Princípios de medição de oxigênio com o eletrodo de Clark

Este capítulo é mais relevantes para a Secção F12(iii) a partir de 2017 CICM Principal Programa de estudos, que espera que o exame de candidatos para ser capaz de “descrever os métodos de medição de oxigénio e de dióxido de carbono tensão arterial”. Notavelmente, este tópico clinicamente apócrifo foi interrogado na pergunta 9.1 do segundo exame da Bolsa de estudos de 2009. Pode-se estar razoavelmente confiante de que nunca mais aparecerá, e ignorar este capítulo na sua totalidade.

em resumo:

  • um ânodo de Prata e um cátodo de platina são suspensos num electrólito.
  • o oxigénio é dissolvido no electrólito.
  • uma tensão de magnitude conhecida (cerca de 700 mV) é aplicada aos eletrodos.
  • o oxigénio é reduzido no cátodo e a prata oxida no ânodo.
  • a corrente resultante aumenta à medida que a tensão aumenta.
  • a corrente atinge um patamar quando a taxa de reação é determinada pela difusão de oxigênio ao invés da tensão.Este patamar correlaciona-se com a tensão do oxigénio no electrólito.

Leland C. Clark nunca chamou seu dispositivo de “o eletrodo de oxigênio Clark”, como tal gesto provavelmente teria sido visto por seus contemporâneos como ligeiramente nojento. O artigo que ele publicou discute a “gravação contínua das tensões de oxigênio no sangue pela polarografia”- era um eletrodo “polarográfico”, e é assim que ele é referido em algumas das literaturas anteriores. O polarograma é a relação graficada de corrente e tensão que é discutido em comprimento em outro lugar.

os eletrodos hoje em dia são referidos como “polarográficos”, uma vez que não contêm um eletrodo de mercúrio (aparentemente isso é um pré-requisito). O manual de referência do radiômetro descreve seus eletrodos como “amperométricos”, para refletir o fato de que eles medem a corrente; enquanto os eletrodos” potenciométricos ” estão mais interessados na tensão. Os princípios da medição amperométrica em geral são discutidos em termos gerais não específicos. Como o eletrodo Clark, outros membros notáveis da família de eletrodos amperométricos (o eletrodo de glicose e o eletrodo de lactato) são suficientemente únicos para merecer seus próprios capítulos.

História do eletrodo e reclamações sobre a bibliografia

Em pesquisar o eletrodo de Clark e sua história, pode-se encontrar dificuldade para coletar todas as informações desejadas, como muito do que está bloqueado atrás de paywalls, ou é agora fora de impressão. O artigo original pertence ao Journal of Applied Physiology, assim como as lembranças de John Severinghaus. O relato autobiográfico da descoberta de Clark requer uma assinatura de clínicas internacionais de Anestesiologia.Felizmente, existe alguma educação médica freegan. John W Severinghaus and A. Freeman Bradley’s 1958 paper detailing the design and performance characteristics of their first ABG analyser can still be seen at the Journal of Applied Physiology.

João Kanwisher do artigo de 1959, discute-se o eletrodo em grande detalhe, apesar de sua relevância é, talvez, do maior para oceanografia (a partir de sua diagramas e discussão, parece que Kanwisher medida que a respiração de pequenos animais marinhos, empurrando-os diretamente para o eletrodo). Da mesma forma, parece que se é facilmente capaz de recuperar um diagrama dele do Escritório de Patentes dos Estados Unidos (via Google). Finalmente, foi possível recuperar uma quantidade satisfatória de detalhes do livro de 1962 de William L. Nastuk, “métodos eletrofisiológicos”.:Physical Techniques in Biological Research”.

de qualquer forma. Aparentemente, o desenvolvimento do eletrodo de Clark como um contínuo de meios para medir a oxigenação foi impulsionado em grande parte pelas críticas de Clark dispersão oxigenador (“oxigenador de bolha”), que estava sendo usada pela primeira vez para a circulação extracorpórea no início da década de 1950. Os críticos reclamaram que não havia nenhuma maneira confiável para confirmar que o sangue saindo do oxigenador foi oxigenado. Um confunde-se com a ingratidão; antes do oxigenador de bolhas, Clark relata que o campo acadêmico da oxigenação extracorporal era algo como um jardim desimpedido:

“…foram utilizados meios muito variados de administração extrapulmonar de oxigénio. O oxigénio tinha sido injectado por via subcutânea, intraperitoneal e intravenosa, bem como directamente nos intestinos, nas articulações, na pélvis renal e na bexiga urinária.”

Estas queixas sobre o estranho métodos de entrega de oxigénio é irônico vindo de um homem que, posteriormente, passou a se tornar um dos membros fundadores do Oxigênio Biotherapeutics, Inc, uma empresa que comercializa Oxycyte (um perfluorocarbon sintético de oxigênio transportadora projetado para agir como um sangue substituto).

The Clark Oxygen Electrode

The principles of amperometric oxygen measurement are discussed at some length in the chapter on the platinum oxygen cathode.

A principal diferença entre este eletrodo e o cátodo de oxigênio anterior é a adição de uma membrana permeável de oxigênio. Algo semelhante ao diagrama original do pedido de patente pode ser encontrado aqui.

a sua representação massacrada pode ser encontrada abaixo.

diagram of the Clark oxygen electrode

a number of design flaws of the platinum oxygen cathode have been addressed by Clark’s design;

the membrane is the major change. Sua presença protege a platina de se tornar incrustada em detritos proteináceos, e oferece uma distância de difusão previsível para o oxigênio, sem as chances de convecção. Isto protege-o de algumas fontes de erro (embora deva ser mencionado que o eletrodo ainda pode ocasionalmente dar resultados confusos quando começa a reduzir o halotano, por exemplo).

difusão de oxigénio através da membrana do eléctrodo clark

a taxa de resposta do eléctrodo depende obviamente da espessura da membrana. Leva tempo para que essas moléculas cheguem ao cátodo. Esta difusão obviamente vai levar mais tempo se a membrana é mais espessa, ou se há uma camada pós-membrana de eletrólito para negociar (Que é uma das razões que os eletrodos hoje em dia são Direita contra a membrana). O tempo de resposta de uma membrana de Teflon de 5µm é de cerca de 1 segundo, e isso pode ser aumentado para 0,4 segundos se a amostra for aquecida a 80° C.

a máquina local usa o eletrodo radiômetro E799, cujas imagens podem ser encontradas no site Médico DOM. Poderia estar decorando sua árvore de Natal por apenas US $ 1200.

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