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Aktivität als
Funktion der
Konzentration
Amperometrische
Sensoren
Konduktome-
trische Sensoren
BESTIMMUNG DER ANALYSERESULTATE
Bestimmung
der Analyten-
konzentration
2-4
wobei für S der die Steilheit der Sensorkurve definierende konstante Term
eingesetzt wird. Die Steilheit gibt die Änderung in mV pro zehnfacher Änderung der
Aktivität des Analyts an. Für ein positiv geladenes einwertiges Ion ergibt sich ein
theoretischer Wert von 59,1 mV bei 25 °C.
Ionen-selektive Elektroden messen nicht die Ionenkonzentration, sondern die
Ionenaktivität. Der Zusammenhang zwischen der Ionenaktivität (a) und der
Ionenkonzentration (c) ergibt sich über den Aktivitätskoeffizienten (γ): a = γc.
Während Ionenaktivitäten, die in erster Linie etwas über die Konzentration
von freien Ionen und nicht über die Gesamt-Ionenkonzentration aussagen,
physiologisch relevant sind, werden die Aktivitätswerte in herkömmliche
Konzentrationseinheiten umgewandelt, um die mit den ionen-selektiven Elektroden
in direkten Verfahren gemessenen Werte mit Werten vergleichen zu können, die
anhand von Verfahren zur Ermittlung der Gesamt-Ionenkonzentration gewonnen
wurden. Zu den Letzteren gehören Methoden mit Aktivitätskoeffizienten von etwa
1 sowie flammenphotometrische, Atomabsorptions- und Titrationsverfahren.
Bei amperometrischen Messungen wird an die Messelektrode ein Potenzial
angelegt und der im Analysesystem durch Oxidations- bzw. Reduktionsreaktionen
erzeugte Strom gemessen. Der erzeugte Strom ist direkt proportional zur
Konzentration des zu messenden Bestandteils. Durch Hinzufügen eines Enzyms in
eine Schicht oder in die Nähe eines amperometrischen Sensors kann man aus zu
untersuchenden Analyten, die selbst nicht oxidiert oder reduziert werden können,
elektroaktive Arten erzeugen.
Bei konduktometrischen Messungen wird der Wechselstromwiderstand zwischen
zwei Elektroden, die mit der Probenlösung in Kontakt stehen, und die sich
daraus ergebende Spannungsdifferenz gemessen. Die Leitfähigkeit der Lösung ist
proportional zur Höhe des Spannungsunterschieds. Bei wässrigen Lösungen besteht
ein linearer Zusammenhang zwischen Leitfähigkeit und Elektrolytkonzentration.
Die Konzentration der Blutbestandteile erfolgt mit Hilfe von potentiometrischen
und amperometrischen Sensoren. Bei beiden Sensoren werden folgende Angaben
für die Berechnung der Konzentration herangezogen:
1) die Konzentration des zu messenden Blutbestandteils in der
Kalibrierlösung
2) die durch den zu messenden Blutbestandteil in der Kalibrierlösung
erzeugte Spannung (potentiometrisch) oder der erzeugte Strom
(amperometrisch)
3) das durch den zu messenden Blutbestandteil in der Probenlösung
erzeugte Signal
Bei potentiometrischen Sensoren wird die Analytenaktivität in der Probe anhand
der Nernstschen Gleichung berechnet:
E
-E
= S log (a
Probe
Kalibrierlösung
Komplexe Lösungen, z.B. Blut, weisen aufgrund der auf Störionen
und Matrixeffekte zurückzuführenden Übergangspotenziale ein leicht
abweichendes Verhalten auf. Durch Erweiterung der Nernstschen Gleichung um
Selektivitätskoeffizienten (Nikolsky-Gleichung) kann diese Abweichung minimiert
werden. Auch der Matrixeffekt auf das Übergangspotential der Bezugselektrode
kann minimiert werden, indem die Bezugselektrode in unterschiedlichen
Lösungen charakterisiert wird.
Art.: 714382-02F
/a
).
Probe
Kalibrierlösung
Rev. Date: 17-FEB-2023
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