OPS Lab Manual-mantenimiento

7/22/2019 OPS Lab Manual-mantenimiento

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MANUAL DE MANTENIMIENTO PARAEQUIPO DE LABORATORIO

rea de Tecno lo ga y Prest acinde Servicio s de Salud

Un idad de M edicament os Esenciales, Vacunas

y Tecno logas en Salud


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MANUAL DEMANTENIMIENTO

PARA EQUIPO DELABORATORIO

Washington D. C., 2005

Tecno log a y Prest a ci n d e Servicios de Sa lud (THS)Medicamentos Esenciales, Vacunas y Tecnologas en Salud (EV)


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La Orga nizacin Pa na merica na d e la Sa lud da r considera cin muy fa vorab le a las solicitud es de a uto riza -cin pa ra reprodu cir o trad ucir, nte gra ment e o e n pa rte, alg una de sus publicacione s, siempre que n o seacon f ines de lucro. La s solicitud es y las pet iciones de informa cin deb ern dirig irse a la Unida d de Medica -men to s Esencia les, Va cuna s y Tecnolo g as en Sa lud de la Org a niza cin Pa na mericana de la Sa lud/Orga ni-za cin Mund ial de la Salud , 525, Tw en ty-th ird Stree t, N. W. Wa shing to n, D. C. 20037, EUA, q ue t end r su-mo gusto en proporcionar la informacin ms reciente sobre cambios introducidos en la obra, planes de

reed icin y reimpresion es ya d ispo nibles.

Orga nizacin Pana mericana de la Salud, 2005

La s publicacione s de la Orga nizacin Pa na merican a d e la Salud est n a cogida s a la prot eccin prevista porlas disposiciones sobre reproduccin de originales del Protocolo 2 de la Convencin Universal sobre Dere-cho d e Autor: Reservad os to do s los derechos.

Las deno minaciones empleada s en esta pub licacin y la fo rma e n q ue a parecen presenta dos los dato s quecontiene no implican, por pa rte de la Secreta ra d e la Orga nizacin Pa na merican a d e la Salud, juicio a lg u-no sobre la cond icin jurdica d e pa ses, terri torios, ciuda des o zon a s, o d e sus au to rida des, ni respecto deltraz ad o d e sus front eras o lmites.

La mencin de det erminad as socieda des mercanti les o d e no mbres come rciales de ciertos producto s no im-plica que la Orga nizacin Pa nam ericana de la Salud a pruebe o recomiende con preferencia a otros an lo-go s. Sa lvo e rror u o misin , la s denom inacione s de prod uctos pat ent ad os lleva n en la s publicacione s de laOPS let ra inicia l ma yscula.


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INTRODUCCIN

Captulo primeroAn a l izado r de ELISA

Fotografa de analizador de ELISAPropsito de l ana liza do r de ELISAPrincipios de operacinServicio s req uerido sRutinas de ma nten imientoDefiniciones bsicasBibliografa

Captulo segundoLavado r d e ELISA

Fot og raf a de lavad or d e ELISAPropsito del lavador de ELISAPrincipios de operacinServicio s req uerido sRutinas de ma nten imientoDefiniciones bsicasBibliografa

Captulo tercero

An a l i zado r de pHProp sito del eq uipoFot og raf as y elementos del ana liza do r de pHPrincipios de operacinEsq uema de un a nal izad or de pHComponentesCircuito tpicoServicio s req uerido sProcedimiento general de calibracinMantenimiento general del ana lizad or de pHMant enimiento b sico del electrodoDefiniciones bsicasBibliografaAne xo: Teo ra d el pH

Captulo cuartoBalanzas

Foto graf as de balanza sProp sito d e la b a la nzaPrincipios de f uncion a mientoServicio s req uerido sRutinas de ma nten imientoDefiniciones bsicas

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TABLA DE CONTENIDOS


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Captulo decimoquintoMic roscop io

Otros nombres del eq uipoFot og raf as de microscop iosProp sito del eq uipoPrincipios de operacinDia gra ma del eq uipo (isomt rico y corte)Servicios req uerido sDescripcin d e fa lla s pot encia les por compo nen te sMantenimiento general del microscopioDefiniciones bsicasBibliografa

Captulo decimosextoPipe tas

Fotograf a y esquema de pipetasProp sito de la pipeta

Principios de op eracin d e la pipet aServicios req uerido sUso de la pipetaRutinas de ma nten imientoDefiniciones bsicasBibliografa

