Emissziós fotometria (lángfotometria)

Átírás

1 Emissziós fotometria (lángfotometria)

2 Az emissziós fotometria alapjai Alkáli fémek és alkáli földfémek mérési eljárása oldatokból, a termikus gerjesztés hatására kibocsátott karakterisztikus hullámhosszúságú sugárzás alapján. A színtelen láng elszíneződik azáltal, hogy a lángban található anyagok hőenergia hatására gerjesztett állapotba kerülnek amennyiben elektronjaik átmenetileg egy külső elektronhéjra jutnak. Amikor az elektron visszatér eredeti elektronhéjára a gerjesztéssel felvett energiát fénysugárzás formájában leadja. A kibocsátott fény hullámhossza, így színe jellemző a különböző fémekre.

3 Ha egy elem a lángban atomos formában található vonalas színképet szolgáltat (pl. alkálifémek Na, K). Az alkáli földfémek (Ca) szélesebb alapú emissziós sávban sugároznak. A lángnak van háttérsugárzása is.

4 Lángfotométer

5 Lángfotometriás ion meghatározások Na, K, Ca A vizsgálati anyagnak csak mintegy 1-5%-a kerül a lángba (érzékenység) A szükséges energia nagysága függ a meghatározandó anyagtól. Túl magas hőmérsékletben az anyagok ionizálódnak, az ionok nem gerjeszthetők, csak az atomok. Fontos a mért anyag koncentrációja a mintában, ettől függ a hígítás mértéke: Na-nál a hígítás 200-szoros. A fény emissziót egy ismert oldat koncentrációjával hasonlítjuk össze (standard). A standard oldatokban az ionösszetétel hasonló kell, hogy legyen a széruméhoz

6 Nátrium A lángfotometriás meghatározásra az 589 nmes Na-vonal szolgál A vizsgálathoz a szérumot erősen hígítani kell: 1:200 arányban Normálérték: mmol/l A Cl - és HCO 3 mérésekkel együtt jó felvilágosítást az a plazma ozmolalitásáról A vese disztális tubulusban az aldoszteron fübbvényében szívódik vissza

7 Hipernatrémia Csökkent folyadékbevitel és fokozott vízvesztés Diabetes insipidus (centrális, renális) Primér és szekunder hiperaldoszteronizmus

8 Hiponatrémia Excesszív folyadékbevitel só nélkül Ödéma (szívelégtelenség) Aldoszteron hiány Pszeudohiponatrémia sok lipid vagy fehérje felszaporodás a vérben

9 Kálium 97%-a intracelluláris és csak 3%-a az extracelluláris A disztális tubulusban a kiválasztás az aldoszteron és az aciditás függvénye: aldoszteron fokozza, az acidózis csökkenti a kiválasztást a vesében

10 Kálium meghatározása Lángfotometria és ionszelektív elektródok Lángfotometria: 768 nm K-vonal Szérumból 1:20-as hígítással Normálérték: 3,5-5,0 mmol/l Már csekély hemolízis növeli a mért értéket Trombociták tartalmazzák, trombocitózis esetén akár 3 mmol/l-el is nőhet a mért koncentráció

11 Hiperkalémia Akut és krónikus veseelégtelenség Aldoszteron hiány Inzulin hiány Szívglikozid mérgezés (Na/K ATPáz gátlás) Acidózis (a vér ph csökkenése 0,1-el 0,4-1,2 mmol/l-nyi emelkedéssel jár Sejtpusztulás

12 Hipokalémia Gasztrointesztinális K vesztés (pl. hasmenés) Aldoszteron túlprodukció Májcirrhosis (Aldo lebontása csökkent) Renális tubuláris acidózis

13 Kálcium 1%-a van az extracelluláris térben Plazmában: 50%-a ionizált, 40%-a fehérjéhez kötött, 10%-a komplexeket alkot (citrát-, foszfát-, hidrogénkarbonát-, laktát-, stb.) Acidózisban csökken a fehérjéhez kötött mennyiség, ekkor még alacsony koncentráció mellett sem alakulnak ki izomgörcsök Anyagcseréje kapcsolódik a foszfátéhoz ezért azzal együtt kell vizsgálni mind a szérumban, mind a vizeletben A PTH és a D3 emeli a szérum koncentrációt, a kalcitonin csökkenti

