Potenciometrie •Měření rozdílu elektrického potenciálu mezi dvěma elektrodami při nulovém el. proudu • •Elektroda – indikační (měrná) – potenciál závisí • na aktivitě nebo koncentraci • referenční – konst. potenciál • •Potenciálový rozdíl – milivoltmetr s vysokým vstupním odporem Referenční elektrody •Vodíková – referenční –Pt potažená platinovou černí nasycenou vodíkem – nulový potenciál – nepraktická •Kalomelová – Hg potažená Hg2Cl2 v • nasyceném roztoku KCL – stálý • potenciál •Argentchloridová – Ag drátek potažený AgCl v • HCl nebo alk.chloridu– stálý • potenciál Skleněná elektroda •Reakce skleněné membrány na pH poprvé demonstrována 1906 •Praktická aplikace 1930 •Nejčastěji používaná potenciometrická elektroda •Pro měření pH v nejrůznějších matricích, vznik potenciálu na základě výměnných dějů •Souvislost s konstrukcí elektrody na stanovení parciálního tlaku CO2 (pCO2 ;Severinghaus 1950) - umožněna výroba analyzátorů ABR •Membrána skleněné elektrody složena ze směsi SiO2 (Al2O3) s přídavkem oxidů alkalických zemin nebo alkalických kovů •Různým složením použitého skla je možné dosáhnout různé selektivity pro měřené ionty (K+, Na+ , Cl- , Li+ , Ca2+ , Mg2+) •Vnitřní náplň 0,1 M HCl nebo pufr o pH 4-8 •Svod tvoří argentchloridová nebo kalomelová elektroda • •těsnící kroužek •pufr obsahující chloridový ion • •vzduchová bublina • •stříbrný drátek potažený AgCl • •plastikový obal • •pH senzitivní skleněná membrána • •převlečná upevňující matice • •pH ELEKTRODA •(skleněná elektroda) Instr •Typické složení selektivní skleněné hmoty pro H+ : •22% Na2O, 6% CaO, 72% SiO2 •(selektivita: H+ >>> Na+ > K+ ) • •Mírnou změnou složení skleněné hmoty se změní selektivita ve prospěch Na+ : •11% Na2O, 18% Al2 O3 , 71% SiO2 •(selektivita: H+ > Na+ > K+ ) • •Tím je umožněno použití skleněné elektrody k měření Na+ při pH běžném •v krevních vzorcích. • Měření pH •Po ponoření do roztoku s obsahem vodíkových kationtů -difuze •H+ ionty difundují přes skleněnou stěnu elektrody do vnitřního roztoku až se vnitřní roztok nabije na takový potenciál, který začíná již odpuzovat další protony •Dynamická rovnováha - potenciál skleněné elektrody dosáhne rovnovážné hodnoty - úměrná koncentraci vodíkových iontů v roztoku •Závislost potenciálu skleněné elektrody na pH má přímkový charakter téměř v celém rozsahu hodnot pH. •pH-metry – kalibrace sadou tlumivých roztoků o známé hodnotě pH Instr Typ elektrody Měřený iont Skleněná elektroda H+ , Na+ PVC membránová elektroda K+ , Na+ , Cl- , Li+ , Ca2+ , Mg2+ PCO2 H+ (změna pH vlivem CO2) Iontově selektivní elektrody • •Jednotlivé ISE elektrody •Elektrody integrované - integrovaná chipová technologie Instr Instr Iontově selektivní elektrody •Stanovení Na + : •skleněná sodíková elektroda •nebo crown éterový případně crown malonátový ionofor integrovaný do iontověselektivní plastové membrány (PVC, teflon) • Iontově selektivní elektrody •Stanovení K+ : •PVC membrána, v ní zabudován valinomycin (na principu iontové výměny) •Stanovení Cl- : •Polymerní membrána – v ní kvarterní amoniové