来自电荷平衡建模的启示

《Scandinavian Journal of Clinical and Laboratory Investigation》：Revelations from charge-balance modeling

电荷平衡建模分析生物流体电荷分布与成分关系。通过已知pH差及缓冲容量差异，可定量评估细胞内缓冲浓度和强离子差异；无需解离常数或pH值，仅需尿液单电荷离子量和总磷酸盐浓度即可确定其酸碱度，揭示系统非平凡本体论细节。

　　

摘要

在生物流体中，电荷主要由具有完全解离特性的强离子所主导，这种解离过程与pH值无关。电中性要求结合质量守恒原理以及从物理化学中理解到的解离规律（包括水的自解离过程），使得可以准确确定任何已知成分的水基流体中的电荷情况。本文通过电荷平衡模型重新分析了两篇重要的学术论文。在第一篇论文中，研究者指出：通过了解两种成纤维细胞之间的固定pH值差异以及这两种细胞中的pH值依赖性缓冲能力，可以定量评估缓冲物质的浓度和强离子的含量差异。在第二篇论文中，研究者发现：对于尿液这种高离子强度的磷酸盐溶液而言，传统的计算或滴定方法难以确定其可滴定酸度；而只需测量尿液的离子强度（SID）和总磷酸盐浓度，即可解决这一问题，无需知道正确的解离常数或尿液的pH值。研究表明，基于基础物理化学的电荷平衡模型能够揭示所研究系统的某些非平凡的本质特征。