Principios de análisis instrumental

Al combinar los dos términos constantes para tener una nueva constante L' se llega a Eind = L' + 0.0592log[C0 2 (ac)],xt (23.21) Para finalizar, como entonces, Ecel = L' + 0.0592log[COz(ac )J.xt - E,er (23.22) o bien, Ecel = L" + 0.0592log[COz(ac)].,t donde L" = L + 0.0592 log Kg - E,.r Por consiguiente, el potencial entre el electrodo de vidrio y el elec– trodo de referencia en la disolución interna está determinado por la concentración de C0 2 en la disolución externa. Observe una vez más que ningún electrodo entra en contacto directo con la diso– lución de analito. Las únicas especies que interfieren con la respuesta de estos sensores ante el C0 2 son otros gases disueltos que atraviesan por permeabilidad la membrana y luego afectan el pH de la diso– lución interna. La especificidad de las sondas de gas depende únicamente de la permeabilidad de la membrana. Los sensores basados en membrana para el co2 son microfabricados para ins– talarse en analizadores clínicos como se describe en la sección 23F.2. 19 Existe la posibilidad de aumentar la selectividad de las son– das sensibles a gases empleando un electrodo interno que sea sensible a especies diferentes del ion hidrógeno; por ejemplo, se puede utilizar un electrodo sensible al nitrato para construir una sonda que sea sensible al dióxido de nitrógeno. En el caso de este dispositivo, el equilibrio sería 2N0 2 (ac) + 2HzO~N0 2 - + N0 3 - + 2H 3 0 + t'Xtt'rn<l disolución intt=rnr~ Este electrodo permite determinar N0 2 en presencia de gases como S0 2 , C0 2 y NH 3 , los cuales también alterarían el pH de la disolución interna. La tabla 23.5 es una lista de las sondas sensibles a gases que existen en el comercio. También se encuentra en el mercado una sonda sensible al oxígeno, pero se basa en una medición voltam– perométrica y se trata en el capítulo 25. 23F.2 Biosensores En las pasadas tres décadas se ha efectuado un considerable esfuerzo para combinar la selectividad de materiales y reaccio– nes bioquímicos con transductores electroquímicos (véase la figura 1.7) para obtener biosensores muy selectivos que se uti– licen en la determinación de compuestos biológicos y bioquí- 19 M. E. Meyerhoff, Clin. Chem., 1990,36, p. 1567. »> 23F Sistemas de electrodo sensible a moléculas 605 TABLA 23.5 Sondas comercia les sensibles a gases . . -' ~-·-- -.··-;31 Equilibrio en la Electrodo ;"~ Gas disolución interna _ sensor ) NH:3 NH 3 + HzO~NH 4 + +OH- Vidrio, pH COz COz + Hz O~ HC0 3- + H + Vidrio, pH HCN HCN~H+ + CN - Ag 2 S,pCN HF HF~H++ p- LaF 3, pF H 2 S H 2 S~2H+ + S 2 - Ag 2 S, pS soz SOz + HzO~HS03- + H + Vidrio, pH N0 2 2N0 2 + H 2 0~ Intercambio de NOz- + N03- + 2H+ ion inmovilizado, pN0 3 micos. 20 Entre estos materiales están enzimas, ADN, antígenos, anticuerpos, bacterias, células, y todas las muestras de tejido animal y vegetal. Cuando las moléculas de analito reaccionan con estos materiales, la interacción desencadena la producción de especies que se pueden supervisar de manera directa o indi– recta mediante uno de los electrodos que tienen afinidad con los iones o moléculas ya mencionados. La ventaja de la selec– tividad de los biosensores es contrarrestada por la estabilidad limitada de muchas sustancias bioquímicas, lo cual reduce el uso en ambientes agresivos. Esta desventaja se está disminuyendo en cierto grado mediante la fabricación de materiales sintéticos que tienen características para identificar moléculas similares a las naturales. Estos nuevos compuestos pueden ser más fuertes que los materiales naturales. Biosensores elaborados con enzimas El biosensor que se ha estudiado más ampliamente y tal vez el más útil está construido a partir de enzimas. En estos dispositivos la muestra se pone en contacto con una enzima inmovilizada, la cual reacciona con el analito y produce una especie como amoniaco, dióxido de carbono, iones de hidrógeno o peróxido de hidrógeno. La concentración de este producto, que es proporcional a la con– centración del analito, se determina mediante el transductor. Los transductores más comunes en estos dispositivos son los electro– dos de membrana, las sondas sensibles a gases y los dispositivos voltamperométricos, que se estudian en el capítulo 25. Los biosensores basados en electrodos de membrana son ven– tajosos desde diferentes puntos de vista. Primero, porque las mo– léculas orgánicas complejas pueden determinarse, en principio, con la conveniencia, rapidez y facilidad que caracterizan a las medido- 20 Para revisiones de biosensores, véase E. Bakker y M. Telting-Diaz, Anal. Chem., 2002, 74, p. 2781, DOI: 10.1021/ac0202278. Para explicaciones amplias acerca del tema véase Biosensors and Modem Biospecific Analytical Techniques, vol. 44 (Com– prehensive Analytical Chemistry), L. Gorton, ed., Amsterdam: Elsevier, 2004; Bio– sensor Technology: Fundam entals and Applications, R. P. Buck, W. E. Hatfield, M. Umaña y E. F. Bowden, eds., New York: Dekker, 1990; Biosensors: Fundamentals and Applications, A. P. F. Turner, l. Karube y G. S. Wilson, eds., New York: Oxford University Press, 1987.