soli •Např. trioktylpropylamonium chlorid dekanol •Membrána zajišťuje iontovou výměnu solí z membrány s chloridovými ionty • • Aeroset – firma Abbott: Čip na stanovení Na+, K+,Cl- sejmout0004 Analyzátory ABR a krevních plynů •Měřené parametry • •pH • •pCO2 • •pO2 •Dopočítané parametry • •Bikarbonáty • •Exces/deficit bazí • •Saturace Hb kyslíkem Instr_tech_lab Parametry měřené na analyzátorech ABR •pH pCO2 pO2 sO2 cCa2+ cCl– cGlu cK+ cLac cNa+ ctBil ctHb FO2Hb FCOHb FMetHb FHHb FHbF Elektroda pro měření pCO2 (Severinghaus) • •Příklad aplikace použití skleněné elektrody •Tenká membrána (20 µm) propustná pouze pro molekuly plynů a vodní páry (silikon, teflon), ionty neprochází •Vrstva elektrolytu - slabý roztok bikarbonátu a chloridů ( kolem 5 mmol/l) •S elektrolytem je v kontaktu skleněná pH elektroda a referenční argentochloridová (Ag/AgCl) elektroda •Oxid uhličitý obsažený v měřeném krevním vzorku difunduje přes teflonovou membránu a rozpouští se ve vnitřním elektrolytu elektrody •Vznikající kyselina uhličitá disociuje a posunuje tak pH vnitřního elektrolytu elektrody na kyselou stranu • CO2 + H2 O à H+ + HCO3- • •Δlog pCO2 (vzorek) ~ ΔpH (vnitřní elektrolyt elektrody) •Vztah mezi pCO2 vzorku a signálem generovaným elektrodou je logaritmický •Elektroda může být kalibrována buď přesnou směsí plynů nebo roztokem se stabilní hodnotou pCO2 • •nylonová síťka • •vzduchová bublina • •plastikový kryt • •těsnící gumový kroužek •Ag/AgCl referenční elektrody •přepad. otvor • •Ag/AgCl drát •roztok vnitřního pufru •pH senzitivní sklo na povrchu elektrody •těsnící gumový kroužek • •elektrolyt- vodný roztok •HCO-3 a NaCl v glycerolu • • pCO2 ELEKTRODA • (Severinghausova elektroda) • •12 µ teflonová membrána •těsnící kroužek • • •převlečná matice •konektor pO2 ELEKTRODA (Clarckova elektroda) •pO2 definován, jako parciální tlak kyslíku v plynné fázi, který je v rovnováze s krví - měřen kyslíkovou elektrodou •pO2 elektroda je amperometrická (polarografická) elektroda. •Skládá se z katody (platinový drátek zatavený ve skleněné tyčince) a anody (Ag/AgCl argentchloridová elektroda) ponořených do fosfátového pufru •Plášť elektrody překryt membránou propouštějící molekuly kyslíku (polypropylenová membrána o tloušťce 20um) •Platinová elektroda je elektrickým obvodem trvale polarizovaná konstantním napětím •Polypropylenová membrána chrání platinovou elektrodu proti kontaminaci bílkovinami obsaženými v krevním vzorku •Kyslík z krevního vzorku difunduje přes polypropylenovou membránu do elektrolytu uvnitř kyslíkové elektrody a je redukován na katodě (O2 + 4e-) •Vzniká elektrický proud mezi anodou a katodou - je proporcionální parciálnímu tlaku kyslíku v krevním vzorku •20 µ polypropylenová membrána • •těsnící kroužek • •plastiková matka • •elektrolyt (H2PO4 -- , HPO4- - a KCl) •těsnící kroužky • •plastikový obal • •630 mV vloženo na katodu • •těsnící kroužek •Pt katoda •konektor •převlečná matice •Ag anoda •přepad. otvor •pO2 ELEKTRODA •(Clarckova elektroda) Instr_tech_ABR_Osm 045 •pH pCO2 pO2 Instr_tech_lab Instr_tech_ABR_Osm 