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  • 1 # 降酸聯盟

    Sørensen(索倫森)丹麥化學家1909年,在丹麥的嘉士伯實驗室(Carlsberg)。開發了用PH來描述酸度,並且建立了酸度測量的標準pH 0~14的值。

    他研究了由蛋白質製成的酶,並很快意識到氫離子濃度如何影響這些酶發揮作用的重要性。他研發出pH標度,解決跟蹤研究溶液的狀況。

    pH意味著酸鹼度,而pH標度是溶液中帶正電荷的氫離子濃度以10為底的負對數。也就是說:溶液中氫離子的濃度決定了酸性或鹼性,但是氫的變化範圍很大,因此科學家們使用了對數來表示,每個單位的變化係數為10。由於這個標度是負值,所以數值越小,濃度就越高。

    這意味著pH值為4的物質的酸性比pH值為5的物質的酸性高10倍,比pH值為6的物質的酸性高100倍。

    pH標度從0到14,涵蓋了一種複雜的化學現象,並將其提煉成易於掌握的指標。

    pH標度是索倫森最著名的成就,至今仍廣泛應用於各種科學領域:從設計電池到診斷血液疾病。

    但最早的pH應用非常不方便, 除了酶學領域應用,pH的應用幾乎被忽視。

    後來,萊昂納爾·米切利斯酶動力學的創始人出版了一本專著《Die wasserl -stoffionkonzetration》,這本書幫助說服了生化學家和後來的化學家,讓他們相信pH在分析研究中的重要性。從那以後,pH的測量,尤其是在生命科學中,變得越來越重要。

    但真正的現代pH值測量是由兩項重大創新帶來的革命。第一個是鄧肯·麥金尼斯(Duncan McInnes)和馬爾科姆·多爾(Malcolm Dole)於1930年開發的一種能夠對氫離子做出反應的高階玻璃電極。才得到廣泛應用。

    pH的原理是什麼?

    pH測定的基礎是電位。pH敏感元件是聚氯乙烯為基礎的離子選擇性電極,對H+(氫)離子有選擇性透過作用,與測定其他電解質如鈉、鉀、鈣離子的敏感元件相似。每個pH單位的變化是10倍H+(氫)濃度的差異產生61.5mV的電壓。檢測方法是要有一個標準液作對照,如標準液是6.18,那麼就要把pH電極放入標準液中校正到6.18,然後再來檢測未知的溶液,pH計上顯示的數值就是該溶液的pH。

    這裡要提示的是pH的檢測物件是H+(氫),pH應用於人體也是一樣,能檢測血液中的H+(氫離子),問題是,人體中已知的酸性物質超過幾十種,而H+(氫離子)只是其中的一種。pH不能用於檢測其它酸,如尿酸、乳酸、硫酸、草酸等。例如,一個高尿酸血癥的患者,尿酸值超過了800umol/L,但如果檢測患者血液的pH仍然在正常值範圍內。提示,pH的檢測物件是H+(氫),因此pH的檢測結果不能精確地定義人體內所有的酸。

    為什麼有人說,血液的pH7.35~7.45就是酸鹼平衡狀態?

    就這個問題,讓人難以理解。酸鹼專家無法給出簡單清楚的定義,而一些臨床醫生和營養師則可以給出簡單清楚的定義,就是血液pH7.35~7.45。難道研究酸鹼的專家不知道血液的pH嗎?當然不是。

    我們來看酸鹼方面的臨床參考書怎麼說,摘錄,《酸鹼失衡及治療》(第158頁),

    代謝性酸中毒和代謝性鹼中毒的定義

    [有些讓人難以理解的是,在這裡我們無法給出“代謝性酸中毒”和“代謝性鹼中毒”簡單清楚的定義。臨床醫師給出的定義是,由於血漿[HCO3-](碳酸氫根)的原發改變(在代謝性酸中毒中[HCO3-]下降;在代謝性鹼中毒中[HCO3-]上升)引起的病理狀態。]

    那為什麼酸鹼專家不能給出簡單清楚的定義呢?

