Stanovení sodných iontů

Poznámka

V tomto dokumentu nejsou uvedeny něteré teoretické údaje – ty lze nalézt v dokumentu Stanovení sodného kationtu.

Synonyma

Na⁺, natrium, sodný kation

Preanalytická fáze

Stanovení v séru, plazmě (antikoagulans heparinát lithný nebo amonný) a moči. Pro stanovení v nekorpuskulární fázi plné krve je nutné použít titrovaný (balancovaný, iontově vyvážený) heparin. Pro odběr lze použít skleněné nebo plastové zkumavky, popřípadě skleněné kapiláry. Stabilita plné krve je při teplotě +4 až +25 °C 1 h. Maximální čas od získání ke zpracování vzorku při 20 °C je u séra 4 h, plazmy 15 min. Po odstředění jsou sodné ionty v séru stabilní při +20 až +25 °C 8 h (2 týdny ?), v plazmě 1 h (1 – 2 týdny ?); v séru při +4 až +8 °C 2 týdny, v plazmě 1 h (1 – 2 týdny ?); a při -20 °C v séru 1 rok (plazma 1 rok ?).

Stabilita sodných iontů při stanovení v moči je 24 h při +4 až +8 °C, jinde uvedeno 18 - 26 °C 7 – 45 dní, 2 - 8 °C 4 – 8 týdnů, -20 °C 1 rok.

Stanovení může znehodnotit použití nevhodných zkumavek (obsahujících např. fluorid sodný nebo heparinát sodný) nebo nevhodných čistících prostředků (chlornan sodný, uhličitan sodný).

Hemolytické vzorky snižují výsledky v důsledku zředění plazmy nitrobuněčnou tekutinou.

Ruší také lipémie.

Poznámky k analytické metodě

Potenciometrie: v současné době nejrozšířenější používaný princip stanovení aktivity (přepočtené přibližně na koncentraci) sodných kationtů. Jako indikační se používá elektroda s iontově-výměnnou membránou, lze použít i skleněnou elektrodu; jako referenční elektroda se používá téměř výhradně Ag/AgCl elektroda, ojediněle i jiné, např. kalomelová elektroda.

ISE jsou konstruovány jako ponorné, průtokové nebo suché elektrodové systémy. Příklady použitých ionoforů v iontově-výměnné elektrodě jsou ETH 227 (N,N',N''-triheptyl-N,N',N''-trimetyl-4,4',4''-propylidintris(3-oxabutyramide), ETH 157 N,N'-dibenzyl-N,N'-difenyl-1,2-fenylendioxodiacetamid), ETH 2120 (N,N,N',N'-tetracyclohexyl-1,2-fenylendioxodiacetamid), makrocyklické crown-etery oblíbené u japonských výrobců jako DD-16-C-5, 2,3:11,12-didekalino-16-crown-5 a dále je možné zmínit decylmonensin, 2-nitrofenyloktyleter nebo tetrafenylborát sodný. Pro přípravu mikroelektrod k měření sodných iontů se používá směs několika (obvykle tří) ionoforů, označovaná jako koktail.

Přestože je mez detekce sodných elektrod s kapalnou membránou asi 1000-krát vyšší než u skleněné elektrody, používají se v současných analyzátorech prakticky výhradně indikační elektrody s kapalnou membránou, které jsou schopné sledovat aktivity sodných iontů od 1 mmol/l. Skleněné elektrody totiž nelze konstruovat tak malé jako elektrody s kapalnou membránou a bylo nutné poskytnout alespoň 100 µl materiálu k měření. Měření probíhá v neředěných vzorcích (přímá metoda ISE, direct ISE) nebo v ředěných vzorcích (nepřímá metoda ISE, indirect ISE). Přímá metoda umožňuje měřit aktivitu sodných iontů v plné krvi, případně v plazmě nebo séru. Elektrochemické analyzátory používané v POCT měří výhradně v plné krvi, protože tento postup umožňuje za 1 – 2 minuty získat výsledek. Automatické analyzátory v laboratořích také používají přímé měření, ale v plazmě nebo séru. Technické uspořádání elektrochemického modulu vždy umožňuje paralelní měření sodných i draselných iontů a většinou také chloridů. Miniaturizace ISE umožnila mnohem vyšší využívání přímých metod měření. Tato metoda poskytuje správné výsledky i v případě tzv. pseudohyponátremie, kdy se v důsledku vysoké koncentrace lipidů (výjimečně i bílkovin) významně snižuje podíl vody v plazmě (ionty jsou vysoce polární a tedy rozpustné jen ve vodě !). Protože aktivitu měříme přímou metodou jen ve vodném podílu, není zastoupení iontů změnou velikosti vodného podílu ovlivněno. Software analyzátoru musí tedy změřenou aktivitu přepočítat na celkovou koncentraci, tak aby byly výsledky kompatibilní s historicky povědomou plamenovou emisní fotometrii. Nedostatek selektivity iontově selektivních elektrod může být způsobený usazováním bílkovin na membráně indikační elektrody.

