17/06/2024, Futurlab Academy

Pillola formativa: elettrodi iono-selettivi, il modulo ISE

Cos’è il modulo ISE

Il modulo ISE (ion‑selective electrodes) è una tecnica di analisi potenziometrica che fornisce un metodo rapido e semplice per misurare l’attività degli ioni. Gli ioni sono atomi o molecole che hanno acquisito una carica elettrica, positiva o negativa, e la loro concentrazione nei fluidi corporei è essenziale per il corretto funzionamento dei processi biologici. I principali ioni misurati dal modulo ISE includono sodio (Na+), potassio (K+), cloruro (Cl-), calcio (Ca2+), e magnesio (Mg2+).

Funzionamento del Modulo ISE

Il funzionamento del modulo ISE si basa su una tecnologia avanzata che sfrutta elettrodi sensibili a specifici ioni. Ogni elettrodo è rivestito con una membrana selettiva che risponde esclusivamente all’ione target, generando un potenziale elettrico proporzionale alla concentrazione dell’ione nella soluzione.
 
    1. Composizione dell’Elettrodo: L’elettrodo iono-selettivo è costituito da un corpo solido, spesso in vetro o plastica, con una membrana sensibile agli ioni specifici. Questa membrana può essere fatta di vetro, cristalli solidi o materiali polimerici impregnati con sostanze chimiche che legano specificamente l’ione di interesse.
 
    1. Meccanismo di Misurazione: Quando l’elettrodo è immerso nella soluzione da analizzare, gli ioni migrano verso la membrana selettiva. La differenza di potenziale elettrico generata tra la soluzione interna dell’elettrodo e la soluzione esterna è misurata e correlata alla concentrazione dell’ione specifico mediante l’equazione di Nernst.
 
  1. Sistema di Riferimento: Per garantire una misurazione accurata, l’ISE utilizza un elettrodo di riferimento che mantiene un potenziale costante e serve come punto di confronto per l’elettrodo selettivo.

ISE diretto e indiretto

Gli elettrodi a membrana si prestano sia a misure potenziometriche dirette che indirette, ma la loro minore selettività rispetto ai classici elettrodi richiede particolare attenzione per le possibili interferenze. Richiedono inoltre una costante calibrazione e molta cura nell’utilizzazione. La ricerca attuale è rivolta allo sviluppo di elettrodi a membrana più specifici e selettivi, oltre che all’ampliamento delle possibili specie chimiche analizzabili. A dipendenza dell’apparecchio utilizzato per l’analisi, per gli elettroliti vengono usati principalmente la potenziometria diretta (“ISE diretto”), e la potenziometria indiretta (“ISE indiretto”). La differenza tra i due metodi consiste nella diluizione effettuata sul campione prima della misurazione, quando si utilizza un metodo indiretto. Un basso numero di globuli rossi o livelli di emoglobina indica anemia. Questo può essere dovuto a carenze nutrizionali (ferro, vitamina B12, folati), perdita di sangue, o condizioni croniche.

Parti principali modulo ISE

Il modulo ISE è composto da:
  • Elettrodo Potassio K
  • Elettrodo Sodio Na
  • Elettrodi By-pass ( le posizioni per cloro e anidride carbonica)
  • Sensore Bolle
  • Pinc Valve
  • Parte elettronica ( serve a misurare la differenza di potenziale e la concentrazione)
  • Elettrodo di riferimento Ref
  • Imbuto per la diluizione presente su BT3500 che usa un ISE indiretto
 

Vantaggi del Modulo ISE

L’utilizzo del modulo ISE nella diagnostica presenta numerosi vantaggi rispetto ad altre tecniche analitiche:

  • Precisione e Accuratezza: Gli ISE forniscono misurazioni estremamente precise e accurate delle concentrazioni ioniche, essenziali per una diagnosi affidabile.

  • Rapidità: La velocità di risposta degli elettrodi iono-selettivi permette di ottenere risultati in tempi molto brevi, un aspetto critico nelle situazioni di emergenza medica.

  • Facilità d’Uso: I moduli ISE sono generalmente facili da usare e richiedono una preparazione minima del campione, riducendo il rischio di errori umani.

  • Automazione: Molti sistemi di analisi che utilizzano ISE sono completamente automatizzati, migliorando l’efficienza dei laboratori clinici e riducendo i tempi di attesa per i pazienti.

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