023 Instr_tech_ABR_Osm 021 Instr_tech_ABR_Osm 041 Instr_tech_ABR_Osm 038 • • • • omni_s OMNI S: Roche Diagnostic OMNI S: Roche Diagnostic •Vhodný i na jednotky intenzivní péče, na operační sály, pooperační pokoje a dialýzu •Čtecka ČK •Stanovení bilirubinu - novorozenecká oddělení (malý objem) •2 nebo 3 multireagenční kontejnery •Kalibrační roztoky – carbonáty, bikarbonáty, elektrolyty, pH pufr •Detekce hladiny reagencií a zaznam výměny kontejneru • •Měřené parametry: PO2, PCO2, pH Na, K, Ca, Cl Glu, Lac, Urea O2Hb, HHb, COHb, MetHb Total Hemoglobin (tHb) Saturace kyslíkem (SO2) Hematokrit Hct Bilirubin OMNI S: Roche Diagnostic další vybavení •Oxidometrický modul – hemoglobin celkový a deriváty – spektrofotometricky •Modul na celk. hemoglovin a měření saturace kyslíku – měření absorpce světla na základě světelného rozptylu na erytrocytech Rapidlab 800 - Siemens sejmout0003 nova-blood-analyzer-1 •ABR Analyzátory, Nova Biomedical •Jednoduchost obsluhy, široké spektrum měřených parametrů, vhodný jako POCT NOVA%20BIOMEDICAL%20Phox%20Plus%20Blood%20Gas%20Analyzer Radiometer: ABL 800 Flex ABL 80Flex • ABL800 FLEX ABL80 FLEX 2B9DBAC4-FD42-4551-AEC9-DE549E8E86FD ABL800 FLEX ABL 800 Flex •Automatický systém •pH, pCO2, pO2, cCI-, cCa2+, cK+, cNa+, cGlu, cLac, cCrea, ctBil, ctHb, sO2, FO2Hb, FCOHb, FMetHb, FHHb, FHbF, •Přístroj vybaven podavačem – vzorek se vloží a obsluha může odejít •Uvnitř stříkačky míchací kuličky •www.radiometer.com/dd7c58e1-126e-42ff-b883-7158fb01816c.W5Doc (video) GEM Premier 4000 - Instrumentation Laboratory •pH, pO2, pCO2, elektrolyty, metabolity a CO-Oximetr. •Snadné použití •Bezúdržbový •Ideální pro point-of-care • testování Picture of Instrumentation Laboratory GEM Premier 4000 POCT analyzátory ABR soustředěny v nemocniční síti + kontrolovány laboratoří – např. software RapidComm 4,0 Systém,Siemens http://static.healthcare.siemens.com/siemens_hwem-hwem_ssxa_websites-context-root/wcm/idc/groups/pu blic/@global/@lab/@poc/documents/image/mdaw/mjew/~edisp/rapidcomm-software-demo-adj-size-16-9-00201 577/~renditions/rapidcomm-software-demo-adj-size-16-9-00201577~10.jpg Biosenzory •Specifický druh chemického senzoru - z biologického indikačního prvku a chemického převaděče •Biologickým prvkem je nejčastěji specifický enzym - enzymové elektrochemické biosenzory • Enzym katalyzuje specifickou enzymovou reakci se specifickým substrátem •Výsledkem reakce je měřená tvorba produktu, nebo rozklad substrátu •Biosenzory pro glukosu, laktát, kreatinin a močovinu •Jsou součástí glukosových analyzátorů, ABR analyzátorů, ale také velkých automatických biochemických analyzátorů (Beckman) Glukosové analyzátory Stanovení kapilární glukosy •H2O2 2 H+ + O2 + 2e- • • • •Je měřená časová změna proudu, která je úměrná koncentraci glukózy ve vzorku. •SensoStar G, firma DiaSys • •Enzymatickoamperometrický princip •Enzymový amperometrický biosenzor (imobilizována glukosoxidasa) na stanovení glukózy využívá k měření vznikající peroxid vodíku: • •glukózooxidáza • Glukóza + O2 -----------à kys. glukonová + H2O2 •Vznikající peroxid je oxidován na platinové elektrodě při konstantním potenciálu •podle rovnice: Glukosový a laktátový analyzátor EBIO plus - Eppendorf sejmout0001 sejmout0002 • Glukosový analyzátor Beckman • • Beckmanova pO2 elektroda • Glukózooxidáza v systémovém roztoku analyzátoru • •Glukózaoxidáza katalyzuje reakci: • glukózooxidáza • Glukóza + O2 -----------à kys. glukonová + H2O2 • • Vznikající peroxid vodíku rozložen cestou, která nevede k tvorbě • kyslíku • Reagencie v systémovém roztoku - I- • • H2O2 + 2H+ + 2I- -------- à I2 + 2H2O • •Rychlost poklesu kyslíku je funkcí koncentrace glukózy v měřeném vzorku. BIOSEN S-line Lab, EKF-diagnostic, dodává Medesa •Automatický analyzátor pro stanovení glukózy nebo laktátu ze séra, krve a plasmy. •Využívá elektrochemický princip měření kombinovaný s čipovou technologií Enzymy imobilizované na čipu zajišťují oxidaci glukózy a laktátu ve vzorku za tvorby peroxidu vodíku,ten je redukován na měřících elektrodách. •Změna protékajícího proudu úměrná koncentraci •Rozsah měření 0,5 –50 mmol/l (glukóza), 0,5 – 40 mmol/l (laktát) •Objem vzorku : 20µl , ředí se • 1 ml systémového roztoku • • S-line Lab POCT glukometry • •Princip: •Biosenzor (nejčastěji enzymatický biosenzor s amperometrickým principem) • •Fotometrie • • •Accu-Chek ® • •Seznamte se s naším nejrychlejším glukometrem. •Měření krevního cukru s Accu-Chek Active. •To pravé pro Vaše životní tempo. •Rychlý! •doba měření cca 5 sekund •malý vzorek - 2µl •paměť na 200 hodnot s uvedením data a času •průměr za posledních 7 nebo 14 dní •bezdrátový přenos dat do PC přes infračervený port • •Jednoduchá obsluha! •Jednoduchá obsluha díky automatickému zapínání a vypínání •uživatelsky přátelský s ikonami čitelný displej se silnými písmeny •snadné kódování pomocí kódovacího čipu • •Bezpečný! •externí kontrola (viz nákres shora) prokázala vysokou přesnost glukometru Accu-Chek Active •téměř v laboratorní kvalitě - systém Accu-Chek Active vykazuje vysokou přesnost s průměrnou CV odchylkou menší než 2% •dokonalá kontrola nedostatečného množství krve prostřednictvím nové 3. elektrody v optickém systému glukometru •univerzální vzorky - s Accu-Chek Active můžete používat kapilární, venózní, arteriální nebo neonatální krevní vzorky •široké čtecí rozmezí: 0,6 - 33,3 mmol/l (10 - 600 mg/dl) •široké teplotní rozmezí: 10 - 40 °C •možnost označit kontrolní měření •pro ještě vyšší bezpečnost možnost vizuální kontroly •V profesionálním prostředí doporučujeme z důvodů pohodlné manipulace a dodržení hygieny aplikovat krevní vzorky na proužek mimo glukometr. Aby plně dostál potřebám profesionálů, má Accu-Chek Active speciálně rozšířené rozmezí pro hematokrit na 20 - 70% u dávkování mimo glukometr. • accu_chekactive%5B1%5D accu_chekactive2%5B1%5D accu_chekactive3%5B1%5D POCT glukometry POCT glukometry v nemocniční síti • •Software nabízí firmy Abbott, Roche Diagnostic, Johnson and Johnson •Stav glukometru a kontrola vidět v laboratoři – zajištění kvalitních výsledků •Výsledky v LIS a NIS •Učtováno do pojišťovny • •