detta kapitel är mest relevant för avsnitt F12 (iii) från 2017 Cicm Primary Syllabus, som förväntar sig att examenskandidaterna ska kunna ”beskriva metoderna för mätning av syre och koldioxidspänning i blod”. Anmärkningsvärt förhördes detta kliniskt apokryfiska ämne i fråga 9.1 från second Fellowship Exam paper of 2009. Man kan vara ganska säker på att det aldrig kommer att visas igen och ignorera detta kapitel i sin helhet.
i sammanfattning:
- en silveranod och platinakatod suspenderas i en elektrolyt.
- syre löses i elektrolyten.
- en spänning av känd storlek (ca 700 mV) appliceras på elektroderna.
- syre reduceras vid katoden och silver oxideras vid anoden.
- den resulterande strömmen ökar när spänningen ökar.
- strömmen når en platå när reaktionshastigheten bestäms av diffusionen av syre snarare än spänningen.
- denna platå korrelerar med syrespänningen i elektrolyten.
Leland C. Clark kallade aldrig sin enhet” Clark Oxygen Electrode”, eftersom en sådan gest troligen skulle ha betraktats av hans samtida som mildt äckligt. Papperet han publicerade diskuterar ”kontinuerlig inspelning av blodsyrespänningar genom polarografi ”- det var en” polarografisk ” elektrod, och det är också hur det hänvisas till i en del av den tidigare litteraturen. Polarogrammet är det graferade förhållandet mellan ström och spänning som diskuteras långt någon annanstans.
elektroderna kallas numera ”polarografiska” eftersom de inte innehåller en kvicksilverelektrod (tydligen är det en förutsättning). Radiometerreferensmanualen beskriver deras elektroder som” amperometriska”, för att återspegla det faktum att de mäter ström; medan de” potentiometriska ” elektroderna är mer intresserade av spänning. Principerna för amperometrisk mätning i allmänhet diskuteras i breda icke-specifika termer någon annanstans. Liksom Clark-elektroden är andra anmärkningsvärda medlemmar av den amperometriska elektrodfamiljen (glukoselektroden och laktatelektroden) tillräckligt unika för att förtjäna sina egna kapitel.
elektrodens historia och klagomål om bibliografin
vid undersökning av Clark-elektroden och dess historia kan det vara svårt att samla in all önskad information, eftersom mycket av det är låst bakom betalningsväggar eller är nu slut på tryck. Den ursprungliga artikeln tillhör Journal of Applied Physiology, liksom minnena av John Severinghaus. Clarks egen självbiografiska redogörelse för upptäckten kräver en prenumeration på internationella Anestesiologikliniker.
tack och lov finns det någon freegan medicinsk utbildning. John W Severinghaus och A. Freeman Bradleys 1958-papper som beskriver designen och prestandaegenskaperna hos deras första ABG-analysator kan fortfarande ses på Journal of Applied Physiology.
John Kanwishers artikel från 1959 diskuterar elektroden i detalj, även om dess relevans kanske är störst för oceanografi (från hans diagram och diskussion verkar det som om Kanwisher mätte andningen hos små marina djur genom att skjuta dem direkt in i elektroden). På samma sätt verkar det som om man lätt kan hämta ett diagram över det från United States Patent Office (via Google). Slutligen var det möjligt att hämta en tillfredsställande mängd detaljer från William L. Nastuks lärobok från 1962,” elektrofysiologiska metoder:Fysiska tekniker inom biologisk forskning”.
hur som helst. Tydligen utvecklingen av Clark elektrod som ett kontinuerligt sätt att mäta syresättning drevs till stor del av den populära kritiken av Clarks dispersion oxygenator (”bubble oxygenator”), som användes för första gången för hjärt-bypass i början av 1950-talet. kritikerna klagade över att det inte fanns något tillförlitligt sätt att bekräfta att blodet som kom ut ur oxygenatorn var oxygenerat. En boggles på otacksamhet; före bubble oxygenator, Clark rapporterar att det akademiska området för extrakorporeal syresättning var något av en ogräsad Trädgård:
”…mycket varierande medel för extrapulmonell syreadministration har använts. Syre hade injicerats subkutant, intraperitonealt och intravenöst, såväl som direkt i tarmarna, lederna, njurbäckenet och urinblåsan.”
dessa klagomål om konstiga metoder för syreleverans är ironiska från en man som därefter fortsatte att bli en av grundarna av Oxygen Biotherapeutics, Inc, ett företag som marknadsför Oxycyte (en perfluorkolsyntetisk syrebärare utformad för att fungera som en blodsubstitut).
Clark-Syreelektroden
principerna för amperometrisk syremätning diskuteras i viss längd i kapitlet om platina-syrekatoden.
den stora skillnaden mellan denna elektrod och den tidigare syrekatoden är tillsatsen av ett syregenomsläppligt membran. Något som liknar det ursprungliga patentansökningsdiagrammet finns här.
dess slaktade representation finns nedan.
ett antal konstruktionsfel av platina syre katod har tagits upp av Clarks design;
membranet är den största förändringen. Dess närvaro skyddar både platina från att bli täckt i proteinhaltigt skräp och erbjuder ett förutsägbart diffusionsavstånd för syret, utan risken för konvektion. Detta skyddar det från vissa felkällor (även om det måste nämnas att elektroden fortfarande ibland kan ge förvirrande resultat när det börjar minska halotan, till exempel).
elektrodens responshastighet beror uppenbarligen på membrantjockleken. Det tar tid för de små molekylerna att ta sig till katoden. Denna diffusion kommer uppenbarligen att ta längre tid om membranet är tjockare, eller om det finns ett elektrolytlager efter membranet att förhandla om (det är en av anledningarna till att elektroderna idag är rätt upp mot membranet). Svarstiden för ett Teflonmembran på 5 kg är cirka 1 sekund, och detta kan ökas till 0,4 sekunder om provet värms upp till 80 kg C.
den lokala maskinen använder radiometern e799 elektrod, bilder av vilka finns på DOM Medical webbplats. Det kan dekorera din julgran för endast $1200.00 (US).