有關動脈血氣體分析的敘述，下列何者最不適當？

本題觀念：

本題考查 動脈血液氣體分析儀 (Arterial Blood Gas Analyzer) 的基本運作原理，特別是針對 pH、二氧化碳分壓 ($PCO_2$) 與氧分壓 ($PO_2$) 三大參數所使用的 電化學電極種類 及其 測量原理 (Measurement Principles)。這屬於臨床化學與生理監測的核心知識。

選項分析

• A. 氧分壓使用電流測定法（amperometry）測量： (正確)

  • 原理：$PO_2$ 的測量是使用 Clark electrode (克拉克電極)。
  • 機制：這是一種 電流分析法 (Amperometry) 或極譜法 (Polarography) 電極。它利用一個外加電壓的陰極（通常為鉑，Platinum）和陽極（銀/氯化銀，Ag/AgCl），浸泡在電解液中。氧氣穿過透氣膜到達陰極表面發生還原反應 (Reduction)，產生的 電流 (Current) 大小與樣本中的氧分壓成正比。

• B. 二氧化碳分壓使用電位分析法（potentiometry）測量： (正確)

  • 原理：$PCO_2$ 的測量是使用 Severinghaus electrode (史賽林格電極)。
  • 機制：這是一種 電位分析法 (Potentiometry) 電極。它本質上是一個 改良的 pH 電極。
  • 運作：電極被一層對 $CO_2$ 可通透的薄膜覆蓋，膜內含有碳酸氫鈉 (Bicarbonate) 緩衝液。當血液中的 $CO_2$ 擴散進入緩衝液後，會與水反應生成碳酸，進而改變溶液的 pH 值。這個 pH 的變化被內部的玻璃電極偵測到，轉化為電位差，進而推算出 $PCO_2$。

• C. 氧分壓測量法是基於 pH電極（pH electrode）： (不適當 - 正確答案)

  • 錯誤原因：如上述分析，$PO_2$ 測量（Clark electrode）是基於 氧氣還原產生電流 的原理，與 pH 電極無關。
  • 正確歸屬：基於 pH 電極原理的是 $PCO_2$ 電極 (Severinghaus electrode)，而不是 $PO_2$ 電極。

• D. pH測量儀中具有對氫離子敏感的玻璃膜： (正確)

  • 原理：pH 的測量是使用 Glass electrode (玻璃電極)。
  • 機制：這是一種 電位分析法 (Potentiometry)。電極末端有一層特殊的 玻璃薄膜 (Glass membrane)，這層膜對 氫離子 ($H^+$) 具有高度選擇性敏感度。膜內外氫離子活性的差異會產生電位差（遵循 Nernst equation），藉此測量 pH 值。

答案解析

本題要求選出「最不適當」的敘述。選項 (C) 將 $PCO_2$ 電極（Severinghaus）的原理（基於 pH 電極）錯誤地套用在 $PO_2$ 電極（Clark）上。$PO_2$ 的測量是依靠電流變化（Amperometry），而非 pH 或電位變化。因此 (C) 為錯誤敘述，是本題答案。

核心知識點

考生應牢記以下血液氣體分析的三大電極及其對應原理，這是國考常考重點：

1. pH 測量：

   • 電極：玻璃電極 (Glass electrode) / Sanz electrode
   • 原理：電位分析法 (Potentiometry)
   • 關鍵：對 $H^+$ 敏感的玻璃膜，測量電壓差 (Voltage)。

2. $PCO_2$ 測量：

   • 電極：Severinghaus electrode (史賽林格電極)
   • 原理：電位分析法 (Potentiometry)
   • 關鍵：改良式的 pH 電極，$CO_2$ 擴散造成內部溶液 pH 改變。

3. $PO_2$ 測量：

   • 電極：Clark electrode (克拉克電極)
   • 原理：電流分析法 (Amperometry) / 極譜法 (Polarography)
   • 關鍵：氧氣在陰極還原產生電流 (Current)，電流大小與 $PO_2$ 成正比。

參考資料

1. Deranged Physiology - Principles of measuring PCO₂ with the Severinghaus electrode
2. Deranged Physiology - Principles of oxygen measurement with the Clark electrode
3. 亞大醫院檢驗科 - Blood Gas 檢驗資料總覽 (原理說明)