Při stanovení sodných iontů v moči se musí vzorky vždy ředit diluentem s velkou iontovou silou, aby se kompenzoval vliv kolísání iontové síly ve vzorku moče. Koncentrace sodných iontů v moči se mění i dvacetinásobně a iontově selektivní elektroda není schopna pracovat v takovém rozsahu změny iontové síly. Proto se přidává diluent obsahující konstantní množství disociované a dobře rozpustné soli (např. desetinásobné ředění diluentem obsahujícím > 100 mmol/l fosforečnanu hořečnatého) a kolísání koncentrace iontů v moči pak výslednou iontovou sílu ovlivňuje málo. Nicméně spolehlivé měření v moči závisí i na dalších faktorech, např. povrchovém napětí. Proto je nutné vždy používat diluent doporučený výrobcem elektrochemického modulu.

Existuje možnost stanovení koncentrace na pevné fázi, principem je rovněž potenciometrie. V tomto případě se speciální multipipetou se dvěma špičkami dávku paralelně vzorek i referenční kapalina. Potenciometrická destička sestává s pěti vrstev. Nahoře je papírový můstek, který spojuje obě části komůrky a také plní funkci izolátoru proudu. Pod ním je vrstva polymeru, která slouží jako iontově selektivní membrána. Dalšími vrstvami jsou referenční vrstva želatiny s krystaly chloridu sodného a Ag/AgCl vrstva, kde dochází ke vzniku potenciálu. Spodní vrstva má funkci nosiče.

Plamenová emisní spektrofotometrie: měření při 589 nm v plameni propan-vzduch (1925 °C) v roztoku zředěném lithiovou solí, která slouží jako tzv. vnitřní standard (sledovaný při 671 nm) k vyrovnání měřeného signálu (mimo chlorid lithný lze použít i chlorid cesný a sledovat emisní čáry cesia 455,5 resp. 852,1 nm). Tím se odstraní kolísání naměřených hodnot vlivem tlaku plynu a viskozity roztoku. Do bezbarvého plamene se vhání roztok ve formě mlhy (aerosolu) a plamenem excitované atomy (resp. jejich elektrony) při návratu na základní energetickou hladinu poskytují záření, které je rozloženo jednoduchým disperzním systémem a měřeno fotoelektrickým článkem. Atomizér sestává z trysky rozprašující vzorek, ze směšovače aerosolu s palivem a z hořáku. Při rozprášení vzorku do plamene dochází k odpaření vody, část molekul je disociována a volné atomy jsou zčásti ionizovány odštěpením elektronů. Elektrony v excitovaném stavu obsahují vyšší orbitaly a při návratu do základního stavu emitují záření. Plamenová fotometrie je spolehlivá a levná metoda, která je pokládána za referenční pro stanovení koncentrace sodných iontů. V laboratorní praxi je opouštěna, neboť plamenové fotometry se poměrně obtížně (na rozdíl od ISE modulů) integrovaly do automatických analyzátorů. Vývoj v této oblasti je uzavřen a plamenové fotometry se přestaly vyrábět. Nicméně i u plamenové fotometrie se objevovala řada interferencí jako absorpce emitovaných elektronů ze středu plamene v jeho okrajových chladnějších částech (tzv. samozvrat), vzájemné ovlivnění dvou prvků jejichž emisní čáry jsou blízké, interference kationtů (v horkém plameni podle zákona o působení hmoty ionizace jednoho prvku a zvýšený počet volných elektronů snižovaly ionizaci prvku jiného) a rozprašovací interference (rozdílné povrchové napětí standardu a vzorku – odstraňuje se přídavkem detergentu do ředícího roztoku).

