Clarkova elektroda měří intenzitu proudu ampérometricky při konstantním vnějším napětí
(přepětí - vložené přepětí obvodu 630 mV odpovídá redukčnímu potenciálu O2).
|
|
Clarkova elektroda obsahuje
z Pt katodu, anoda je argento-chloridová (Ag/AgCl), ponořená do roztoku KCl
rozpuštěném ve fosfátovém pufru. Katoda, potažená tenkým filmem elektrolytu,
je oddělena od vzorku permeabilní membránou. Potenciál katody je adjustován
na -0,63 V. Není-li přítomen kyslík v testovaném vzorku, neprobíhá proud, protože katoda je polarizována.
V přítomnosti kyslíku je proud měřitelný. Tento proud vzniká difúzí kyslíku
ze vzorku přes membránu ke katodě, kde je redukován. |
Na Clarkově elektrodě
probíhá kompletní a neúplná katodická redukce:
O2 + 4H+
+ 4e- Õ 2H2O
kompletní
O2 + 2H+
+ 2e- Õ H2O2 neúplná
Platinová čerň katalyzuje
neúplnou redukci:
2H2O2
Õ 2H2O + O2
Kyslík je opět redukován na katodě,
kde vznikají volné elektrony, tj. elektrický proud. Velikost tohoto proudu je úměrná parciálnímu tlaku kyslíku v testovaném
vzorku.
Při použití Clarkovy
elektrody v elektrochemických analyzátorech se používá kalibrace na dvě hodnoty
pO2, to umožňuje měřit v rozsahu 0 – 100 % O2. Kyslík lze
měřit nejen v krvi, ale i v plynné směsi. Měřící komůrka nesmí vyschnout,
protože zaschne-li membrána, elektroda přestane měřit a její funkci již
nelze obnovit.
Častou aplikací Clarkovy
elektrody je spojení s enzymovou elektrodou využívající
ampérmetr jako detektor elektronů v oxidačně-redukčních reakcích (např.
stanovení glukózy, laktátu).
Stanovení glukózy
z plné krve využívá oxidačně-redukční reakce, která je katalyzována
glukosaoxidasou. Mediátorem reakce je systém ferrokyanid-ferrikyanid (viz.
obr.) nebo ferrocen-ferricin, úbytek kyslíku se měří amperometricky.
Výhodou použití
ampérometrického měření při self-monitoringu je, že výsledek nezávisí na
tloušťce kapky krve a tedy na zručnosti obsluhy.
Jaroslava Vávrová
.