Captulo decimosptimoPla t o ca l i e n t e con ag i t ado r

Foto graf a del pla t o cal iente con a gi tad orPrincipios de operacinCont roles del pla to ca liente con a gita do rServicios req uerido sOperacin d el pla to cal iente con a gita do rRutinas de ma nten imientoDefiniciones bsicasBibliografa

Captulo decimoctavoRe f r i g e r ado r

Fotograf a del refr igeradorProp sito del refr ige rado rPrincipios de operacin

Servicios req uerido sCircuito de control refrigeradorOperacin del refr ige rado r IRutinas de ma nten imientoOperacin de l refrig era do r IIEncendido del refr igera do rRutinas de ma nten imientoDefiniciones bsicasBibliografa

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Ilustracin 1: Con junt o de eq uipos pa ra prueba s ELISAIlustracin 2: Lavador de ELISA

Ilustra ci n 3: Pe rfiles de los poz o s, tcnica de ELISA

Ilustracin 4: Esq uema de un a na liza do r de pH

Ilustracin 5: Clases de electrodos

Ilustracin 6: Circuito d e cont rol ana liza do r de pH

Ilustracin 7: Bala nza de resorte

Ilustracin 8: Balanza de pesa deslizante

Ilustracin 9: Ba lanz a a na ltica

Ilustracin 10: Balan za de plat o superior

Ilustracin 11: Ba lanz a de sustitucinIlustracin 12: Element os de las ba la nza s electrnicas

Ilustracin 13: Principio fuerza de compensacin

Ilustracin 14: Clasifica cin de ba lanz a s por grupo s de exa ctitud

Ilustracin 15: Con trol ba lanz a a na ltica

Ilustracin 16: Ba o de Ma ra

Ilustra ci n 17: Resistencias d e inme rsin y exte rna

Ilustracin 18: Con trol de ba o de Ma ra

Ilustracin 19: Ca bina de seg urida d biolg ica

Ilustracin 20: Concepto de fuerza centrfuga

Ilustracin 21: Destilado r de a g uaIlustracin 22: Esquema diluidor

Ilustracin 23: Control del diluidor

Ilustracin 24: Jering a y d ispensad or

Ilustracin 25: Dispensador

Ilustracin 26: Elementos dispensadores

Ilustracin 27: Int eraccin de la luz con la m a te ria

Ilustracin 28: Fen men o d e a bsorba ncia

Ilustracin 29: Com po nen tes del espectrof ot m et ro

Ilustra ci n 30: Ref lexin de la luz

Ilustra ci n 31: Rejilla de difra ccinIlustracin 32: Circuito de vapo r de l aut oclave

Ilustracin 33: Espacios requeridos por el autoclave

Ilustracin 34: Acometida aire comprimido

Ilustracin 35: Acomet ida de vapo r

Ilustracin 36: Gene rad or de va por

Ilustracin 37: Cont rol electrn ico de la e stuf a

Ilustra ci n 38: Circuito elctrico de la e stuf a

Ilustracin 39: Forma s de t ran sferencia d e ca lor

Ilustracin 40: Cont rol de incuba do ra

Ilustracin 41: Lente positivo (convergente)

Ilustracin 42: Funcion a miento de l lent e

Ilustra ci n 43: Corte de l microscopio

Ilustracin 44: Clases de pipetas

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TABLA DE ILUSTRACIONES


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Este manual ha sido desarrollado con el finde a poyar a l persona l que labo ra en los lab o-rat orios de salud, sean clnicos o d e investiga -cin , en los campo s de la salud pb lica, saludanimal , salud ambiental , control de al imen-tos y control de medicamentos, en la com-prensin de los req uerimient os tcnicos rela -cionados con la instalacin, uso y manteni-miento de un g rupo de eq uipos q ue resulta nde g ran importan cia pa ra la real iza cin d e la s

actividades diagnsticas o de investigacin.

No se pretende que los lineamientos inclui-dos en este manual conviertan a quien loconsulta en un experto capaz de solucionarcualquier problema que pueda presentarseen el equipamiento del laboratorio. El desa-rrollo a lca nza do a n ivel tecno lgico y cientfi-co ha incorporado en los equipos inf inidadde funciones y mod os particula res de opera-cin, que necesariamente conllevan a imple-

menta r prog ramas que permita n a por tar losrecursos para mantener dicho equipamientoen la s mejores con diciones de o pera cin .

