，机器检测将样本升温到37度；

综上，将上述计算得出的FO₂、FCO₂含量与对应水平质控物配制时所使用的钢气瓶气体组分进行比较判断，若一致，间接溯源测算法准确，即可溯源到标准钢气瓶生产厂家；

本发明采用Hepes、Hepes-Na二种化学物质为缓冲对，通过计量合格PH测量仪在平衡温度下测量，因此H⁺可溯源。

HCT红细胞比容溯源：本发明依据血液红细胞通常占比45％(v/v)，由于红细胞有很高的阻抗，基本不导电；而氟碳化合物在乳化完成后，会形成类似于红细胞大小的颗粒，最后在合格的血气电解质分析仪的测量下或在合格的质控物校准对比下也可溯源。

综上，除直接称量法项目外，其他间接测算项目皆可以找出第三方溯源依据标准，实现对血气分析仪的有效校准。

实施例3：为验证本发明溯源校准法的准确性，特设定配制了三种不同的水平质控物，具体如下表所示：

验证溯源校准方法准确有效的步骤如下：

步骤一：通过实施例2中的公式，根据以上三种设定的水平质控物中PO₂、PCO₂数值推导出所需对应配制的钢气瓶气体组合比例含量如下表所示：

	PO<sub>2</sub>	PCO<sub>2</sub>	N<sub>2</sub>
				水平1钢气瓶	8.4％	8.4％	剩余
水平2钢气瓶	14.0％	5.6％	剩余
				水平3钢气瓶	19.6％	2.8％	剩余

由钢气瓶生产厂家根据以上气体组分含量生产合格钢气瓶，使用到水平质控液的生产中。

步骤二：采用南京普朗生物医学有限公司生产的型号为：PL2000PLUS的合格血气分析仪对三种不同水平质控液进行各项目检测，数据如下：

即：血气分析仪检测结果与设定数值在允许误差范围内，水平质控液配制合格，检测结果准确有效；

步骤三：

采用直接称量法对K⁺、Na⁺、Ca²⁺、Cl^-、乳酸(LAC)、葡萄糖(GLU)浓度进行测算溯源，H⁺浓度采用计量合格PH仪间接测量进行溯源；采用多个合格血气分析仪检测后求平均的数值对红细胞比容进行溯源；

根据步骤二中合格血气分析仪检测的含氧分压、二氧化碳分压，通过实施例2中公式测算出钢气瓶中FO₂、FCO₂的含量；

以水平质1为例：血气分析仪检测出含氧分压、二氧化碳分压分别为59.8mmHg、60.2mmHg，计算如下：

标准气压为：101.325Kpa＝760mmHg；

水平衡温度蒸气压在37℃时代入公式pH₂O＝10^{(0.0244T+0.7655)}+0.4，可得为47mmHg；环境大气压-平衡温度时水蒸气压＝760-47＝713；

根据公式：59.8＝FO₂×713，计算得出FO₂＝0.0839≈8.4％；

同理，推导出FCO₂≈8.4％；

根据上述公式计算，分别对三种水平质控液进行溯源测算，所计算出的气体组分含量数值与理论测算后定制的对应钢气瓶气体含量一致；

直接称量法所测项目数值与合格血气分析仪检测数据一致，H⁺浓度采用PH仪测量后数值与血气分析仪检测数据一致，红细胞比容通过另外多个合格血气分析仪检测后求平均的数值与本血气分析仪检测数据一致，因此，本溯源校准法准确有效，即本发明的溯源校准方法可准确有效的对血气分析仪进行校准。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.血气分析仪的溯源校准方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：设定多种不同的水平质控液，设定每种水平质控液内K⁺、Na⁺、Ca²⁺、Cl^-、乳酸、葡萄糖浓度以及含氧分压、二氧化碳分压、H⁺、红细胞比容的浓度数值，并通过试剂配制；

配制过程中，每种设定的水平质控液均对应配制不同气体组分的钢气瓶；

步骤二：采用合格的血气分析仪分别对多个不同的水平质控液进行各项数据检测，并将每种水平质控液检测数据与对应设定数值进行比较判断；若不一致，质控液配制错误，需重新配制；若一致，进行下一步；

步骤三：对每种水平质控液内的项目进行溯源校准验证，其中：

K⁺、Na⁺、Ca²⁺、Cl^-、乳酸、葡萄糖浓度采用直接称量法测算溯源；

含氧分压、二氧化碳分压由合格血气分析仪检测得出气体含量，与配制时对应使用的钢气瓶气体组分含量比较进行溯源；

红细胞比容通过合格的血气电解质分析仪的测量或与合格的质控物校准对比下进行溯源；H⁺浓度采用计量合格PH仪测量溯源；

将上述溯源数据与合格血气分析仪检测数据比较判断；

其中，步骤一中的多水平质控液生产方法包括以下步骤：

步骤1)：制备氟碳乳液基质：选全氟三丁胺20％-40％w/v、全氟三丙胺20％-40％w/v、全氟萘烷15％-30％w/v其中一种，乳化后，滤膜过滤得基质待用；

步骤2)：水平质控液配制:配制所用化学试剂名称及用量范围如下：

KCl：0.1-0.5g/L；

NaCl：4-8g/L；

CaCl₂：0.1-0.4g/L；

CH₃COONa：1-5g/L；

Hepes：2-15g/L；

Hepes-Na：1-7g/L；

葡萄糖：0.5-3.5g/L；

乳酸钠：0.1-1.5g/L；

将以上化学试剂加入适量的氟碳乳液中制成不包含氧分压以及二氧化碳分压的初始质控液；

步骤3)：通气置换：将初始质控液灌进储液装置中密封，后将装置置于30-39℃水浴锅中10-30min；将储液装置一端孔与出气压力为10-100pas的固定比例钢气瓶输气管外接，通气时长10-60min，通气置换结束后，再次密封；

步骤4)：装瓶封口：用注射器针管将质控液从储液装置中取出、并封装到安碚瓶中，固定比例钢气瓶输气管以出气压力10-100pas插入安碚瓶内液面上3-10秒，排空瓶内空气后，快速用火焰枪封口，冷却后存储待用。

2.根据权利要求1所述的血气分析仪的溯源校准方法，其特征在于，在步骤一中设定配制三种水平质控液，其各项目含量如下表：

三种设定的水平质控液分别配制的对应钢气瓶气体组分如下表：

PO₂ PCO₂ N₂ 水平1钢气瓶 8.4％ 8.4％ 剩余 水平2钢气瓶 14.0％ 5.6％ 剩余 水平3钢气瓶 19.6％ 2.8％ 剩余

3.根据权利要求1所述的血气分析仪的溯源校准方法，其特征在于，氧分压以及二氧化碳分压由合格血气分析仪检测数据后，采用如下公式测算原始FO₂、FCO₂含量：

PO₂＝FO₂×(环境大气压-平衡温度时水蒸气压)，其中FO₂为的干燥混合气体摩尔分数；

PCO₂＝FCO₂×(环境大气压-平衡温度时水蒸气压)，其中FCO₂为的干燥混合气体摩尔分数；

平衡温度时水蒸气压pH₂O＝10^{(0.0244T+0.7655)}+0.4；

将上述计算得出的FO₂、FCO₂含量与对应水平质控物配制时所使用的钢气瓶气体组分进行比较判断。