معماری
ph متر

کنترل کیفی Ph متر

غلظت یون‌های هیدروژن در محلول به‌صورت ph بیان می‌شود.

[⁺PH=- Log [H

در اندازه‌گیری PH دو روش متداول وجود دارد:

  • روش شیمیایی که از پدیده تغییر رنگ برخی از معرف‌ها که در مقادیر مختلف گستره ph از خود نشان می‌دهند، استفاده می‌کنند که این روش محدودیت‌های زیادی دارد و فاقد دقت کافی می‌باشد.
  • پتانسیومتری که تغییر پتانسیل الکتریکی الکترود در محلول می‌باشد. می‌توان الکترودهایی طراحی کرد که توانایی اندازه‌گیـــری یک نوع یون خاص را در مخلوطی از یون‌ها در محلول داشته باشد (ISE= Ion Selective Electrode).
  • Ph متر یک میلی‌ولت‌متر با امپدانس داخلی بالا است که همراه با دو الکترود بنام الکترود مرجع و الکترود شاخص برای اندازه‌گیری ph استفاده می‌شود. الکترود شاخص عموماً از جنس شیشه است، به‌جز در موارد خاصی که از الکترود هیدروژن، انتیمونی، اکسید پالادیم و اکسید اورانیم استفاده می‌شود. برای اندازه‌گیری یون هیدروژن از الکترود شیشه‌ای استفاده می‌شود. این الکترود از یک لوله شیشه‌ای خاص یا پلاستیکی به نام ساقه ساخته شده که یک غشاء شیشه‌ای حساس به یون هیدروژن به آن متصل است. داخل غشاء از بافری که معمولاً از نوع فسفات یا استات و حاوی یون کلر است، پر شده است. یک سیم نقره‌ای که سطح آن با کلرور نقره پوشانده شده، ارتباط الکتریکی بافر را با محیط بیرون برقرار می‌کند. قسمت بالای ساقه بسته و الکترود از طریق یک سیم کواکسیل به ph متر متصل است. ضخامت غشاء الکترود شاخص حدود ۱۰۰ تا ۵۰۰ میکرومتر است. همچنین مقاومت الکتریکی آن بین ۱۰ تا ۱۰۰۰۰ مگااهم است. هرگاه این غشاء در محیط آبی قرار ‌گیرد، سطح آن متورم و هیدراته می‌گردد. یون فلز از لایه هیدراته به داخل محلول نفوذ کرده و یون هیدروژن در داخل لایه هیدراته باقی می‌ماند. این روند بعد از ۲۴ ساعت پایان یافته و به حالت تعادل می‌رسد. هرگاه این غشاء هیدراته در یک محلول آبی قرار گیرد که در آن غلظت یون هیدروژن با غلظت یون هیدروژن لایه هیدراته متفاوت باشد، یون هیدروژن حرکت کرده و داخل یا خارج لایه هیدراته مستقر می‌شود. این عمل سبب ایجاد اختلاف پتانسیل و درنتیجه تغییر عدد ph می‌شود. یون‌های کوچک دیگری مثل لیتیم و سدیم نیز می‌توانند تا اندازه‌ای عبور کرده و باعث خطای نمک Sal terry در الکترود شوند. از الکترود شیشه‌ای برای اندازه‌گیری PH در دامنه ۱۱-۱ استفاده می‌شود. این الکترودها باید همراه با الکترود مرجع به کار روند و باید در محلول‌های تامپون با Ph=4-8 نگهداری شوند و هرگز خشک نشوند، این محلول بافر باید در فاصله زمانی کوتاه به‌طور منظم تعویض شوند. الکترود شیشه‌ای خشک‌شده یا به مدت زیاد مانده در محلول بافر، باید حداقل ۴ ساعت در محلول اسیدکلریدریک ۱/۰ مولار قرار داده شود و سپس به‌خوبی با آب مقطر آبکش شود. طول عمر الکترودهای Ph متر، اگر به‌درستی نگهداری شوند حدود ۲ سال تعیین شده است، پس از این مدت باید الکترودها را تعویض کرد. فرسودگی یک الکترود موقعی مطرح می‌شود که پتانسیل الکتریکی تا ۲۰ ثانیه پس از فروبردن الکترود در محلول یونی ظاهر نشود. الکترودهای شیشه‌ای نسبت به ضربه‌های مکانیکی بسیار حساس هستند.

الکترود مرجع (رفرانس) الکترودی است که حتی در صورت تغییر غلظت یونی در محلول آزمایش همواره پتانسیل را ثابت نگه می‌دارد. (چون الکترود درون محفظه‌ای از محلولی با غلظت ثابت نمک قرار داده شده است). الکترود مرجع از جیوه یا فلزات گرانبها تهیه می‌شود. محلول‌های پل نمکی، محلول اشباع‌شده Kcl، k2So4، KNo3، LiCl می‌باشند. مناسب‌ترین الکترود مرجع برای اندازه‌گیری Ph الکترود کالومل است (Hg/HgCl2).

پتانسیل الکترود کالومل در Ph بالاتر از ۱ ثابت است. امروزه الکترودهایی ساخته شده است که از ادغام الکترودهای مرجع و شیشه تهیه شده‌اند. مزیت این الکترودها توانایی آن‌ها در اندازه‌گیری PH در حجم کوچک محلول‌ها می‌باشد. این الکترودها باید در محلول نمکی غلیظ (موجود در پل نمکی) نگهداری شوند. اگر الکترودها با زوائد پروتئینی پوشیده شوند، کارآیی خود را از دست می‌دهند. برای تمیز کردن آن‌ها، الکترود را در محلول CLEAN به مدت ۲ ساعت قرار داده و کاملاً با آب مقطر آبکشی کنید (ماهیانه).