Por la d iversida d d e orgene s, marcas y mo de -los, solo es posible presentar unas recomen-da ciones gen erales, da do q ue las particula resse encuentra n d esa rrolla da s en los man ua lesde uso, mant enimiento e insta lacin elab ora-do s por los fab ricant es y que de ben ser solici-tados y exigidos en los procesos de adquisi-cin por las dependencias y profesionales

que tienen bajo su responsabil idad la incor-poracin y la a dq uisicin d e tecnolog a en lasdiversas institu cion es.

En su desarrollo, el manual ha tomado encuenta los siguiente s a specto s:

1. Ca da clase o fa milia de equipo incluida ha si-do desarrollada en un captulo diferente,que se ha organizado en orden alfabtico,de acuerdo con el nom bre q ue los ident ifica .

2. Aba rca 18 fa milia s de eq uipo qu e ha n si-do se lecc ionadas , t r a t ando de cubr i r

aq uella s de ma yor utiliza cin en lab orat o-rios de b aja o media complejida d tcnica .

3. Busca apo ya r a los respon sa bles de la gestintcnica en la implementacin de los progra-ma s de ma ntenimiento y de g estin de cali-da d en pro de la salud de la poblacin.

4. Cad a eq uipo ha sido identi f ica do con elnomb re que m s comn ment e se lo cono-

ce. Ta mb in se ha n incluido ot ros nom -bres alterno s.

5. Se ha n introd ucido fot og raf as o ilustra-ciones o una combinacin de ambas paraidentificar, sin lugar a equivocaciones, elt ipo de eq uipo q ue se est consideran do .

6. Da da s las g ran de s diferencias en la com-plejidad tcnica de las marcas y modelosexistent es, ca da tema ha sido desarrolla do

pensando en eq uipos b sicos, pero, ha stadonde ha sido posible, incluyen tecnolo-ga de desarrollo reciente.

7. Present a un a b reve explica cin sob re losprincipales usos o aplicaciones del equipoen el la bo rato rio.

8. Cont iene una d escr ipcin b sica de losprincipios con los que ope ran los distinto seq uipos. En consecuencia, h a y explicacio-nes basadas en principios o leyes fsicas

y/o q umicas q ue e l lector inte resa do pue-de o d ebera prof undizar por su cuenta .

9. Se incluye una de scripcin de los servicios oinstalaciones que requieren los distintoseq uipos para po der funciona r, poniendo n -fa sis en los aspecto s elctricos y en los req ui-sitos que en cada am biente pod ra n fa cilita rsu correcta insta la cin y ope racin.

10. Describe las rutina s b sica s de ma nt eni-

miento requerida s por los eq uipos, que sehan clasificado segn la frecuencia conque deben real izarse: diarias, semanales,

INTRODUCCIN

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ANALIZADOR DE ELISA

El ana liza do r de ELISA es un espectrof ot m e-tro especial izado, diseado para efectuar lalectura de los resultados de una tcnica quese uti liza pa ra de terminar la presencia d e a n-ticuerpos o antgenos especficos presentes

en una muestra. La tcnica se basa en la de-teccin de un antgeno inmovil izado sobreuna fase sl ida , mediante ant icuerpos que,d i rec ta o indi rec tamente , producen unareaccin cuyo producto puede ser ledo porel espectrofotmetro. Se le conoce tambincon el nomb re de Lect o r de ELISA . La pa la braELISA es el acrnimo de las palabras en len-gua inglesa Enzyme-Linked Immuno sorbentAssay.

FOTOGRAFA DE ANALIZADOR DE ELISA

PROPSITO DEL ANALIZADOR DE ELISA

El analizador de ELISA se utiliza para leer el re-sulta do de las pruebas efectua da s, utiliza ndo lat cnica de ELISA, la cual t iene a plicacin d irectaen inmunologa y en serologa; permite confir-ma r la p resencia e n el orga nismo d e a nt icuerposo a ntgeno s de un ag ente infeccioso, vacuna l o

autoanticuerpos artritis reumatoide, por ejem-plo, en tre o tra s aplicacion es.

