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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
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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
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Introducción
- Las principales técnicas para determinar analitos son:
- Métodos enzimáticos
- Espectrofotometría de absorción atómica
- Espectrofotometría de emisión de llama
- Electrodos ion selectivos
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Electrodo de ion selectivo
• Los electrodos de Ion Selectivo son dispositivos de medición los cuales detectan diferentes especies de Iones en soluciones.
voltímetro
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Electrodo de ion selectivo
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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
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Tipos de electrodos
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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
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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
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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).
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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.
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Electrodos de membrana
• E. estado solido:Poseen membranas iónicamente
conductoras.
Características de la membrana:
- Material único(solido, cristalino)
- Puro
- No poroso
- Superficie homogénea
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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.
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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.
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Electrodos de membrana
•E. estado gaseoso:
Miden cambios de pH causados por la difusión de gas a través de una membrana hidrofobica pero porosa.
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Métodos de medición
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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
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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.
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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.
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Tipos de Muestras
Suero/plasma:Evitar muestras hemolizadas
Evitar muestras lipemicas
Utilizar únicamente plasma con heparina de litio
Orina:Orina 24 horas sin aditivos.
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Valores de referencia
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Variables que afectan el funcionamiento
• Temperatura
• Interferencias
• Contaminación
• Potencial del electrodo de referencia
• pH de la muestra
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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.
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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.
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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
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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.
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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%
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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.
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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