Hispanopedia Wiki
Articulo de referencia

Amperometría

En química, la amperometría es la detección de iones en una disolución basándose en la corriente eléctrica o en los cambios en la corriente eléctrica. La amperometría se utiliza...

Hispanopedia WikiContenido en espanolLectura gratuita

En química, la amperometría es la detección de iones en una disolución basándose en la corriente eléctrica o en los cambios en la corriente eléctrica.

La amperometría se utiliza en electrofisiología para estudiar la liberación de vesículas mediante un electrodo de fibra de carbono . A diferencia de las técnicas de patch clamp , el electrodo utilizado en amperometría no se inserta ni se adhiere a la célula , sino que se coloca cerca de ella. Las mediciones del electrodo se originan a partir de una reacción de oxidación de la carga vesicular liberada al medio. Otra técnica utilizada para medir la liberación de vesículas son las mediciones capacitivas .

Es la corriente eléctrica medida entre un par de electrodos. La corriente medida es directamente proporcional a la concentración del analito. Ejemplo: Monitor de glucosa en sangre

El carbono se utiliza como electrodo de trabajo, el cual está recubierto con un mediador y glucosa oxidasa. El Ag/AgCl se utiliza como electrodo de referencia. La enzima oxidasa cataliza la reacción de la glucosa con el oxígeno. La concentración de peróxido de hidrógeno se mide mediante oxidación, la cual ocurre a +0,6 V.

H2O2⟶O2+2H++2mi−{\displaystyle H_{2}O_{2}\longrightarrow O_{2}+2H^{+}+2e^{-}}

La corriente es directamente proporcional a la concentración de H₂O₂ , la cual a su vez es directamente proporcional a la concentración de glucosa. Si la concentración de O₂ es baja, se inhibe la conversión completa. Por lo tanto, se introduce el mediador ferroceno. Ahora, la corriente es directamente proporcional a la concentración de ferroceno, la cual a su vez es directamente proporcional a la concentración de glucosa.

Historia

La detección electroquímica o amperométrica, tal como se utilizó por primera vez en cromatografía iónica, era la amperometría de potencial único o de corriente continua (CC), útil para ciertos iones electroquímicamente activos como el cianuro, el sulfito y el yoduro. El desarrollo de la detección amperométrica pulsada (DAP) para analitos que ensuciaban las superficies de los electrodos al ser detectados contribuyó a crear una nueva categoría de cromatografía iónica para la determinación de carbohidratos . Otro avance, conocido como amperometría integrada, ha aumentado la sensibilidad para otras especies electroquímicamente activas, como las aminas y muchos compuestos que contienen grupos de azufre reducidos , que a veces se detectan débilmente mediante DAP. [ 1 ]

Se estableció que los neurotransmisores podían detectarse electroquímicamente colocando un electrodo de carbono en el tejido y registrando la corriente de los neurotransmisores oxidantes. [ 2 ] Una de las primeras mediciones se realizó utilizando un electrodo de fibra de carbono implantado en el neoestriado de ratas. [ 3 ] Posteriormente se realizaron trabajos en células cromafines para investigar la liberación de catecolaminas de vesículas de núcleo denso grandes. [ 4 ] [ 5 ]

Métodos de detección

Amperometría de potencial único

Cualquier analito que pueda oxidarse o reducirse es candidato para la detección amperométrica. La forma más simple de detección amperométrica es la amperometría de potencial único o de corriente continua (CC). Se aplica un voltaje (potencial) entre dos electrodos situados en el efluente de la columna . La corriente medida cambia a medida que un analito electroactivo se oxida en el ánodo o se reduce en el cátodo. La amperometría de potencial único se ha utilizado para detectar aniones ácidos débiles, como el cianuro y el sulfuro , que presentan problemas con los métodos conductimétricos. Otra ventaja, posiblemente más importante, de la amperometría sobre otros métodos de detección para estos y otros iones, como el yoduro, el sulfito y la hidrazina , es la especificidad. El potencial aplicado puede ajustarse para maximizar la respuesta del analito de interés y minimizar la respuesta de los analitos interferentes [ 6 ].

Amperometría pulsada (detección amperométrica pulsada, PAD)

Una extensión de la amperometría de potencial único es la amperometría pulsada, utilizada con mayor frecuencia para analitos que tienden a ensuciar los electrodos. Estos analitos reducen la señal con cada análisis y requieren la limpieza del electrodo. En la detección amperométrica pulsada (PAD), se aplica un potencial de trabajo durante un breve período (generalmente unos cientos de milisegundos), seguido de potenciales más altos o más bajos que se utilizan para limpiar el electrodo. La corriente se mide solo mientras se aplica el potencial de trabajo; luego, el detector procesa las mediciones de corriente secuenciales para producir una señal de salida continua. La PAD se utiliza con mayor frecuencia para la detección de carbohidratos después de una separación por intercambio aniónico, pero el desarrollo de técnicas relacionadas resulta prometedor para aminas, especies de azufre reducidas y otros compuestos electroactivos.

Principio

Para registrar la fusión de vesículas, se acerca un electrodo de fibra de carbono a la célula. El electrodo se mantiene a un potencial positivo y, cuando la carga de una vesícula fusionada se encuentra cerca del electrodo, la oxidación de dicha carga transfiere electrones al electrodo. Esto provoca un pico, cuya magnitud permite estimar el número de vesículas, y cuya frecuencia proporciona información sobre la probabilidad de liberación. [ 7 ]

Referencias

  1. ↑ DC Johnson y WR LaCourse, Química Analítica , 62 (1990), 589A-97A
  2. ↑ Kissinger PT, Hart JB, Adams RN (mayo de 1973). "Voltametría en tejido cerebral: una nueva medición neurofisiológica". Brain Research . 55 (1): 209–13 . doi : 10.1016/0006-8993(73)90503-9 . PMID 4145914 . 
  3. ^ Gonon F, Cespuglio R, Ponchon JL, et al. (Abril de 1978). "Determinación electroquímica continua in vivo de la liberación de dopamina en neostriatum de rata". Comptes Rendus de l'Académie des Sciences, Série D (en francés). 286 (16): 1203–6 . PMID 96981 .  
  4. ↑ Leszczyszyn DJ, Jankowski JA, Viveros OH, Diliberto EJ, Near JA, Wightman RM (septiembre de 1990). "Secreción de catecolaminas mediada por receptores nicotínicos de células cromafines individuales. Evidencia química de exocitosis" . The Journal of Biological Chemistry . 265 (25): 14736–7 . doi : 10.1016/S0021-9258(18)77173-1 . PMID 2394692 . 
  5. ↑ Wightman RM, Jankowski JA, Kennedy RT, et al. (diciembre de 1991). "Los picos de catecolaminas resueltos temporalmente corresponden a la liberación de vesículas individuales de células cromafines individuales" . Actas de la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos de América . 88 (23): 10754– 8. Bibcode : 1991PNAS...8810754W . doi : 10.1073/pnas.88.23.10754 . PMC 53009. PMID 1961743 .   
  6. ↑ Settle, F. (Ed.). (1997). Manual de técnicas instrumentales para química analítica (1.ª ed.). Prentice Hall.
  7. ↑ Mosharov EV, Sulzer D (septiembre de 2005). "Análisis de eventos exocitóticos registrados por amperometría". Nature Methods . 2 (9): 651– 8. doi : 10.1038/nmeth782 . PMID 16118635. S2CID 15489257 .