    (1)pH 的檢測物件是H+(氫),而人體內有幾十種酸,不僅僅只有[H+](氫)一種。因此pH的檢測結果不能精確地定義人體內所有的酸。摘錄《酸鹼失衡及治療》(第2頁),【第一章,酸鹼化學和緩衝】,[Sørensen(索倫森)用一種能產生電壓的電極測定pH,但事實上用電極技術對AH(酸)做出精確的定義是不可能的。]後來本書中又再次提到,摘錄,《酸鹼失衡及治療》(第530頁)【第二十七章,標準酸鹼值】,[血液的酸度既可以用pH單位,也可以用遊離氫離子濃度[H+]來表示。第一章已經提到,這兩種方法都不能完全精確地描述這種陽離子的活度。]

    (2)pH 7.35~7.45範圍太大。pH每降低0.3,H+(氫離子)就增加一倍,pH 7.35~7.45有0.1的波動,代表H+(氫)有33.33%的波動,如果把30%多的波動範圍用來定義酸鹼處於平衡狀態是不恰當的。摘錄《酸鹼平衡及治療》(第530頁)【第二十七章,標準酸鹼值】,[血液的PH從7.40變為7.1可能看上去變化不大,但它實際上代表[H+](氫)從40變為80nmol/L,相當於增長了一倍。]

    那pH能檢測什麼?

    pH檢測的檢測物件是H+,準確地說,它的檢測結果只代表H+(氫)是否平衡。pH的檢測結果並不能定義人體內所有的酸性物質。

    那酸鹼專家如何定義酸鹼平衡狀態?

    摘錄《酸鹼失衡及治療》(第161頁)

    [健康人習慣性飲食淨產酸的食物時通常產生一種慢性低水平的代謝性酸中毒的狀態,其嚴重程度與食物引起的NEAP(內源性酸的淨生成)產生的多少直接相關。因此當食物的淨酸負荷為零時,健康人就既沒有代謝性酸中毒狀態,也沒有代謝性鹼中毒狀態。由此,我們提出把NEAP為零時的血漿酸鹼組分作為診斷代謝性酸鹼紊亂的參照點。]

    丹麥化學家Sørensen(索倫森)發明了pH檢測H+(氫離子)濃度,原理是一種電極技術,pH的敏感元件是聚氯乙烯為基礎的離子選擇性電極,對H+有選擇性透過作用來測量H+的濃度。它的檢測結果代表H+在溶液中的是多還是少,pH的檢測結果不能代表人體內所有的酸。

    參考文獻《酸鹼失衡及治療》及國外相關文獻

    《酸鹼失衡及治療》關於本書:本書是Nicolaos E.Madias教授和F.John Gennari教授在20世紀80年代主編的第一版基礎上,又與Horacio J.Adroguc教授和John H.Galla教授合作,並在來自美國、加拿大和歐洲等26個國家作者的幫助下編寫的新書。本書回顧了近年來分子生物學,以及動物和人類的酸鹼平衡的研究成果,並提供了一個全面的看法。本書涵蓋的知識廣泛,資料豐富,並收集了作者親歷的範例,具有很強的指導意義,並被美國醫學院協會主席(Joedan J . Conhen, M . D.)譽為關於酸鹼平衡領域的一本新的百科全書。

    《酸鹼失衡及治療》本書可供各科臨床醫師、研究生、進修生參考使用。

    作者簡介: F.John Gennari 美國柏靈頓蒙特大學醫學院醫學教授。 Horacio J.Adroguc美國德克薩斯州休斯頓貝勒醫學院教授,腎臟科主任,獲阿根廷布宜諾斯艾利斯醫學院博士學位。 John H.Galla美國俄亥俄州辛辛那提大學醫學院名譽醫學教授,1958年獲美國海軍醫學院學士學位,1967年獲美國康奈爾大學醫學院醫學博士學位。 Nicolaos E.Madias聖伊麗莎白博愛醫療中心醫學部主席,塔夫茨大學醫學院醫學教授,馬薩諸塞州波士頓博愛健康中心首席學術專家,獲希臘雅典醫學院醫學博士學位。

    1907 AD - S.P.L. Sørensen

    Søren Peder Lauritz Sørensen was a Danish chemist most famous for developing the pH scale for measuring acidity.

    Sørensen also described two ways of measuring acidity :

    1. The conductivity of a current

    2. Colour of a preset indicator

    in his 1909 paper in Biochemische Zeitschrift, S. P. L. Sørenson developed a new colorimetric assay for acidity. But more importantly, he defined the concept of expressing acidity as the negative loga- rithm of the hydrogen ion concentration, which he termed pH. And he was one of the first to attempt to use electrostatic methods to discern pH. His method involved a hydrogen electrode in combina- tion with a calomel reference electrode. It was sufficiently inconvenient that it did not replace the use of indicator methods.

    Additionally, the usefulness of his pH concept was first relatively ignored except in the field of enzymology.

    ———-Leonor Michaelis (of Michaelis/Menten enzyme kinetics fame) published a monograph, Die Wasser- stoffionkonzetration, that helped to convince biochemists and later, chemists in general, of the critical importance of pH to analytical research. From then on, meas- urement of pH, especially in the life sciences, became considered of greater and greater importance.

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