109年:呼治儀器(2)

動脈血液氣體分析儀中的測量酸鹼度的電極是藉由:

A電位的改變
B電流的改變
C使用光譜儀
D使用質譜儀

詳細解析

本題觀念:

動脈血液氣體分析儀量測酸鹼度(pH)所使用的電極,原理屬於電位分析法(potentiometry),透過離子選擇性膜對氫離子產生電位差反應,再依此電位差換算出檢體的pH值。

選項分析

  • (A) 電位的改變 ✅ 正確答案,見下方解析。
  • (B) 電流的改變 ❌ 電流變化是電流分析法(amperometry)的量測原理,臨床血氧分壓電極(Clark電極)才是以此原理運作,而非pH電極。
  • (C) 使用光譜儀 ❌ 光譜儀是利用光線吸收或發射特性量測物質濃度的方式,與pH電極的電化學量測原理不同。
  • (D) 使用質譜儀 ❌ 質譜儀是依質荷比(mass-to-charge ratio)分離並鑑定分子種類的儀器,多用於氣體成分分析,並非血液氣體分析儀中pH測量的電極元件。

答案解析

血液氣體分析儀中的pH電極,其核心是一片對氫離子敏感的玻璃膜,膜的一側接觸待測血液檢體,另一側連接內部參考溶液,因兩側氫離子濃度不同,會在玻璃膜上產生電位差,此電位差大小依能斯特方程式(Nernst equation)與氫離子濃度的對數呈正比關係。將此pH感應電極與另一支穩定的參考電極(如氯化銀電極)組成迴路,量測兩電極間的電壓差,即可換算出檢體的pH值。這種以電位差變化為基礎的量測方式,與量測二氧化碳分壓的Severinghaus電極

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