HORIBA 钙离子计 奶牛场牛血低钙血症的快速筛查
低钙血症的特征是血钙低于正常水平，是泌乳初期影响奶牛的最常见疾病之一。在血液中的三种钙形式中，离子钙 (iCa) 具有生理活性。为了帮助奶农和兽医在农场采集奶牛血液样本后立即测量 iCa，HORIBA 开发并推出了配备可更换钙传感器的 LAQUAtwin Ca-11C 牛血钙仪。它可以作为检测奶牛低钙血症的筛查设备。该仪器成本低廉，血液 iCa 分析速度快，是农场单个动物和牛群水平监测的理想选择。
介绍
在哺乳动物中，导致急性低钙血症[hypo- low + calc(o)- calcium + -emia 一种血液状况]的最常见原因是 是哺乳或产奶。负责哺乳的乳腺从血液中获取钙。产后不久，雌性动物需要产出足够的奶来喂养后代。这种突然的产奶钙需求会迅速耗尽血液中的钙，并使动物病危。在这种状态下，甲状旁腺会刺激甲状旁腺激素 (PTH) 的分泌，而甲状旁腺激素则会刺激破骨细胞活性或骨骼释放钙。这种活动需要时间。从细胞外液和间质液中可以更快地获得钙。当从肌肉组织中吸收钙时，肌肉无法收缩，变得太虚弱而无法支撑体重。这就是为什么奶牛经常因“产奶热”（低钙血症）而倒下（“倒地奶牛”）。严重的低钙血症会危及生命，需要干预。
钙在凝血、维持骨骼健康、骨骼生长和修复、神经传递、肌肉收缩和产奶方面都发挥着重要作用。血液和组织中钙过多或过少都会引起严重的疾病问题。血清 中钙的三种形式是平衡的：非扩散性钙主要与白蛋白结合；钙与乳酸、碳酸氢盐、磷酸盐、硫酸盐、柠檬酸和其他阴离子的扩散性复合物；以及扩散性离子钙（Ca2+）。离子钙约占血清总钙的一半，非扩散钙和复合钙分别占45%和5%。离子钙是生理活性形式；其浓度受甲状旁腺调节。无论血清总钙浓度如何，血清离子钙的降低都会引起不自主的肌肉收缩和相关的神经系统症状。
总钙比离子钙更稳定，是目前最容易和推荐的分析形式。尽管一些研究表明，总钙与牛血中的离子钙浓度有合理的关联，但这种关系在产犊时会发生变化。
图 1。示意图显示了奶牛对低血钙浓度的稳态反应。这些机制并行作用，将血钙浓度提高到正常水平。J. McArt，2018 年。点击图片放大。
离子钙（缩写为 iCa，但指的是游离 Ca 2+ 测量血液中的钙离子（英文：Anti-ionic）不仅成本高昂，而且需要对样品进行特殊的处理。样品不能暴露在空气中。血液样本暴露在空气中会改变 pH 值，从而改变样本中的钙离子量。此外，样品必须尽快处理，因为其随时间推移的稳定性值得怀疑。它们可以送到兽医诊断实验室或兽医诊所，但由于处理不当和采集时间过长，结果通常不准确。市面上有专为农场或田间使用而设计的仪器，然而，它们的高价格加上每个样本的成本使得它们对于大群动物的定期检测来说过于昂贵。目前，尚无用于农场单只动物和畜群水平监测的经济有效的解决方案。
经过大量研究和原型优化，HORIBA 推出了 LAQUAtwin Ca-11C 牛血钙仪，为农场或田间使用的商用仪器提供廉价、更小、更简单但更快速的替代品。它可以测量牛血中的离子钙，并可作为奶牛场检测奶牛低钙血症的筛查设备。
LAQUAtwin Ca-11C 具有可更换的传感器，内置热敏电阻，可检测样品温度，厚度为 0.8 毫米的扁平钙离子选择性膜可接受少至 0.3 毫升的样品。该仪表可在几秒钟内以 mmol/L 为单位显示样品读数。
方法
仪表校准
根据说明书使用仪器随附的 1.25 mmol/L 和 2.50 mmol/L 离子钙 (Ca 2+ ) 标准溶液校准 LAQUAtwin Ca-11C。标准溶液的成分与血液的电解质成分相似。为尽量减少测量误差，标准溶液和样品应处于相同温度。
样品采集和准备
1.将牛清洁的尾静脉或颈静脉血样采集到含有肝素锂抗凝剂的采血管中。注意：含有其他抗凝剂的采血管可能会对读数产生不利影响。
2.使用非接触式红外温度计测量血液样本的温度。等待样本温度降至 20 至 25°C 范围内。
3.将血样滴到传感器上并关闭传感器盖。等待读数稳定。
4.记录钙浓度。
测量血样后立即用清洁溶液 251 清洗传感器，该清洁溶液含有可去除蛋白质污渍的蛋白水解酶。
图 2.三种形式的钙及其在血液中的百分比。
图 3. Horiba 红外线温度计和用于 iCa 测量的采血管。
图 4：LAQUAtwin Ca-11C 和 ABL-800 FLEX 对患有低钙血症的奶牛血液样本的测量结果。
结果和效益
亚临床性低钙血症（奶牛看起来正常）比临床性低钙血症（产奶热）更常见。奶牛血液中的 iCa 浓度在 1.05 和 1.30 mmol dm-3（mmoldm-3= mmol/L）之间被认为是正常的，尽管研究之间存在一些差异，低钙血症的诊断值为 0.9 mmol dm-3 或更低。 使用 LAQUAtwin Ca-11C 测量血液中的离子钙来筛查奶牛是否患有低钙血症，可以帮助奶农和兽医评估奶牛的风险，并通过在农场中为单个动物或牛群制定监测和预防策略来最大限度地提高奶牛的健康水平。
HORIBA Advanced Techno, Co. Ltd. 进行了一项研究，研究对象为 LAQUAtwin Ca-11C 和 ABL-800 FLEX（实验室黄金标准；以下简称 ABL），以确定牛肝素化血液样本的最佳测量温度。ABL 使用带有流通式电池的离子电极，在 37°C 下进行校准和测量。当使用水浴将样品调节至 20 至 25°C 并用 LAQUAtwin Ca-11C 测量时，LAQUAtwin Ca-11C 的测量值与 ABL 的测量值之间的差异为 0.1 mmol dm-3 或更小。请注意，这两种仪器的测量系统和温度不同。LAQUAtwin Ca-11C 不能用于诊断低钙血症，但它可以帮助发现可能患有低钙血症并需要进一步检查和治疗的奶牛。
