臨床生物化學/血液pH值及其運算

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臨床生物化學

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（一）溶液pH值

人體內的化學反應都是在體液中進行，不少化學反應受體液酸鹼度的影響。任何溶液都有酸鹼度，即使純水也是一種微弱的電解質，因為純水中亦有一小部分的水分子電離成H⁺和OH^－保持電離平衡，不管H⁺濃度與OH^－濃度如何改變，［H⁺］與［OH^－］的乘積仍等於水的離子積常數Kw。也就是說，向純水中加酸時，H⁺濃度增加多少倍，則OH^－濃度就降低多少倍；反之，向純水中加鹼時，H⁺濃度降低多少倍，則OH^－濃度就增加多少倍。所以，對某種水溶液，只要知道H⁺濃度就必然可以求出OH^－濃度。習慣上採用H⁺濃度來表示溶液的酸鹼度，純水H⁺濃度為1×10^-7mol/L，血液H⁺為3.98×10^-8mmol/L。由於H⁺濃度太低，丹麥索楞遜於1909年首先使用H⁺濃度的負對數來表示溶液的酸鹼度，稱為pH值；

pH=-lg［H⁺］

用pH值表示溶液或血液酸鹼度使用方便。

溶液pH值可利用比色法（如pH試紙）和電位法（如酸度汁）進行測定，前者一般可準確到0.2-0.3pH，後者精確度一般可達0.01-0.02pH單位。

（二）血液pH值及運算

血液pH之所以能恆定在較狹窄的正常範圍內，主要是體內有一整套調節酸鹼平衡的措施。首當其衝的是血液的緩衝作用。血液緩衝體系很多，以血漿中［HCO₃^－］/［H₂CO₃］體系最為重要，因為：①HCO₃^－的含量較其它緩衝體系高；②HCO₃^－濃度與H₂CO₃濃度比值為20:1，緩衝酸的能力遠遠比緩衝鹼的能力大，這是血漿中其它緩衝對無法比擬的；③HCO₃^－與H₂CO₃的濃度易於調節。

血液pH主要是由［HCO₃^－］/［H₂CO₃］緩衝對所決定，據H-H公式運算：

pH=pKa＋lg［HCO₃^－］/［H₂CO₃］

式中pKa值為6.1(37℃)

當血漿HCO₃^－為27.0mmol/L，H₂CO₃為1.35mmol/L時，血漿pH值是：

pH=6.1＋lg27/1.35

=6.1＋lg20/1

=6.1＋1.3

=7.40

另外，血漿中H₂CO₃可通過PCO₂進行運算即：

pH=pKa＋lg［HCO₃^－］/［αPCO₂］

式中α為CO₂溶解常數，37℃時α為0.03mmol/L。已知上式中pH、HCO₃^－、PCO₂的任兩個數值亦可算出第三個數值。

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