PRINCIPIOS DE OPERACIN

El an a liza do r de ELISA es un espectrof ot m e-tro especializado. A diferencia de los espec-trofotmetros convencionales que permitenefectua r lectura s en un rang o a mplio d e lon-gitude s de o nda , este d ispone de f iltros o re-

jillas de difraccin que limitan el rango delong itud es de o nda a a q uella s q ue se uti liza nen la tcnica ELISA, la cual generalmente serealiza con long itud es de o nda comprend ida sen tre los 400 y los 750 nm na n me tro s. Al-gun os a na liza do res operan en el rang o ultra -violeta y pueden efectuar anlisis entre los340 y los 700 nm. El sistema ptico utilizadopor muchos fabricantes utiliza la fibra pticapa ra l levar la luz ha sta los pozos de la placa,do nde se encuentra la muestra ba jo an lisis.La luz q ue a traviesa la muestra t iene un di-

metro que vara entre 1 y 3 mm. Un sistemade deteccin recibe la energa lumnica, pro-veniente de la muestra , la a mplif ica, det ermi-na la ab sorba ncia y, a t ravs de un sistema delectura, la convierte en datos que permiteninterpreta r el resulta do de la prueb a . Ta m-bin hay analizadores de ELISA que empleansistem a s lumnicos de do ble ha z. La s muestra sdel ensayo de ELISA se colocan en placas dediseo especial, la s cua les dispon en d e un n-mero d efinido de pozo s o vasos, en los cua les

se l leva a cabo el procedimiento o ensayo.Son comune s la s pla cas de 8 columna s por 12filas, con un t ot a l de 96 po zo s. Ta mb in exis-ten placas con un mayor nmero de pozos.Las hay de 384 pozos y la tendencia actualbusca a ument a r el nmero de po zos, y redu-cir la cantidad de reactivos y el volumen delas muestras requeridas. La ubicacin de lossensores pt icos en e l an a liza do r de ELISA va -ra dependiendo de los fabricantes. Algunoslos colocan sobre la placa portamuestras,mientras que otros los ponen directamente

ba jo los pozos de la placa.

CAPTULO 1

Ana lizad or de ELISACdigo (s) ECRI

16-979

Den om inacin (e s) ECRI

Lectores de microplacas fotom tricos


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Ana lizador de ELISA

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4. Fina lment e, cua ndo se ha n completa do lasreacciones qumicas, se lleva la placa ala na liza do r de ELISA y se e fecta n la s lectu-ras que permiten emitir un d iag nstico.

Fases q um icas d e l a tcn i ca d e ELISA

Se presenta a cont inua cin un b reve resumende cmo fun cion a la t cnica d e ELISA, d esdeel punto de vista qumico 1.

1. Se recubren los pozo s de un a pla ca con a n-ticuerpos o a ntgeno s.

2. Se aaden las muestras, controles y estn-

da res a los pozos de la placa y se incuba na temperaturas que oscilan entre la tem-peratura a mbiente y 37 C, por un perod ode tiempo determinado, segn caracters-tica s de la prueba . Dura nte la incubacin,una par te del ant geno de la muestra seune al anticuerpo del recubrimiento de laplaca, o el anticuerpo de la muestra se unecon el antgeno ubicado en el recubri-miento de la placa, en funcin de su pre-sencia y ca ntida d en la muestra a na liza da .

3. Despus de la incuba cin , la s ent ida de s nounidas antgenos o anticuerpos se lavany se retiran de la pla ca , uti liza ndo el la va-do r de ELISA q ue u tiliza un buf fe rde lava-do adecuado .

4. A cont inua cin , se a a de u n a nt icuerpo se-cundario, denominado el conjugado, elcua l t iene una enzima q ue reacciona r conun sustrato para producir un cambio decolor.

5. Se inicia entonces un segundo perodo deincubacin, durante el cual el conjugadose unir al complejo antgeno-anticuerpoen los pozo s de la placa .

6. Despus de la incuba cin , se realiza un nue -vo la vado para retirar de los pozo s de la pla-ca cua lquier vestigio del con jug a do no un ido.

7. Se aade un sustrato. La enzima reaccio-

nar con el sustrato y causar un cambio

de color en la solucin, b rinda ndo un me-dio para medir la cant idad de conjugadoque a la vez dir cunto complejo antge-no-an ticuerpo e st presente. Otro pe rod ode incubacin permitir q ue esta reaccinteng a luga r.

8. Cumplido e l tiempo d e incuba cin , se a a -de un reactivo para detener la reaccinsustrat o-enz ima y p revenir ca mb ios a dicio-na les de color. Gene ralment e este reactivoes un cido diluido.

