Analizadores Electroquímicos. Cortesía: Profa. Ing. Chiquinquirá Olivares. Ingeniería Biomédica. UNEFM. Venezuela.

1. ANALIZADORES ELECTROQUIMICOS
INSTRUMENTACION EN EL LABORATORIO
CLINICO.
Ing. Chiquinquirá Olivares
UNEFM

2. ELECTROQUIMICA
• La electroquímica utiliza la capacidad de algunas reacciones
químicas para generar electricidad mediante la transferencia
de electrones

3. Electroquímica
Principios Basicos
 Los electrodos son usados para medir iones
 Los Instrumentos utilizados miden la diferencia de
potencial entre electrodos cuando dos
concentraciones diferentes del mismo ion están en
contacto unos con otros
 Los electrodos son sensibles a esta diferencia de
potencial

4. Términos de Electroquímica
• Oxidación: pérdida de electrones
• Ánodo : Es el electrodo donde ocurre la oxidación (donde se pierden electrones)
• Reducción: Ganancia de electrones (electrodo se vuelve negativo)
• Cátodo: el electrodo en donde se produce la reducción (ganancia de electrones)
• Polarografía, la medición de la ganancia o pérdida de electrones en una
reacción química mediante la detección de un cambio en la potencia

5. ELECTROQUÍMICA
 Célda galvánica: Se constituye por dos
semiceldas (ánodo-cátodo), unidas por un puente
salino, determinando así el flujo de electrones
durante los procesos de oxidación y reducción
Galvanic cellGalvanic cell

6.  Una Celda electrolítica se diferencia de la célda
galvánica en que:
 El cátodo y el ánodo se sumergen en la misma
solución
 Hay una fuerza electromotriz utilizado para
conducir la reacción química
ELECTROQUÍMICA

7. Electroquímica
Procedimientos de pruebas que
involucran principios electroquímicos
• Potenciometría
• Medición de pH
• Electrodos de iones selectivos
• Análisis de gases en sangre

8. Potentiometria
• Medición de potencial o voltaje entre dos electrodos en una
solución
• Se establece según la ecuación Nerst
• Predice la cantidad de cambio en milivoltios debido a un
cambio de temperatura
• A medida que aumenta la temperatura, también lo hace la
actividad de iones hidrógeno

9. Potentiometria
Componentes del Sistema
1.Electrodo de referencia
2.Indicador o electrodo de medición
3.Unión líquida o puente salino
4.Dispositivos de lectura

10. Potentiometria
1. EL electrodo de referencia, es el electrodo contra el
cual la carga del potencial en el electrodo indicador es
medido
• Consta de un metal y su sal en contacto con una
solucion que contiene el mismo anion. Estos son los
potenciales de semicelda extremadamente estables y
fáciles de reproducir

11. Potentiometria
Electrodos de Referencia
• Electrodo de calomelanos compuesto por
cloruro de mercurio / mercurioso, es
confiable, pero grandes, voluminosos, y
afectados por la temperatura
• Electrodos de referencia de plata / cloruro de
plata son más compactos y manejan las
fluctuaciones de temperatura. En general
son mejores y más rápido

12. Potentiometria
2. Electrodos de medición (indicadores)
El electrodo, cuyos potenciales de semi celdas
responden a los cambios en la actividad o
concentración de la sustancia en la solución
que se está midiendo.
La respuesta del electrodo a la sustancia que
se está midiendo y no a otras sustancias
presentes se define como la selectividad del
electrodo.

13. ELECTROQUIMICA
3. Unión Liquida también conocida como puente salino se requieren para
completar el circuito entre ambas semiceldas
 El Cloruro de Potasio (KCL), es el más común para utilizarse como puente
salino
 La selectividad de un electrodo para una especie en particular es dependiente
del tipo de membrana que separa el electrodo y la solución que contiene las
especies que han de medirse

14. Potentiometria
Electrodos de iones selectivos, también son llamados
Electrodos de iones específicos
• Electrodo indicador
• Semiceldas electroquímicas modificados
Ventajas
• No necesitan preparación de los reactivos
• Rentable
• Tiempos de análisis rápidos
• Muy sensible y selectivos para un analito
• Fácil de mantener

15. Electrodos de Ion
Selectivo (ISE)
• Diferentes membranas que son selectivamente
sensibles a los efectos eléctricos de diversos
electrolitos, se pueden colocar sobre las puntas de
los electrodos de medición haciéndolos
susceptibles sólo a los efectos particulares de estos
electrolitos
• Las diferencias en el potencial medido del circuito
pueden ser calibrados con concentraciones
conocidas de electrolitos
• Debido los ISE miden el potencial eléctrico, es un
ejemplo de la potenciometría

16. Electrodos de Ion Selectivo (ISE)
Sustancias comunes medidos por ISE
 Sodio (Na), membrana compuesta de vidrio selectivo
• El potasio (K), valinomicina (ejemplo de membrana de
capa de líquido)
• Cloruro (Cl), membrana de cristal
• El calcio ionizado (Ca) y los iones de hidrógeno (H),
membrana de vidrio de diferente composición de Na

17. Electrodo de Ion Selectivo (ISE)
 Consta de dos componentes principales de una semi
celda electroquímica
• Electrodo de referencia (genera un voltaje conocido,
constante)
• Electrodo de medición (genera un voltaje variable)
• Estos componentes deben estar conectados entre sí,
pero no pueden contaminar el uno al otro. La unión
se realiza mediante un "puente salino"

18. Medidas Potenciometricas
• Electrode de pH, basado en las medidas de un
potencial (voltage) entre dos electrodos immersos
en una solucion bajo la condición de corriente
cero.
• La diferencia de potencial entre los dos electrodos
se mide por lo general utilizando un medidor de
pH / mili-voltios.