Spektrofotometrie: β-galaktozidáza je aktivována sodnými ionty při hydrolýze o-nitrofenyl-β-D-galaktopyranosidu; vzniká galaktóza a o-nitrofenol (chromofor), jehož vznik se měří kineticky při 420 nm. Ke snížení jinak vysoké koncentrace sodných iontů při této katalytické reakci se používá Kryptofix 221 (4,7,13,16,21-pentaoxa-1,10-diazabicyklo[8,8,5]trikosan). Jiný postup využívá také kryptandy (makrocyklické ionofory, které mají v sobě prostor do kterého se přesně vejde stanovovaný ion, např. sodný). Vazba do dutiny makrocyklického ionoforu v některých případech vyvolává spektrální posun, takže můžeme sledovat velikost nárůstu absorbance, která odpovídá koncentraci sodných iontů. Obě spektrofotometrické analýzy jsou drahé ve srovnání s ISE metodou a používají se jen výjimečně.

Fluorimetrie využívá změny fluorescence barviva (nilská modř) na povrchu optického vlákna (optoda) podle koncentrace sodného iontu. Sodný ion je vychytávaný vysoce lipofilním neutrálním ionoforem ETH 4120, který je selektivní vůči sodným iontům. Postup je použitelný u analyzátorů POCT v záchranné službě.

Atomová absorpční spektrofotometrie: měření koncentrace sodíku se touto metodou v klinické biochemii neprovádí i když je technika měření při 589 nm a příslušná dutá katodová lampa běžně komerčně dostupná. Hlavní důvod tkví ve velkém počtu požadavků na vyšetření sodných iontů, poměrně pomalé technice a nutnosti oddělení části vzorku z hlavního analytického proudu v analyzátoru pro analýzu AAS.

Izotachoforéza dovoluje také stanovení sodných iontů v séru. Probíhá při pH 5,5 s vodícím elektrolytem 0,01 M citronanem draselným a koncovým elektrolytem 0,01 M kreatinin hydrochloridem s n-butylaminem nebo amediolem jako vnitřními standardy.

Definitivní metoda pro stanovení sodných iontů je od r. 1996 iontově výměnná chromatografie (záchyt sodných iontů ze séra 99,9 %) s následným gravimetrickým stanovením (žíhání) po reakci s kyselinou sírovou jako síran sodný. Výtěžnost stanovení je 99,9 % a preciznost má CV 0,15 %.

Standardním referenční materiálem je chlorid sodný pod označením NBS SRM 919a nebo NIST 959 a NIST 909a.

Biologická variabilita intraindividuální / interindividuální: 0,70 % / 1,00 %

Požadovaná preciznost / přesnost: 0,40 % / 0,30 %

Požadovaná celková chyba: 0,90 %

Kritická diference (požadovaná preciznost, intraindividuální variabilita): 2,2 %

Toleranční limit EHK: sérum a plazma 5 %, moč 11 %.

Interference

Koncentraci sodných iontů snižují: aldakton, arginin, bilirubin (> 60 µmol/l), citronan, cyklofosfamid, etanol, fluoridy, furanthril, furantral, furosemid, hemoglobin (> 1g/l), manit, menstruace, močovina, nutramin, sírany, těhotenství, Trimecryton, Urandil, Verospiron, aj.

Koncentraci sodných iontů v séru a plazmě zvyšují: acetaldehyd, acetát, adrenalin, Baypen, benzalkonium chlorid, cvičení, desoxykortikosteron, Edecrin, hemodialýza, Iso-mack, Isoket, kyselina boritá, kyselina trichloroctová, laktulóza, lékořice, menopauza, mýdla, oxalát, poloha vleže, Securopen, Viskenit, aj.

Koncentraci sodných iontů v moči snižují: aldakton, cvičení, cyklosporin, desoxykortikosteron, nadmořská výška, spánek, aj.

Koncentraci sodných iontů v moči zvyšují: ANP, Amiclaran, aqua carminativa, B-komplex, BNP, dopamin, Edecrin, Furanthril, Furantral, furosemid, hladovění, hydrochlorothiazid, Hyperstat, chlad, Inderal, Iso-mack, Isoket, kofein, kyselina boritá, kyselina chlorovodíková, kyselina octová, lékořice, Lipovitan, menstruace, nutramin, poloha vleže, sírany,Tensamin, tetracyklin, těhotenství, toluen, Trimecryton, Trimepranol, tymol, Verospiron, Viskenit, xantin, aj.

Další informace

Principy analytických postupů

Petr Štern, 2011-01-03