Eliseo Orellana - Boris Beroíza

ISE (Ion Selective ISE (Ion Selective Electrode)Electrode)

Docentes: Priscilla Jaramillo / Claudia Martínez Cristian Morales

Bioanálisis Clínico Laboratorio. Tecnología Médica, UST

Introducción

• Los electrolitos interviene en la mayoría de los procesos metabólicos:

- Mantienen presión osmótica.- Hidratación de cierto compartimentos.- Regulan función cardiaca.- Regulan funciones musculares.- Forman parte de reacciones oxido reducción- Son componentes esenciales o coadyuvantes en R. enzimáticas

• Los principales electrolitos que aparecen en el organismo son:

Cationes: Ca+2, Mg+2, Na+, K+ Aniones: Cl-, HCO3 -, H2PO4-,

HPO4-2

Introducción

- Las principales técnicas para determinar analitos son:

- Métodos enzimáticos

- Espectrofotometría de absorción atómica

- Espectrofotometría de emisión de llama

- Electrodos ion selectivos

Electrodo de ion selectivo

• Los electrodos de Ion Selectivo son dispositivos de medición los cuales detectan diferentes especies de Iones en soluciones.

voltímetro

Electrodo de ion selectivo

EOBS = potencial observado(mV).Eo = potencial de referencia.R = constante de gasT = temperatura absoluta(K)F = Faraday constanteN = factor de valenciaA = actividad del ión específico

Ecuación de Nerst

Tipos de electrodos

Electrodo de referencia

• Son aquellos que miden el mismo potencial cualquiera que sea la naturaleza de la disolución en que se introduzcan y por tanto dan una referencia a la medida del electrodo indicador.

Características:- El potencial debe ser invariable(constante) en el tiempo.- El potencial debe ser invariable con la T°.

E. Calomelanos y E. Plata/Cloruro de plata

Electrodo Plata-Cloruro de Plata

Está formado por un electrodo de Ag saturado con ClAg y sumergido en

KCl.

alambre de Ag

solución de KCl y AgCl

KCl y AgCl sólidostapón poroso

respiradero

Electrodos indicadores

• Un electrodo indicador responde de manera rápida y reproducible a los cambios de concentración de un ion analito (o un grupo de iones analitos).

Electrodos metálicos• E. metálico de primera especie:

Se utilizan para la cuantificación del catión proveniente del metal con que está construido el electrodo.

plata, cobre, mercurio, plomo y cadmio.

• E. metálico de segunda especie:

Se utiliza para la cuantificación de aniones que forman precipitados o complejos con sus cationes.

• Sistemas redox:

Se utiliza para determinar el potencial de oxidoreducion de una solución.

Electrodos de membrana

• E. estado solido:Poseen membranas iónicamente

conductoras.

Características de la membrana:

- Material único(solido, cristalino)

- Puro

- No poroso

- Superficie homogénea

Electrodo Calomelanos

Son electrodos formados por Mercurio en contacto a través de un puente salino en forma

de disco poroso, con una solución saturada de Cloruro de Mercurio(II) que contiene también una concentración

conocida de KCl.

Electrodos de membrana

• E. estado liquido:

Utilizan como membrana un polímero orgánico saturado con un cambiador iónico líquido

La interacción con iones a uno y otro lado de la membrana, genera un potencial que puede medirse.

Electrodos de membrana

•E. estado gaseoso:

Miden cambios de pH causados por la difusión de gas a través de una membrana hidrofobica pero porosa.

Métodos de medición

Medición directa

- Determinación directa de la muestra.

- La calibración se lleva a cabo con 2 o más estándares.- La concentración de la muestra se determina mediante

comparación con los estándares

Medición por incremento

Es una técnica usada para determinar la concentración de iones en muestras cuyos componentes son variables o concentrados.

- Adición conocida.- Sustracción conocida.- Adición del analito.- Sustracción del analito.

Medición por valoración

Es una técnica que mide la concentración por la adición gradual de un titulante que reacciona con las especies de la muestra.

Tipos de Muestras

Suero/plasma:Evitar muestras hemolizadas

Evitar muestras lipemicas

Utilizar únicamente plasma con heparina de litio

Orina:Orina 24 horas sin aditivos.

Valores de referencia

Variables que afectan el funcionamiento

• Temperatura

• Interferencias

• Contaminación

• Potencial del electrodo de referencia

• pH de la muestra

Ventajas

• Determinan la concentración o actividad de los iones en soluciones acuosas.

• Relativamente baratos y fáciles de usar.

• Amplia gama de aplicaciones y rangos de concentración.

• • No están sujetos a interferencias de color.

• Las determinaciones mediante ISE son una de las pocas técnicas que pueden medir los iones positivos y negativos.

• Los ISE pueden ser utilizados en soluciones acuosas en un amplio rango de temperaturas.

Desventajas

• Cuando existen muchos interferentes no son del todo específicos.

• Sensibles a las interferencias (pueden reaccionar o ser atacados por otros iones presentes en las soluciones en cuestión).

• El rango es lineal en soluciones de baja concentración.

• Algunos electrodos ISE solamente son eficaces en un rango de pH estrecho.

AGRICULTURA: Nitrato, potasio calcio y cloruro en suelo

ALIMENTOS:Nitrato y nitrito en alimentos base de carnes.Determinación de cloruros.Floruros en agua, bebidas etc.Calcio en lechePotasio en jugo de frutas.

ANALISIS CLINICOSCalcio,potasio cloruro en suero, plasmaFluoruro en estudios dentales

AMBIENTE: Control analítico de cianuro, fluoruro sulfuro en efluentes, aguas naturales.etc

Aplicaciones

Discusión

Determinación de la sensibilidad y especificidad de diferentes métodos para el análisis de sodio y potasio en suero humano.

Lugar: -Laboratorios del Instituto Gastroenterológico Boliviano Japonés

-Análisis por Instrumentación de la Facultad de Ciencias Farmacéuticas y Bioquimicas

-Carrera de Ciencias Químicas de la Facultad de Ciencias Puras y Naturales de la UMSA y Hospital Juan XXIII de la ciudad de La Paz.

Discusión

Población: 112 muestras de pacientes de ambos sexos sanos y enfermos.

Metodos: Fotometría de Emisión de Llama, Espectroscopia de Absorción Atómica e ISE.

Resultados:

ion F. Emisión de llama

E. Absorciónatómica

ISE

sodio 81%;68% 45%;72% 93%;84%

potasio 94%;63% 75%;67% 80%;86%

Conclusión

La medición de electrolitos mediante electrodos de iones es una determinación altamente sensible y especifica, simple, rápida y sin muchos interferentes.

Es una herramienta de gran utilidad para realizar diagnostico rápidos y precisos en laboratorio clínico.

Bibliografía

- “Mediciones Ion Selectivo ”;Hanna instruments.- Rundle C. Beginners Guide to Ion-Selective Electrode

Measurements. Nico2000 Ltd. London, UK. 2009- Department of Chemistry and Biochemistry. Ion Selective

Electrodes (ISE);New Mexico State University. Estados Unidos.2006

- Manciulea A. “Electrodos de ion selectivo (ISE) ”; applications spcialist; Hanna Instruments Rumania; Diciembre 2009.

- IBC “instituto bioquímico clínico ”; Argentina ; Enero 2010