14 A szérum kalcium szint meghatározása (Lángfotometria) és ion szelektív elektródokkal Megbízható eredményt ad az atomabszorpciós fotometria is. Normálérték: 2,2-2,6 mmol/l Nem megfelelően elöblített üvegedények miatt felülmérjük (a csapvíz sok kálciumot tartalmaz)

15 Elektrolit meghatározások ionszelektív elektródokkal potenciometria

16 Ionszelektív elektródok Mindig tartalmazzák a mérendő iont Üveg vagy műanyag alapúak Mérő és vonatkozási elektródok Mérhető ionok: Na +, K +, Ca ++, Cl - H + szelektív elektród ph mérés

17 Valinomicin K + érzékeny üvegelektróda

18 Ionizált kálcium meghatározása A mérőelektróda polivinilklorid membrán, amiben ioncserélőként hosszú szénláncú zsírsavakat alkalmaznak Normálérték: 1,1-1,3 mmol/l Zavaró mérési tényezők: Ha a minta EDTA-t tartalmaz A minta ionerőssége nő

19 Hidrogén ion meghatározás ph mérő

20 ph mérő elektrokémiai sémája az elektrokémiai változások a fázisok felületén jelentkeznek mérendő anyag M fém (metal) M L vonatkozási elektród M R - mérő elektród S különböző fázisok S 1 telített KCl oldat S 2 mérendő anyag fázisa

21 Savak és bázisok definíciója Savak olyan vegyületek, melyek H + ionokat képesek leadni (protondonátorok). A bázisok olyan vegyületek, melyek H + ionokat képesek felvenni (protonakceptorok) Pufferek gyenge savat és a hozzá tartozó bázist tartalmazzák Puffer-egyenlet Henderson Hasselbach egyenlet: [A - ] ph = pk a + log [HA] A pk a a gyenge sav disszociációs konstansának negatív logaritmusa. A szénsav-bikarbonát puffer esetében az értéke 6,10 [HCO 3- ] ph = pk a + log = 7,40 [H 2 CO 3 ]

22 A vér pufferrendszerei Plazma hidrogénkarbonát 35% Vvt hidrogénkarbonát 18% Hbg és oxi-hbg 355 Plazma fehérjék 7% Szerves foszfátok 3% Szervetlen foszfátok 2%

23 Vér ph és sav-bázis egyensúly mérése A ph mérés és a sav-bázis egyensúly mérése kapilláris üvegelektróddal történik l vér vagy puffer felszívása után A pco 2 mérése Lehet pco 2 elektróddal, ami széndioxidot érzékelő H + elektród Közvetett módszer a Siggard-Andersen módszer A vért két különböző szén-dioxid parciális nyomású gázzal equilibrálja a készülék és méri a megfelelő ph értékeket Ebből kiszámíthatók: pco2, a plazma szabad bikarbonát koncentrációja, és a bázisfelesleg A po 2 mérése: Clark elektróddal: az oxigén platina elektródon redukálódik, ami potenciál változást hoz létre, ami azonos az oxigén tenzióval Normális vérgáz és ph értékek: ph 7,35-7,44 pco Hgmm Standard bikarbonát mmol/l plazma Bázisfelesleg mmol/l teljes vér po Hgmm

24 lángfotometria atomabsz. fotometria Atomabszopciós fotometria összehasonlítva a lángfotometriával Atomabszopciós fotometria esetén a fényforrás a vájt-katód lámpa, mely ua. fémből készül mint amelyik fém koncentrációját mérni akarjuk. Ez a fémre jellemző rezonancia vonalat (fotont) bocsát ki. A rezonancia vonalnak megfelelő fotont a lángban atomossá vált fém elnyeli tehát gyengül a besugárzott fény intenzitása (fotometria) a gyakorlatban mért fémek: - ólom - réz - aluminium - nikkel (- Mg, Ca) - a szérum Fe mérésére nem aslkalmas, mert a nyomokban előforduló Hbg zavar

