Bio générale - Cours 6 Co-oxymétrie et électrodes Flashcards
Quels électrolytes est-il possible de doser sur un analyseur de gaz sanguins?
- Na+
- K+
- Cl-
- Ca2+
- Créatinine
- Urée
- Mg (seulement sur le Nova)
Quels métabolites est-il possible de doser sur un analyseur de gaz sanguins?
Glucose et lactate
Quels paramètres est-il possible de doser en oxymétrie sur un analyseur de gaz sanguins?
- Hb totale et fractionnée
- Saturation en O2 (SaO2)
- Bilirubine
- Hb foetale (ABL seulement)
Définir le terme potentionétrie et donner un exemple d’analyte dosé avec ce principe analytique
Potentiométrie :
- Mesure la différence de potentiel électrique entre 2 électrodes d’une cellule électrochimique lorsque le courant de la cellule est nul
- Mesure de :
- pH
- pCO2
- Électrolytes (Na, K, Cl, Ca)
- Dans sang total, plasma, sérum et urine
Quels sont les composantes et le principe de fonctionnement général d’une électrode en potentiométrie?
- 2 électrodes (demi-cellules)
- Électrode de référence (potentiel stable)
- Électrode de mesure (potentiel varie selon l’activité de l’ion à mesurer)
- Cellules électrochimique :
- 2 électrodes
- Voltmètre
- Solutions électrolytiques
- Membranes
- Le potentiel de la cellule électrochimique est enregistré par le voltmètre et la concentration de l’échantillon est déterminée
Quelle équation est utilisée pour déterminer la concentraiton d’un échantillon mesuré par une électrode utilisant le principe de la potentiométrie?
Équation de Nernst
- Appliquée pour déterminer l’activité de l’ion à mesurer à partir du potentiel de l’échantillon mesuré
Vrai ou faux : Pour la potentiométrie, le potentiel mesuré par le voltmètre correspond au potentiel de l’échantillon seulement
FAUX
Correspond au potentiel de l’échantillon et de la référence
Etotal = Eéchantillon + Eréférence
Potentiométrie : Nommer les différents potentiels électriques qui se créent à l’interface des différentes composantes de la cellule. Tous sont maintenus constants sauf un, lequel?
Potentiels électriques à l’interface des composantes :
- Électrode de mesure :
- Potentiel de l’échantillon p/r à la membrane
- Potentiel de la membrane p/r à l’électrolyte interne
- Potentiel de l’électrolyte interne p/r à l’électrode de référence interne
- Électrode de référence :
- Potentiel de l’électrode de référence
- Potentiel de jonction (lien entre l’échantillon et l’électrode de référence)
**Le seul potentiel qui varie est le potentiel qui se forme entre l’échantillon et l’électrode de mesure
Nommer les différents types d’électrodes sélectives (potentiométrie) et les analytes/paramètres mesurés avec ces types d’électrode
- Électrode de verre : pH
- Électrode avec membrane de polymère :
- pH
- Électrolytes (Na, K, Cl, Ca, Li, Mg)
- CO2 total (CO3-2)
- Électrode pour PCO2
Quels types d’électrodes de référence sont utilisés en potentiométrie?
- Électrode métallique inerte
- Électrode métallique participant dans la réaction
Pourquoi parle-t-on d’électrode sélective et non d’électrode spécifique?
La spécificité des membranes atteint rarement 100%
- Cependant, la majorité des électrodes utilisées présentent une spécificité suffisante et ne requierent pas une correction pour les ions interférants
Décrire le fonctionnement d’une électrode à pH d’un analyseur de gaz sanguins
Électrode de verre
- La spécificité de l’électrode varie selon la composition du verre
- Spécificité H+ >>> Na+ > K+
- Lorsqu’immergée dans une solution aqueuse, une mince couche de gel se forme à la surface de la membrane en verre
- Lors de la formation de la couche de gel, les ions H+ diffusant vers le gel ou hors du gel entrainent un changement de potentiel
- Vers le gel : Solution acide
- Hors du gel : Solution alcaline
(!) L’électrode doit restée hydratée pour conserver sa couche d”hydratation
Décrire le fonctionnement d’une électrode avec membrane de polymère
- Utilisée pour la mesure :
- pH
- électrolytes (K+, Na+, Cl-, Ca2+, Li+, Mg2+
- CO32- (mesure du CO2 total)
- Membrane de poly(vinyl chloride) (PVC) plastifiée dans laquelle est incorporée une composante active permettant la sélectivité de la membrane.
- La différence de potentiel qui s’établit de part et d’autre de la membrane sélective est proportionnelle au logarithme de l’activité ionique ou de la concentration de l’ion mesuré dans l’échantillon.
Quel est le principe de mesure du Cl- par une électrode sélective ? Commenter sa sélectivité
Électrode avec membrane de polymère
- Membrane échangeuse d’ions
- Composante active de la membrane de PVC : sels d’ammonium quaternaires lipophiles
- Liaison du Cl- à la membrane génère un potentiel
- Sélectivité limitée :
- Limitée aux éch sans [] significative d’un anion plus lipophile que le Cl-
- Salicylate, thiocyanate
- Sélectivité meilleure pour ClO4-, I-, NO3- et Br- que pour Cl-
- Limitée aux éch sans [] significative d’un anion plus lipophile que le Cl-
Quel est le principe de mesure du K+ par une électrode sélective ? Commenter sa sélectivité
Électrode avec membrane de polymère
- Transporteur d’ion neutre
- Composante active de la membrane de PVC : Valinomycine (antibiotique)
- Liaison de K+ à la membrane génère un potentiel
- Grande sélectivité pour K+ vs Na+
- Grande plage de linéarité (3 ordres de grandeur) :
- Permet dosage de K+ dans sang et urine
Quel est le principe de mesure d’une électrode à PCO2?