 

کالیبراسیون PH مترها

برای اندازه‌گیری Ph، Ph متر باید هر روز توسط بافرهایی با Ph 4 و ۷ کالیبره شود (کالیبراسیون دونقطه‌ای). برای کالیبراسیون Ph متر، باید از محلول‌های بافر ویژه‌ای که Ph آن‌ها نزدیک به ph ماده مورد بررسی باشد، استفاده کنید. بافر فسفات (Ph= 7) و بافر استات (Ph= 4) ترجیح داده می‌شوند.

کالیبراسیون و اندازه‌گیری باید با استفاده از ظروف پلاستیکی انجام شود چون Co2 از شیشه رد شده و PH را تغییر می‌دهد. هنگام کار با بافر دارای Ph قلیایی ممکن است بر اثر جذب Co2 هوا، Ph محلول کاهش یابد. بافرها در اثر تغییرات دما، مجاورت با نور ماوراء بنفش (UV) و آلودگی میکروبی تخریب می‌شوند. همه بافرها باید در ظروف سربسته زیر ۲۰ درجه سانتی‌گراد نگهداری شوند و برای عدم رشد میکروب‌ها به آن‌ها آنتی‌سپتیک اضافه شود.

در یک الکترود خوب، اختلاف پتانسیل به ازای هر واحد Ph در دمای ˚C20، ۱/۵۸ میلی‌ولت است، ولی اختلاف پتانسیل بستگی به دما دارد، پس اندازه‌گیری Ph باید در دمای ثابت انجام گیرد. در غیر این‌صورت نتایج به‌دست‌آمده باید دارای فاکتور تصحیح باشد.

در محلول‌هایی که دارای Ph بالاتر از ۹ می‌باشند خطای نمکی چشمگیر بوده و Ph به‌صورت کاذب پائین خواهد بود.

روش استفاده از PH متر

  • طریقه استاندارد کردن Ph متر

۱) مدار اندازه‌گیری خاموش شود.

۲) الکترود با آب دیونیزه شسته شود.

۳) الکترود به بافر ۷ منتقل شود و مدار اندازه‌گیری روشن شود.

۴) با پیچ کنترل Ph را روی ۷ تنظیم کنید.

۵) الکترود با آب دیونیزه شسته و به ظرف حاویPh=4  منتقل و دستگاه تنظیم گردد.

۶) سعی شود همه‌روزه از محلول استاندارد تازه‌ای استفاده شود و بافر آلوده یا کدر دور ریخته شود.

 

  • اندازه‌گیری Ph محلول موردنظر:
  • الکترود را با آب دیونیزه شسته و به ظرف محتوی نمونه منتقل می‌کنیم.
  • ۲۰-۵ ثانیه پس از وارد کردن الکترود به درون محلول، پتانسیل برقرار می‌گردد. از تشکیل حباب‌های هوا در نوک الکترود باید جلوگیری شود تا باعث خطا در خواندن Ph (موجب رانش پتانسیل الکترود) نگردد.
  • در شرایط اندازه‌گیری Ph باید دما ثابت باشد و در صورت نیاز باید پیچ دما را تنظیم نمود. قبل از پایداری دما در محلول، Ph را قرائت نکنید.
  • قبل و بعد از هر اندازه‌گیری الکترود با آب Grade 1 شسته شود.

نکته: الکترود PH متر بعد از مدتی حدود ۲ سال، به علت وقوع الکترولیز مرتب خراب می‌شود. برای تمیز کردن Ph متر از آمونیاک، اسیدکلریدریک رقیق و سایر محلول‌ها استفاده می‌کنند.

 

تصویر مربوط به یک ph متر

کنترل کیفی عدم صحت ph متر

 

عدم صحت مجاز Ph متر ۱% می‌باشد.

 

کنترل کیفی عدم دقت PH متر

Ph محلول موردنظر را ۱۰ بار در یک روز  Whitin day CVو چند روز پیاپی اندازه‌گیری و میانگین SD و CV را حساب می‌کنیم. عدم دقت مجاز ۲% می‌باشد. کنترل کیفی در فواصل هفتگی توصیه می‌شود.

 

مراجع:

  • کتاب بیوشیمی هنری دیویدسون,۲۰۰۷۲۰۱۱
  • استاندارد آزمایشگاه‌های بالینی امریکا ,clsi,2006
  • کتاب جامع تجهیزات آزمایشگاه، حمیدرضا سقا
  • مجله مهندسی پزشکی
  • تضمین کیفیت در آزمایشگاه‌های تشخیص طبی و کنترل کیفی آزمایش‌ها و تجهیزات (سیما ذوالفقاری انارکی، نشر طبیب)
  • تکنیک‌های عملی آزمایشگاه تشخیصی جلد ششم: کنترل کیفی مواد و تجهیزات آزمایشگاهیPAS، دکتر مهبد، ۱۳۸۸

 محمدرضا یزدانی کارشناس ارشد آزمایشگاه دانشگاه علوم پزشکی شیراز

پاسخ دهید