Medikal uygulamalar için mikro referans elektrot geliştirilmesi

Abstract

Potansiyometri iki elektrotlu bir sistemdir. Çalışmalar, anlaşılabilir şekilde, genellikle indikatör elektrotlar üzerine yoğunlaşmıştır. Referans elektrotlar, ki gümüş/gümüş klorür (Ag/AgCl) elektrotlar bunlar arasında büyük kullanım oranına sahiptir, oldukça iyi tanımlanmış ve sorunsuzca kullanılmaktadır. Ancak, son yıllarda çeşitli uygulamaları görülen kişiye özel tıp, hasta başı analiz ve yerinde/zamanında ölçüm gibi kavramlar ile giderek artan minyatürizasyon baskısı, çalışma elektrotlarının yanında referans elektrotlar için de daha küçük boyutları zorunlu kılmaktadır. Bu durum konvansiyonel elektrotlar için yeni sorunları beraberinde getirmekte ve indikatör elektrotların yanında, sistemin diğer yarısını oluşturan referans elektrotların da daha farklı malzemelerle, farklı şekil ve boyutlarda tekrar tasarlanmasını gerektirmektedir. Bu çalışmada, Ag/AgCl temeli üzerinden çeşitli katı hal referans elektrotlar tasarlanmıştır. Önce büyük boyutlu ve çubuk şekilli katı hal referans elektrotlar hazırlanarak farklı malzeme ve kompozisyonlar denenmiş, ardından bu temel üzerinden boyutları küçültülüp yeni kompozisyonlarla nihai mini referans elektrot tasarımı netleştirilmiştir. Geliştirilen tüm elektrotlar hem birbirleriyle hem de ticari Ag/AgCl referans elektrotlarla karşılaştırılmıştır. Çalışmalar sonucunda, en iyi performans gösteren mini referans elektrotun 3 tabakalı, her tabakada %50 grafit oksit, %40 epoksi ve sertleştirici bulunduran ve her tabaka için sırayla %10 gümüş, %10 gümüş klorür ve %10 potasyum klorür eklenerek hazırlanan elektrot olduğu belirlenmiş ve ek karakterizasyon testlerine tabi tutulmuştur. En fazla 5 mm kalınlık ve 2 mm çapta hazırlanan bu elektrot 120 µV/saat gibi yeterince iyi bir sapmayla çalışmaktadır. Ayrıca pH 3-11 arası oldukça kararlı, pH 2 ve 12'de ise pek çok uygulama için yeterince iyi çalışabileceği görülmüştür. Ticari referans elektrota karşı çeşitli iyon seçici elektrotlarla yapılan deneylerde de ortalama %1'den daha az hata ile çalıştığı gösterilmiştir. Mini referans elektrotun raf ömrü 1 yıldan uzun, kullanım ömrü ise sürekli çalışma koşullarında en az 1 ay olarak tespit edilmiştir. Buna göre, bu tip mini referans elektrotların belli koşullar dahilinde, uygun cihazlarla kısa süreli vücut sıvıları ölçümü dahil çeşitli çalışmalarda kullanıma uygun olduğu düşünülmektedir.