19. ELECTRODOS DE PH
Electrodo Combinado
Los electrodos (indicador y
referencia), están ubicados en
la misma cámara
Referencia Internal tipo plata
cloruro de plata/
(plataAg/AgCl) en un baño
de Cloruro de potasio (KCl)
El electrodo de medida o
indicador posee una
"membrana de vidrio”

20. ELECTRODOS EN FORMA DE DISPOSITIVOS DE LOS ANALIZADORES DE GASES SANGUÍNEOS

21. ELECTRODOS DE PCO2
Electrodo de pCO2
 La Medición de la PCO2 en los
gases sanguíneos, se realiza
utilizando el electrodo
Severinghaus.
 El electrodo de pCO2 , es un
electrodo de pH modificado con
una membrana permeable de CO2
que cubre la superficie de la
membrana de cristal.
 Un tampón de bicarbonato separa
las membranas
 El cambio en el pH es proporcional
a la concentración de CO2 disuelto
en la sangre

22. Electrodos de pO2
• Electrodo de Clark PO2 (polarográfico). Mediciones
de PO2 han sido realizadas utilizando el electrodo
de Clark, el cual trabaja bajo el principio de la
Polarografía.
• El principio de polarografía consiste en la
medición de la ganancia o pérdida de
electrones en una reacción química, mediante
la detección de un cambio en el potencial.

23. Electrodo de pO2
• El cátodo es un alambre de platino y el ánodo es un
alambre de plata en AgCl
• Ambos electrodos están en contacto con la solución
electrolítica
• El oxígeno en la muestra difunde a través de la
membrana semipermeable y se reduce (gana
electrones) en el cátodo. El flujo de electrones se
detiene cuando no hay más oxígeno disponible.
• La corriente generadas en el sistema es proporcional a
la cantidad de oxígeno

24. Electrodo de pO2

25. ELECTRODOS EN FORMA DE DISPOSITIVOS DE LOS
ANALIZADORES DE GASES SANGUÍNEOS

26. Analizador de Gases Sanguíneo

27. IMPORTANTE
 Los analizadores de gases sanguíneos, son también
llamados ANALIZADORES DE GASES ARTERIALES. Se
utilizan para realizar medidas de la cantidad de
Oxigeno (O2), Dióxido de carbono (CO2) y acidez
de la sangre (pH).
 Los analizadores de gases sanguíneos evalúan la
efectividad de los pulmones en el transporte el
oxigeno a la sangre y la eficiencia de éstos en la
eliminación del dióxido de carbono. También
indican la interacción de los pulmones y los riñones
para mantener el pH normal en sangre (equilibrio
acido-base)

28. Parámetros de los Gases Sanguineos

29. Parametros de los Gases Sanguineos
El PH arterial normal es el cuerpo humano es de
7.35 a 7.45.
Por debajo de este valor se considera acidez y por
encima alcalinidad.

30. Parámetros de los Gases Sanguíneos
2. PCO2: Este valor es medido directamente con
el electrodo de CO2. Un incremento en la PCO2
es frecuentemente el resultado en condiciones
agudas o cronicas de insuficiencia respiratoria
mientras que un decremento del PCO2 es el
resultado de la hyperventilación estimulada por
la acidosis metabolica, histeria y ansiedad
severa. El valor normal del PCO2 arterial es 40
mmHg.
.

31. Parámetros de los Gases Sanguíneos
3. PO2: La presión parcial de oxígeno en la
sangre se mide directamente por el electrodo.
El rango normal es aproximadamente entre 85 y
100. Un aumento de la PO2 es generalmente el
resultado de la administración excesiva de
oxígeno y una disminución de la PO2 es a
menudo el resultado de problemas respiratorios
o cardiopulmonar.

32. Principios de Operación de los
Analizadores de Gases Arteriales
Los analizadores de Gases Arteriales se basan en la
determinación de:
pH: mediante un electrodo de vidrio
·PO2: mediante el electrodo de Clark
·PCO2: mediante el electrodo de Severinghaus

33. Diagrama de Bloque de los
Analizadores de Gases Arteriales

34. Blood Gas Analyzer
Calibrator
Gas
Chamber
E1 E3
E2 E4
w
Pump
High pH
Low pH
Standard
Buffers
Sample
Probe
V
High O2
Low CO2
Low O2
High CO2
Display/Printer
Microprocessor
PO2
PCO2
Water bath
37oC
pH
Reference for pH

36. Problemas comunes con los analizadores
de gas / PH sangre incluye
1-Soluciones tampón o buffer fuera de la fecha..
2-Ausencia del gas de calibración .
3-No tomar el tiempo adecuado para calentar
adecuadamente el analizador.
4-Daños en el o los electrodo(s)
5. Obstrucción de las líneas y sistema de carga de
muestra

37. ANALIZADORES DE ELECTROLITOS.
 FOTOMETROS DE LLAMA (EN DESUSO)
 ELECTRDOS DE ION SELECTIVO (ISE).
MÉTODOS DE ANALISIS

38. COMPONENTES DE UN ANALIZADOR
DE ELECTROLITO
 Reactivos
 Modulo de Electrodos
 Bomba Peristáltica
 Sonda de las Muestras
 Camara de Desperdicio

39.  Detectores de Fluidos
 Detectores de Aire
COMPONENTES DE UN ANALIZADOR
DE ELECTROLITO

40. DIAGRAMA DE BLOQUE DE UN
ANALIZADOR DE ELECTROLITO

41. Problemas comunes con los analizadores
de Electrolitos, incluye
1. Obstruccciones y fugas en la trayectoria del
flujo
1. Kit de la (s) membranas
2. Paquetes de Reactivos vacios
3. Suciedad del detector de la muestra
4. Falla en la calibración de la bomba y/o motor