9. Finalment e, se efecta la lectura de la pla-ca e n e l an a liza do r de ELISA. Los va lores delos resultados se usan para determinar las

ca ntida des de a ntgeno o a nticuerpo espe-cficos presentes en la m uestra.

Alguno s de los pozo s en la placa se de stina n pa -ra colocar estn da res y con troles. Los est nda respermiten definir los puntos de corte (cut off).Los controles son cantidades conocidas que seusan para medir el xito del ensa yo, evaluandolos dat os recibido s con tra la s con centraciones es-tablecidas para cada control. El proceso antesdescrito es comn, aunque muchas pruebas de

ELISA tienen variantes.

SERVICIOS REQUERIDOS

Para q ue el a na liza do r de ELISA ope re correc-tamente, es necesario verificar los siguientespuntos:

1. Un amb iente l impio, libre de polvo.

2. Una mesa de t raba jo es table . Lo recomen-

dable es que la misma est alejada deequipos que generen vibraciones centr-fugas , ag i tadores, que tenga un tamaoad ecuad o q ue permita ubicar, a l lad o d elanalizador de ELISA, los equipos comple-ment arios requerido s pa ra efe ctua r la tc-nica en mencin: lavadores, incubadora,dispensad or y com put a do r con pe rifricos.

3. Una f uente d e suministro elctrico d e a cuer-do con las normas y estndares implemen-

tados en el pas. En los pases americanos se

1 Explicaciones ms detalladas deben ser consultadas en literatura especializada.


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utilizan por lo general voltajes de 110 V yfrecuencias de 60 Hz.

Cal ib rac in de l an a l izado r de ELISA

La calibracin de un analizador de ELISA esun proceso especial izado que debe real izarun tcnico o ing eniero deb ida ment e entrena -do, siguiendo las instrucciones que para elefecto br inda cada fabr icante . Para e fectuarla calibra cin se req uiere d ispon er de u n jue-go de filtros grises, los cuales se encuentranmonta dos en una placa de igual geomet ra alas utilizad a s para efe ctua r los a n lisis. Los fa -brica nt es suministra n d icho s filtros y pued en

ser utilizados para realizar calibraciones acualq uier long itud de o nda de las que ut ilizael equipo.

Los filtros de calibracin disponen de al me-nos tres valores de de nsida d pt ica, preesta -blecidos dentro de los rangos de medicin;uno ba jo, uno medio y el lt imo, un valor al-to . Para efe ctua r la calibra cin se rea liza el si-gu iente proceso:

1. Colocar el filtro d e calibracin en el eq uipo.

2. Efectua r una lectura completa con el f i ltrode calibracin. Verificar si se presentan di-ferencias en las lecturas obtenidas de ca-na l a ca na l. Si es a s, invertir el filtro (180 )y repetir nuevamente la lectura para des-cartar q ue las diferencia s pueda n ser atr i-buibles al filtro en s. Por lo general, sea cepta q ue el instrumento no req uiere ca-libracin, si se encuentra ajustado en doslong itudes de onda .

3. Verifica r si el lecto r est de scalibra do . Si esas, proceder a la calibracin, siguiendo larutina def inida por el fa brica nte, verif ica n-do especialmente que la l inealidad de laslectura s se ma nten ga lo m s r ig urosam en-te posible.

4. Si no se dispone de f i ltro d e cal ibracin,verificar la misma colocando una solucinde color en los pozos de una placa y efec-

tuando en seguida una lectura completa .Lueg o invertir la placa 180 y efectua r unanueva lectura . Si a mb a s lectura s present a n

valores promedio idnticos en cada fila, ela na liza do r se encuentra cal ibrad o.

5. Verifica r si el desplaza miento de la pla ca seencuentra calibrado, columna por columna.Colocar una placa vaca y efectuar las lectu-ras. Si no se o bserva n d iferencia s medias en-tre las lecturas de columna a columna de laprimera a la ltima, podra asumirse que ela vance se encuentra ca librad o.

RUTINAS DE MANTENIMIENTO

La s rutina s q ue se describe n a cont inuacin es-t n enfo cada s exclusivament e al ana liza do r de

ELISA. El ma nt en imien t o de l lava do r de ELISAest trat a do en el ca ptulo correspond iente .

M antenimiento bsicoFrecuencia: Diaria

1. Revisa r q ue los sensores pt icos de ca dacana l estn limpios. Si se d ete cta sucied a d,limpiar con un pincel la superficie de lasventanas de los emisores de luz y de los

sensores.