Correspond à une électrode à pH (en verre) couplée avec une membrane perméable au CO2
- Échantillon en contact avec une membrane perméable au CO2
- CO2 diffuse au travers de la membrane et se dissous dans la couche interne d’électrolytes (tampon bicarbonate)
- Formation d’acide carbonique qui se dissocie ensuite :
- CO2 + H2O H2CO3 HCO3- + H+
- Modifie le pH de la solution carbonate (↑ H+)
- La modification du pH est mesurée par une électrode à pH en contact avec la solution de la couche interne
- Équation de Nernst : Relation entre PCO2 et signal à l’électrode à pH
Quel est le principal type d’électrode de référence?
Électrode métallique participant dans les réactions rédox
- Ex : Électrode Ag/AgCl
Quel est le principe de fonctionnement d’une électrode métallique participant dans les réactions rédox (Ex: Électrode Ag/AgCl)?
- Tige d’argent recouverte d’AgCl immergée dans une solution de KCl saturée
- Concentration constante de Cl- = potentiel constant
- Maintient le contact électrique entre la tige et l’échantillon
- Une réaction d’équilibre est observée à la surface de la tige d’argent
- AgCl (solide) + é Ago (solide) + Cl-
- L’activité de AgCl et Ago est équivalente
- Le potentiel de la demi-cellule est déterminé par l’activité des ions Cl- dans la solution en contact avec l’électrode
- Un potentiel de jonction se développe dans la membrane poreuse à l’interface des 2 liquides
- La tige d’Ag conduit le potentiel de la demie-cellule à l’instrument de mesure, où il est comparé au potentiel de l’électrode de mesure
Vrai ou faux : Une seule électrode de référence est utilisée dans les analyseurs sanguins pour la mesure du pH, Na+, K+, Cl- et Ca2+
VRAI
Nommer les 2 méthodes courantes pour la mesure des électrolytes.
Méthodes les plus courantes :
- Photométrie de flamme (méthode de référence)
- Électrode sélective (potentiométrie)
Décrire le principe physico-chimique sous-jascents ainsi que les avantages et les inconvénients de la photométrie de flamme pour le dosage des électrolytes
Photométrie de flamme
- Méthode de référence pour les électrolytes
-
Principe :
- Lorsque soumis à la chaleur de la flamme, les ions passent dans iun état excité
- Retour à l’état fondamental des électrons de la couche externe s’effectue avec émission caractéristique de l’ion dosé
- L’intensité de lumière émise est proportionnelle à la concentration de l’échantillon
- Résultat en concentration totale de l’ion (mmol/L)
-
Avantages et inconvénients :
- Appareillage simple
- Peu couteux
- Pas d’interférence
- Pas de variations dues à la température
- Alimentation en gaz (contraintes légales)
- Cadence faible
Décrire le principe physico-chimique sous-jascents ainsi que les avantages et les inconvénients des électrodes sélectives pour le dosage des électrolytes
Électrodes sélectives :
- Électrodes directes et indirectes
-
Principe :
- Mesure de l’activité de l’ion (concentration d’ions libres), mais les résultats sont convertis et exprimés par rapport à l’eau plasmatique
- Membranes sélectives pour la liaison d’un type d’ion
- Liaison de l’ion à la membrane génère un potentiel
-
Avantages et inconvénients :
- Possibilité de miniaturisation et d’automation
- Possibilité de mesurer plusieurs paramètres en même temps
- Électrode directe :
- Non affecté par une augmentation de protéines/lipides
- Électrode indirecte :
- Échantillon dilué 1/20
- Affecté par une augmentation de protéines et lipides
Pourquoi l’activité et la concentration des ions sont-ils différent dans des échantillons de force ionique physiologique?
- Le coefficient d’activité varie selon la force ionique de la solution
- Le coefficient diminue lorsque la force ionique augmente
- Le coefficient d’activité pour les ions divalent est plus faible
La calibration et la mesure des électrolytes sont-elles effectuées en unité de concentration ou en activité d’ion?
Unités de concentration
- Utilisation de calibrateurs de force et de composition ioniques similaires au sang
- Le coefficient d’activité de l’ion dans le calibrateur est très proche de celui de la matrice d’échantillon
Comment les mesures d’électrolytes par ISE sont-elles corrigées pour harmoniser les mesures en concentration d’électrolyte?
Les calibrateurs contiennent 99% d’eau et le plasma contient 93% d’eau
- Les résultats seraient 6% plus élevés que prévu sans facteur de correction
- Facteur de correction appliqué pour harmoniser la mesure par ISE
Définir le terme “ampérométrie”
Ampérométrie :
- Cellule électrochimique dans laquelle un voltage externe est appliqué sur une électrode de travail polarisable (électrode de mesure moins électrode de référence)
- Le courant obtenu est mesuré et est proportionnel à la quantité d’analyte