ELECTRODO DE CLARK

ANALiSIS INSTRUMENTAL

ELECTRODO DE CLARK

NANOCIENCIA UDC

Empezar

Saray Domínguez, Álvaro García, Mauricio García, Pablo Gómez, Daniel Prado

ÍNDICE

Historia

Electrodo de Clark

Biosensor de glucosa

Limitaciones

Nuestra maqueta

Referencias

Historia

• Leland C. Clark Jr desarrolló un oxigenador para su uso en cirugía cardíaca.

• La inexistencia de formas de medir la PO2 en sangre impedía su publicación.

• Clark diseña su propio sensor: electrodo de Clark.

• Sensor amperométrico que medir la corriente generada por la semirreacción de reducción de oxígeno disuelto.

• Sienta las bases para que, en 1962, Clark y Ann Lyons propongan un biosensor (el primero de la historia) para la detección de glucosa en sangre.

Figura 1. Dr. Leland C. Clark, Jr(National Academy of Engeenering)

timeline

1922

Heyrovský

Primeros experimentos polarográficos

1956

Clark

Elecrodo de Clark

1950

Clark

Rechazo artículo oxigenador

1962

clark y Lyons

Primer biosensor de la historia

Figura 2. Línea temporal, creación propia

Electrodo de clark

• El O2 atraviesa la membrana semipermeable y entra en contacto con el cátodo de platino, donde se reduce.

• La solución de KCl permite la conducción electrónica.

• El cátodo y el ánodo se encuentran conectados a un voltímetro y un amperímetro

• La correinte generada es directamente proporcional a la concentración de O2.

Figura 3. Esquema de un electrodo de Clark midiendo concentraciones de O2. (Kral, A. et al, 2021)

Biosensor de glucosa

• La membrana semipermeable contiene GOx inmovilizada.

• La glucosa y el O2 de la sangre difunden a través de la membrana. En presencia de GOx, la glucosa oxida siendo H2O2 uno de los productos.

• En el cátodo se produce la reducción del H2O2.

• El resto del sistema funciona de forma idéntica al electrodo de Clark: la corriente es proporcional a la cantidad de H2O2 e inversamente a la de glucuosay el O2.

Figura 4. Esquema de la reacción ocurrida en la membrana del biosensor (Macias Sensors).

Limitaciones

• Primer biosensor comercializado: analizador Yellow Springs Instrument Company (1975), pero uso exclusivo de laboratorio clínico por el elevado costo.
• La precisión puede disminuir: poco volumen de muestra, gran área superficial, temperatura variable.
• Interferencias debdias a burbujas de O2 en el electrolito.
• Solo empleable en líquidos hidrofílicos o anfifílicos.
• Método invasivo (requiere contacto directo con la muestra).
• La medida amperométrica del H2O2 requiere de un alto potencial para alcanzar una buena selectividad.
• La restringida solubilidad del O2 en fluidos biológicos produce fluctuaciones en la tensión de oxígeno.

actualidad y otras aplicaciones

• Estudio del rendimiento de los cultivos (fotosíntesis).
• Calidad de aguas, océanos, pozos, etc.

• A día de hoy existen métodos no invasivos: POCT.
• Menos costosos, más rápido y sin necesidad de técnicos entrenados.

Figura 5. Glucómetro no invasivo. GlucoWiseTM (MediWise)

nuestra Maqueta

bibliografía

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