25 Atomabszopciós fotometria Az atomok gázállapotba kerülnek magas hőmérsékleten Az abszorpció méréséhez olyan hullámhosszúságú sugárzás szükséges, amelyet a vizsgálandó elem termikusan gerjesztett állapotban kisugároz. Pl. az aluminium meghatározásához aluminium vájtkatódos lámpa szükséges. A gerjesztő és a rezonanciasugárzás hullámhossza azonos A fotometriához hasonlóan itt is fénygyengülést mérünk Ólom meghatározás: ólommérgezés gyanúja Réz meghatározás: Wilson kór gyanúja Aluminium meghatározás: veseelégtelenségben felhalmozódik és lerakódik a szövetekben. Alumíniumot tartalmazó gyógyszer szedése tilos (pl. foszfátkötő gyógyszerek)

26 Fluoriméter excitáció fluoreszcencia quenching spontán leépülés foszforencencia emisszió

27 fluoreszcencia Excitációs (gerjesztő) fény versus emissziós (másodlagos) fény mindkettő jellemző a vizsgált molekulára A másodlagos fény hullámhossza mindig nagyobb a gerjesztő fényénél A másodlagos fény intenzitása egyenesen arányos az anyag koncentrációjával

28 Fluorimetriás módszerek alkalmazása a klinikai kémiában Ott alkalmazzák, ahol nem áll rendelkezésre megbízható fotometriás tesz, mert nagyon érzékeny a szennyeződésekre (ionok, detergensek). Porfirinek: uro- kopro- protoporfirinek Katecholaminok: adrenalin, noradrenalin Fluoreszcencia immun-meghatározások

29 Coulometria A reakcióhoz a titráló ionokat elektromos árammal generáljuk, pl. a Cl - ion koncentráció meghatározásához ezüst elektródáról Ag + ionokat. Tehát a fogyott elektromos töltés mennyiségét mérjük A generált titráló anyag felszabadításához szükséges elektromos áram mennyisége (tötése) mérhető A Cl - ion meghatározására használják szérumból, vizeletből és liquorból. A Cl - ion koncentrációja a szérumban: mmol/l Az Ag + ion a brómot és a jodidot is precipitálja, de ezek mennyisége a testnedvekben elhanyagolható A vvt-től gyorsan el kell választani a szérumot (plazmát) mert a hidrokarbonát ion a vvt-ből Cl - ionra cserélődik ki és csökken a szérum Cl - ion tartalma

30 A cerebrospinális folyadék és a lumbálpunkció

31 Anatómia és fiziológia Az agyat és a gerincvelőt 3 réteg veszi körül: - dura mater - bolyhos arachnoidea - pia mater A CSF plazma ultrafiltrátum, a fehérjék 80%-a transzudátum, míg 20%-a helyben képződik A CSF tiszta folyadék, kb. 140 ml. Naponta 500 ml képződik, ennek 70%- a plexus chorioideusokban, 30%-a a kapillárisokból és a metabolikus vízből származik BBB (vér-agy gát), BCB (vér-csf gát) CSF összetétel: vvt nincs, pár fehérsejt, a fehérjék az ultrafiltrációnak megfelelően molekulaméretükkel fordított arányban vannak, glukóz konc. a vér 60%-a

32 Mikroszkópos vizsgálat A CSF eltérései Nagyszámú leukocita figyelhető meg fertőzés és malignitás esetén A neutrofilek magas aránya (>800/ml) bakteriális meningitisre utal Mononukleáris sejtszaporulat jellemző a krónikus meningitisre, vírusos meningoencephalitisekre, részben gyógyult bakteriális meningitisre, krónikus gyulladásra és malignus meningeális infiltrációra Vvt szubarachnoideális vérzésre vagy traumára utal. A xanthochromia megerősíti a szubarachnoideális vérzés gyanuját.

33 A CSF eltérései glukóz Lényegesen csökken (<1mmol/l) akut bakteriális meningitisben és meningitis tuberculosában Enyhébb glukóz szint csökkenés észlelhető vírusos infekcióknál, részben gyógyult bakteriális meningitisnél, és malignus meningitisben összfehérje Emelkedett ha sejtszaporulat van Ha nincs sejtszaporulat és mégis emelkedett: gyulladásos neuropátiák, CSF elfolyási zavar

34 Speciális vizsgálatok Oligoklonális csíkok IgG fokozott koncentráció Polimeráz láncreakció (polymerase chain reaction, PCR): herpes simplex, tuberkulózis Antigén immundetektálása pl. bakteriális meningitis, ha a tenyésztés negatív Spektrofotometria vér bomlástermékeinek mérése

35

36

37 Az LP gyakorlati kivitele