Development of a flow procedure for potentiometric analyses of body fluids

Developed analytical procedure for potentiometric determination of three cations, Ca2+, Na+ and K+ and anion Cl¬- in urine samples using flow-injection analysis has been presented. The use of a special flow chamber and miniaturized electrodes, produced by stereolithographic 3D printing technology, enabled the performance of potentiometric measurements using several ion-selective all-solid-state membrane electrodes, dedicated for different analytes, relative to one reference electrode at the same time.During the optimization studies an influence of 3D printing material of the electrode covers as well as of an injection loop volume and a flow rate on the sensitivity and linearity of the method have been checked.Based on the analysis of synthetic urine samples, validation parameters of the developed procedure: sensitivity, linearity range, accuracy and precision, and limits of detection and quantification have been determined.Coupling of flow-injection analysis with direct potentiometry and miniaturization of a measurement manifold allowed for quick and repeatable determinations of, up to four, analytes simultaneously and a reduction of an amount of standard and reagent solutions - which corresponds to the principles of sustainable development and the requirements of "green analytical chemistry".

W pracy przedstawiono opracowaną procedurę potencjometrycznego oznaczania trzech kationów: Ca2+, Na+ i K+ i anionu Cl- w próbkach moczu z zastosowaniem analizy wstrzykowo-przepływowej. Zastosowanie specjalnej komory przepływowej i zminiaturyzowanych elektrod, wytworzonych techniką stereolitograficznego druku 3D, umożliwiło wykonanie w tym samym czasie pomiarów potencjometrycznych z zastosowaniem kilku jonoselektywnych elektrod membranowych typu all-solid-state, dedykowanych dla różnych analitów, względem jednej elektrody odniesienia. W trakcie badań optymalizacyjnych sprawdzono wpływ materiału z jakiego wydrukowano oprawki elektrod oraz pojemności pętli wstrzykowej oraz szybkości przepływu na czułość i zakres liniowości metody. Na podstawie wykonany analiz próbek syntetycznych moczu wyznaczono parametry walidacyjne opracowanej procedury: czułość, zakres liniowości, dokładność i precyzję oraz granice wykrywalności i oznaczalności. Połączenie analizy wstrzykowo-przepływowej z potencjometrią bezpośrednią oraz miniaturyzacja układu pomiarowego umożliwiły wykonanie szybkich i powtarzalnych oznaczeń aż czterech analitów równocześnie oraz redukcję ilość stosowanych odczynników – co odpowiada zasadom zrównoważonego rozwoju i wymogom „zielonej chemii”.