Mesura de la concentració de CO2 i O2: Mètodes i elèctrodes
Mesura de la concentració de CO2 total
La [CO2] total d'una mostra es determina amb l'elèctrode de pCO2, de manera que la mostra s'ha de barrejar amb una dissolució àcida.
L'adició d'àcid força la reacció cap a la producció de CO2 fins que es consumeixi tot el bicarbonat i el CO2 produït difongui a través de la membrana semipermeable, de forma que la variació de pH al compartiment és proporcional a la [CO2] de la mostra.
- Hem d'observar que la [CO2]total és aproximadament igual a [HCO3-], ja que almenys un 90% del CO2 es troba com a bicarbonat (la resta es troba com a CO2 dissolt, àcid carbònic i grups carbaminats); per tant: [HCO3-] ≈ [CO2]total.
Mesurament de la pressió parcial d'O2
La pO2 es determina amb l'elèctrode de Clark, que es basa en un mètode amperomètric. L'O2 dissolt de la mostra difon a través de la membrana semipermeable cap a una dissolució de fosfat i KCl, dins de la qual es troben els elèctrodes de mesurament i referència. Les membranes solen ser de tefló, polipropilè o polietilè.
- L'instrument té un elèctrode de referència d'Ag/AgCl (ànode) i un elèctrode de mesurament de vidre recobert de Pt (càtode), connectats a una font elèctrica que proporciona un potencial constant al càtode de -0,65 volts.
L'O2 dissolt de la mostra difon a través de la membrana semipermeable i es redueix en el càtode (elèctrode de Pt) de forma que: O2 + 4e- → 2O2-.
Els dos ions d'O (2O2-) es combinen amb 4H+ per a formar aigua, i els electrons necessaris per a aquesta reducció són produïts per l'elèctrode de referència segons la reacció: 4Ag + 4Cl- → 4AgCl + 4e-.
- A mesura que l'O2 difon, es va reduint al càtode, fet que origina un augment d'intensitat, complint-se que la intensitat del corrent elèctric del sistema és directament proporcional a la pO2 de la mostra o de la solució de calibratge a l'altre costat de la membrana.
Mesurament de la concentració total d'O2
L'elèctrode de Clark també és útil per a la determinació de la [O2]total. En aquest cas, s'ha d'afegir prèviament a la mostra ferricianur o CO, que aconsegueixen desplaçar totalment l'O2 de l'hemoglobina. Una vegada desplaçat l'O2 en la seva totalitat, es mesura la pressió parcial a través de l'elèctrode de Clark, sent aquesta directament proporcional a la seva concentració.