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Noções Básicas sobre Medição de pH
Medir o pH em amostras contendo proteína pode ser desafiador uma vez que a proteína pode incrustar tanto o vidro sensorial do pH quanto as junções clássicas de cerâmica do sensor de pH. Para obter leituras precisas do pH, ambos componentes devem ser mantidos em condições ideais.
Conteúdo:
- Incrustação Proteica da Membrana de Vidro do Sensor de pH
- Obstrução da Proteína das Junções de Cerâmica
- Como Remover a Contaminação de Proteínas de um Sensor de pH
- Como encontrar o Sensor de pH Correto
1. Incrustação Proteica da Membrana de Vidro do Sensor de pH
Em qualquer solução aquosa, o ácido está presente na forma de íons hidrônio. A membrana de sensoriamento em um sensor de pH é especialmente projetada para interagir com esses íons hidrônio para gerar um potencial de tensão, que é então convertido em um valor de pH utilizável. Para que esta interação ocorra, o vidro de sensoriamento do sensor deve estar isento de contaminação, tais como resíduos de proteína. Qualquer contaminação presente no vidro irá limitar a área de superfície disponível para interação com hidrônio e retardar a reação do sensor.
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Figura 1: Criação de potencial em membrana de vidro |
Um sensor lento é mais do que apenas um inconveniente. O medidor de pH a qual o sensor é conectado precisa de encontrar um ponto de extremidade matemático baseado na mudança no sinal de milivolts por uma unidade do tempo. Uma vez que a mudança no sinal de milivolts é derivada da interação do hidrônio na solução com o vidro sensorial do sensor, a contaminação da proteína pode ter um efeito no valor, introduzindo erro na medição. Quando um sensor está livre do resíduo da proteína, o potencial da tensão muda muito rapidamente sobre o tempo enquanto se aclimata à concentração nova do íon de hidrônio. Após alguns segundos, esta mudança no potencial por segundo diminui, e quando diminui abaixo do "critério de estabilidade" para o medidor, o valor final do pH é capturado.
Devido à redução da área de superfície disponível do vidro sensorial, a mudança inicial no potencial em mV por unidade de tempo é menor. Da mesma forma que o sensor limpo, o sensor contaminado também produzirá pequenas mudanças no potencial de milivolts com o tempo enquanto o sistema atinge o equilíbrio. No entanto, se o sensor reagir rapidamente ou lentamente a uma mudança no pH da solução, o medidor de pH tem o mesmo "critério de estabilidade".
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Figure 2: Response time of a clean vs. a contaminated sensor. Clean membrane (blue) pH=6.026, Endpoint Time: 84s Contaminated membrane (green) pH=6.022 Endpoint Time: 374s |
2. Bloqueio por Proteína das Junções de Cerâmica
Assim como com o vidro sensorial do sensor, a junção é suscetível à incrustação de proteínas. Uma junção de cerâmica clássica é uma frita localizada logo acima do vidro sensorial do sensor. A frita é composta de pequenos poros, projetados para permitir que o eletrólito líquido flua para fora do sensor para dentro da amostra. O fluxo de eletrólitos é fundamental para obter uma leitura exata do pH - que produz um potencial de referência estável e fecha o circuito do sensor. Sem fluxo eletrolítico constante na amostra, o erro na leitura é inevitável.
Eletrólito líquido é uma solução de sal concentrado. Muitas vezes, quando as soluções de proteína são expostas a salmouras, a proteína vai precipitar-se para formar um sólido. Quando uma solução é submetida à medição do pH, um gradiente de sal é formado, com a maior concentração de sal localizada na junção do sensor de pH. Isto torna a precipitação da proteína na junção do sensor um cenário provável. Como as proteínas precipitam nos poros pequenos de uma junção cerâmica, o fluxo do eletrólito é retardado e interrompido eventualmente, introduzindo o erro na leitura do pH.
3. Como Remover a Contaminação de Proteínas de um Sensor de pH
