Ionenselektive Elektroden: Grundlagen und Anwendungen in Biologie und Medizin

سنتز اوره توسط Wöhler 118281 نشان داد که طبیعت جاندار و بی جان از واحدهای ساختمانی یکسانی یعنی اتم ها تشکیل شده اند و حداکثر در آرایش آنها با یکدیگر تفاوت دارند. بنابراین فرآیندهای زندگی تابع قوانین فیزیک و شیمی هستند و به نوع کاملاً متفاوتی از علم نیاز ندارند. زندگی بر اساس تغییرات مادی است که می توان با استفاده از شیمی تجزیه، بیوشیمی تحلیلی و شیمی بالینی ثبت کرد. علوم زیستی و پزشکی از این وسایل استفاده می‌کنند که امروزه امکان تشخیص بسیار حساس را فراهم می‌کنند یا اجازه می‌دهند مقادیر زیادی نمونه در مدت زمان کوتاهی انجام شود. الکترودهای انتخابی یون، حسگرها یا کاوشگرهایی هستند که با آنها می توان مواد یون زا یا موادی را که می توان به یون تبدیل کرد، تعیین کرد. طیف مواد قابل تشخیص از یون های ساده مانند H+ یا Na< تا ترکیبات قابل دسترسی آنزیمی مانند پنی سیلین یا گلوکز تا مولکول های پیچیده مانند آنتی ژن ها یا آنتی بادی ها متغیر است. بسته به شرایط آزمایشی، الکترودهای انتخابی یون می توانند نه تنها غلظت، بلکه فعالیت را نیز تعیین کنند و بنابراین برای تحقیقات در بافت تحریک پذیر مانند اعصاب یا ماهیچه ها بی رقیب هستند. آنها را می توان در سیستم های اندازه گیری ارزان قیمت برای تعیین تک تک یا به عنوان اجزای مهم آنالایزرهای خودکار استفاده کرد. دانشجویان شیمی، زیست شناسی، داروسازی و پزشکی و همچنین خوانندگان علاقه مند به تئوری در این کتاب شرحی از فرآیندهای تشکیل پتانسیل در فصل مشترک و توضیحاتی درباره ترکیب و خواص محلول های الکترولیت را خواهند یافت. دانستن اصول اولیه درک رفتار الکترودهای انتخاب کننده یون را آسان تر می کند. انواع الکترودهایی که می توانند در طرح های مختلف تولید شوند با جزئیات بیشتری مورد بحث قرار می گیرند. بیوسنسورها، آنزیم‌ها و ایمونوسن‌سورها نقش مهمی دارند.

Die Harnstoffsynthese durch Wöhler 118281 zeigte, daß die belebte und die unbelebte Natur aus denselben Bausteinen, den Atomen, aufgebaut sind und sich allenfalls durch deren Anordnung voneinander unterscheiden. Die Lebens­ prozesse unterliegen also den Gesetzmäßigkeiten der Physik und Chemie und bedürfen keiner völlig andersgearteten Wissenschaft. Das Leben beruht auf Stoffveränderungen, die mit den Mitteln der analytischen Chemie, analytischen Biochemie und klinischen Chemie erfaßt werden können. Die Biowissenschaften und die Medizin bedienen sich dieser Mittel, die heutzutage sehr empfindliche Nachweise gestatten ·oder große Probenmengen in kurzer Zeit durchsetzen. Ionenselektive Elektroden sind Sensoren oder Meßfühler, mit denen ionogen vorliegende oder in Ionen umwandelbare Stoffe bestimmt werden können. Das Spektrum der nachweisbaren Substanzen reicht von den einfachen Ionen wie H+ oder Na< über enzymatisch zugängliche Verbindungen wie Penicillin oder Glucose bis zu solch komplexen Molekülen, wie sie Antigene oder Antikörper darstellen. Ionenselektive Elektroden können, je nach Versuchsbedingungen, außer der Konzentration die Aktivität bestimmen und sind deshalb für Unter­ suchungen in reizbarem Gewebe, wie Nerven oder Muskeln, konkurrenzlos. Sie können in preiswerten Meßsystemen für Einzelbestimmungen oder als wichtige Bestandteile von Analysenautomaten eingesetzt werden. Studierende der Chemie, Biologie, Pharmazie und Medizin sowie theoretisch interessierte Leser finden in diesem Buch eine Beschreibung der potentialbil­ denden Vorgänge an Phasengrenzflächen und Erläuterungen der Zusammen­ setzung und der Eigenschaften von Elektrolytlösungen. Die Kenntnis der Grundlagen erleichtert das Verständnis des Verhaltens ionenselektiver Elek­ troden. Auf die in verschiedenen Ausführungen herstellbaren Elektrodentypen wird näher eingegangen. Dabei spielen Biosensoren, Enzym- und Immunosen­ soren eine wichtige Rolle.