Principios de análisis instrumental

mercado hay instrumentos automatizados desde hace varios años basados en esta técnica (véase el capítulo 33). Los factores que afectan los límites de detección de los biosen– sores basados en enzimas incluyen los límites de detección inheren– tes del electrodo selectivo de iones acoplado con la capa de enzima, las propiedades cinéticas de la reacción enzimática y la velocidad de transferencia de masa del sustrato hacia la capa. 21 A pesar de la gran investigación sobre estos dispositivos y, como se muestra en la tabla 23.6, de las diversas membranas potencialmente útiles ela– boradas con enzimas, solo se han comercializado unos pocos elec– trodos enzimáticos potenciométricos debido, al menos en parte, a las limitaciones que se mencionaron antes. La determinación enzi– mática del nitrógeno de la urea en aplicaciones clínicas, que se trata en los párrafos siguientes, es un ejemplo excepcional de este tipo de sensores. Varias firmas comerciales ofrecen electrodos enzimáticos basados en medidas voltamperométricas en varios sistemas enzi– máticos. Estos electrodos se estudian en el capítulo 25. 21 E. Bakker y M. E. Meyerhoff en Encyclopedia ofElectrochemistry, A.). Bard, ed., vol. 9, Bioelectrochemistry, G. S. Wilson, ed., New York: Wiley, 2002, p. 303; P. W. Carry L. D. Bowers, Immobilized Enzymes in Analytical and Clinica/ Chemistry: Fundamentals and Applications, New York: Wiley, 1980. a) »> 23F Sistemas de electrodo sensible a moléculas 607 Aplicaciones en el análisis clínico Un ejemplo de la aplicación de un biosensor potenciométrico ela– borado con enzimas en el análisis clínico es un monitor automa– tizado diseñado específicamente para analizar muestras de sangre a un lado de la cama del paciente. El analizador clínico portátil i-STAT, que se ilustra en la figura 23.13a, es un instrumento de mano que tiene la capacidad de determinar un intervalo amplio de analitos importantes desde el punto de vista clínico, como potasio, sodio, cloruro, pH, pC0 2 , p0 2 , nitrógeno de la urea y glucosa. Además, el analizador, que contiene una computadora, determina bicarbonato, dióxido de carbono total, exceso de bases, saturación de 0 2 y hemoglobina en sangre entera. Con estos dis– positivos se obtienen desviaciones estándar relativas en el orden de 0.5 a 4%. Los estudios han demostrado que los resultados son suficientemente confiables y su costo compensa las mediciones similares realizadas en un laboratorio clínico tradicionallejano. 22 La mayoría de los analitos (pC0 2 , Na+, K+, Ca2+, nitrógeno ureico y pH) se determinan mediante mediciones potenciométri– cas con la técnica de electrodos de membrana selectivos de iones, microfabricados. El sensor para el nitrógeno de la urea está for– mado por una capa de polímero que contiene ureasa sobre un 22 ¡. N. Murthy, ). M. Hicks y S. ). Soldin, Clin. Biochem. , 1997, 30, p. 385, DOI: 10.1O16/S0009-91 20(97)00046-5. b) Etiqueta del cartucho Junta del depósito de entrada para la muestra Canal de fluido Tapadera del cartucho Cavidad para la muestra Junta de banda ¡<.q¡~..,--.,.. Chips del biosensor Bolsa del calibrante Púa de perforación Base del cartucho Cámara de aire FIGURA 23.13 a) Fotografía de un analizador clínico i-STAT 1 portátil. b) Vista esquemática del cartucho del sensor en serie marca i-STAT. (Abbott Point of Care Inc.)