專技高考-醫事檢驗師生物化學與臨床生化學110 年第 23 題單選題
使用離子選擇性電極(Ion-selective electrodes)測量鉀離子時,是偵測下列何種電位的改變?
A膜電位正確答案
B動作電位
C擴散電位
D氧化還原電位
A正確答案
離子選擇性電極(ISE)測鉀離子是透過離子選擇性薄膜兩側產生的膜電位(membrane potential)變化來定量。
為什麼答案是 A
正解。ISE 利用對特定離子(如 K⁺)具選擇性的薄膜,當待測液與內參考液之間離子濃度不同時,膜兩側產生電位差(膜電位),其大小依 Nernst 方程式與離子活性成對數關係,藉此定量鉀離子濃度。
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完整詳解
Pro · 無限重點 離子選擇性電極(ISE)測鉀離子是透過離子選擇性薄膜兩側產生的膜電位(membrane potential)變化來定量。
看到 ISE + 離子選擇性「膜」→ 直接選膜電位。氧化還原電位是用在電化學氧化還原反應,不要混淆。
逐選項分析
A✓ 正確
正解。ISE 利用對特定離子(如 K⁺)具選擇性的薄膜,當待測液與內參考液之間離子濃度不同時,膜兩側產生電位差(膜電位),其大小依 Nernst 方程式與離子活性成對數關係,藉此定量鉀離子濃度。
B✕ 陷阱
動作電位是神經、肌肉細胞受刺激去極化後產生的電生理現象,屬生理學概念,與分析化學的 ISE 偵測原理無關,是名詞混淆的陷阱選項。
C✕ 陷阱
擴散電位(液接電位)是因離子擴散速率不同在兩溶液界面產生的電位,是 ISE 測量中需被抑制或校正的雜訊,而非主要被偵測的訊號,故非正解。
D✕
氧化還原電位由溶液中氧化還原反應的電子轉移決定,用於 ORP 電極等量測,與 K⁺ ISE 的選擇性膜原理不同,鉀離子量測並不涉及電子得失。
各種電位類型比較
| 電位類型 | 產生原因 | 應用 | 與ISE關係 |
|---|
| 膜電位 | 選擇性膜兩側離子活性差 | ISE測K⁺、Na⁺、Cl⁻等 | ✔ 主要偵測訊號 |
| 動作電位 | 細胞膜去極化 | 神經肌肉生理 | ✘ 無關 |
| 擴散電位 | 離子擴散速率不同 | 液接界面 | △ 需校正的干擾 |
| 氧化還原電位 | 電子轉移反應 | ORP電極 | ✘ 不同原理 |
本題易把『膜電位』與生理學『動作電位』混淆,或誤選『氧化還原電位』。ISE 核心是離子選擇性薄膜兩側因離子活性差產生的膜電位,遵循 Nernst 方程式,與電子轉移或細胞去極化都不同,須抓住『選擇性膜』關鍵字。