文档名：基于电化学传感技术的血液pH和PCO2连续检测芯片装置
摘要：为了连续检测血液透析患者血液的酸碱度,降低血液透析患者的死亡率,基于电化学传感原理和微流控技术,研究了一种能够连续监测血液pH和PCO2的芯片.芯片中pH电极和CO32-电极以共用参比电极的方式实现pH和PCO2的联合检测,利用微型化测试腔保证血液的连续流通和检测,并防止空气对血液检测的干扰,提高血液pH和PCO2的检测精度.采用pH6.00～9.00的Tris-HCl溶液测试芯片的pH检测性能,其检测灵敏度达到61.2mV/pH,连续检测同一样品的标准差小于0.01(n=10),再现性测量的平均相对误差为0.46%(n=6),在pH6.00～9.00内实现了样品溶液pH值的准确检测.利用联合传感芯片分别进行血气质控液和血液测试实验,在血气质控液中检测pH和PCO2的绝对误差分别低于0.04和306.64Pa(2.30mmHg),平均相对误差分别为0.23%和1.94%;在血液中检测pH和PCO2的绝对误差分别低于0.05和466.63Pa(3.50mmHg),平均相对误差分别为0.36%和2.60%.与血气分析仪相比,该芯片体积小,与血液透析管路连接可以实现血液中pH和PCO2的连续在线检测.
Abstract：Forcontinuousassessmentoftheacid-basebalanceinthebloodofhemodialysispatientsandre-ducingmortalityrisk,thisworkproposesachipforcontinuousmonitoringofpHandPCO2inblood,utiliz-ingelectrochemicalsensingandmicrofluidictechnology.ThechipcombinespHandPCO2detectionviaapHelectrodeandacarbonateion-selectiveelectrode,sharingacommonreferenceelectrode.Themicroflu-idictestchamberensurescontinuousbloodflowandaccuratedetectionbypreventingairinterference.Thechip'spHdetectionperformancewastestedusingTris-HClsolutionsrangingfrompH6.00to9.00,show-ingadetectionsensitivityof61.2mV/pHwithastandarddeviationunder0.01(n=10)forcontinuousde-tectionofthesamesample.Thereproducibilitytestshowedaveragerelativeerrorsof0.46%(n=6),ensur-ingaccuratedetectionofsamplesolutionswithinthepH6.00-9.00range.Thesensorwastestedinbothbloodgascontrolsolutionsandbloodsamples.Inbloodgascontrolsolutions,theabsoluteerrorsforpHandPCO2detectionwereunder0.04and2.30mmHg,withaveragerelativeerrorsof0.23%and1.94%,respectively.Inbloodsamples,theabsoluteerrorsforpHandPCO2detectionwereunder0.05and3.50mmHg,withaveragerelativeerrorsof0.36%and2.60%,respectively.Comparedtocommercialbloodgasanalyzers,thechip'ssmallsizeallowsittoconnecttothehemodialysispipeline,enablingcontinuousonlinedetectionofpHandPCO2inblood.
作者：于海霞 刘家乐 范译心 谭志广 郭庆Author：YUHaixia LIUJiale FANYixin TANZhiguang GUOQing
作者单位：天津大学精密仪器与光电子工程学院,天津300072
刊名：光学精密工程 ISTICEIPKU
Journal：OpticsandPrecisionEngineering
年，卷(期)：2024, 32(11)
分类号：TH776TH832
关键词：微流控技术 血液透析 酸碱平衡 电化学传感器 连续血液检测
Keywords：microfluidictechnology hemodialysis acid-basebalance electrochemicalsensor continu-ousbloodmonitoring
机标分类号：R730.43X502TS255.7
在线出版日期：2024年7月24日
基金项目：国家自然科学基金，国家自然科学基金基于电化学传感技术的血液pH和PCO2连续检测芯片装置[
期刊论文] 光学精密工程--2024, 32(11)于海霞 刘家乐 范译心 谭志广 郭庆为了连续检测血液透析患者血液的酸碱度,降低血液透析患者的死亡率,基于电化学传感原理和微流控技术,研究了一种能够连续监测血液pH和PCO2的芯片.芯片中pH电极和CO32-电极以共用参比电极的方式实现pH和PCO2的联合检测,利...参考文献和引证文献
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