2. Conf irmar q ue el sistema de i luminacinest limpio.

3. Verif icar q ue la ca libracin d el ana liza do res ad ecuada . Cua ndo se inicien las opera -ciones diarias, permitir que el analizadorse caliente durante 30 minutos. A conti-nuacin, real izar una lectura en blanco yluego leer un mdulo l leno de sustrato.Las lecturas deben ser idnticas. Si no lo

son , invertir el m du lo y repet ir la lectura ,a fin de determinar si la desviacin se ori-g ina en el md ulo o en el lector.

4. Examinar e l avance auto mt ico d e la pla-ca. El mismo de be ser sua ve y con sta nt e.

M antenimiento preventivoFrecue ncia : Trimestra l

1. Verif icar la estab ilida d de la lmpa ra. Usarel filtro d e calibra cin , efectua nd o lectura scon intervalos de 30 minut os o un a misma


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placa. Comparar las lecturas. No debenexistir diferencias.

2. Limpiar los siste ma s p ticos de los det ecto -res y los sistem a s de ilumina cin .

3. Limpiar el mecan ismo d e a vance de la pla ca.

4. Verifica r la a linea cin d e cad a po zo con lossistem a s emisores y de te ctores de luz.

Tab la d e so lu cin de p rob lem as

El analizador brinda lecturas sin sentido. Lmpara de i luminacin fuera deservicio.

Reemplazar la lmpara por o tra de las mismascaractersticas que la original.

El analizador presenta absorbanciasaltas.

Reactivos usados y/o preparados deforma incorrecta.

Revisar que el TMB sea incoloro y la prepara-cin adecuada.

Contam inacin con o t ras muest ras. Repet i r el ensayo ver i fi cando la marcacin , e llavado y la forma de usar la pipeta.

Fi l t ro de longi tud de onda incorrecto. Ver i f icar la longi tud de onda recomendadapara el ensayo. Ajusta r si es del caso.

La va do in su f ici en t e o in ef i ci en t e. Co nf ir mar e l m t od o d e la va do u t il iza do. Em -plear un ensayo de control de calidad ap ropiado.

Tiempo de incubacin muy largo otemperatura muy alta.

Revisar tiempos y temp eratura de incubacin.

Dilucin de muestras mal procesada. Revisar proceso de di lucin de muestras.

Falta algn react ivo. Verificar que el ensayo se realiza de acuerdo alprocedimiento establecido.

Las lecturas del analizad or varan de fi-la en f i la.

Sensores pt icos sucios. Lim piar los sensores.

Lentes o elementos del sistema de ilu-minacin sucios. Limpiar lentes del sistema de i lum inacin.

Falta de cal ibracin de uno o mscanales.

Verificar la calibracin de cada uno de loscanales.

Pro blem as co n lo s b lan co s. Ef ect uar un a lect ura en vaco y co mp ararlacontra la lectura del blanco. Si el sistema leebien, deber encontrarse una lectura de den-sidad ptica similar. Caso cont rario, el anal iza-dor est descalibrado.

El analizador presenta absorbanciasbajas.

Tiempo de incubacin muy corto otemperatura muy baja.

Revisar temperaturas y tiemp os de incubacin.

Los reactivos no se encuentran a latemperatura ambiente.

Comprobar que los reactivos estabilicen sutemperatura con la del ambient e.

La vad o ex cesi vo de l a p laca . A ju st ar el p ro ceso d e l ava do a lo i nd ica do p orel fabricante del ensayo.

Fi l t ro de longi tud de onda incorrecto. Ver i f icar el f i lt ro de longi tud de onda seleccio-nado. Uti l izar el recomendado para el ensayo.

Reactivos usados o preparados de for-ma incorrecta.

Revisar los reactivos utilizados. Compro bar lasdiluciones.

Falta algn react ivo. Verif icar que el ensayo se realiza de acuerdoal procedimiento establecido.

La placa presenta rayaduras en el fon-do de los pozos.

Preparar una nueva placa y repetir el ensayo.

PROBLEM A CAUSA PROBABLE REM EDIO


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Falla en la interfase del programa decomunicaciones.

Llamar al servicio t cnico especializado.

Haz de luz desalineado. El analizador t rasladado o m ovido sinlas debida s precauciones.


La fuente de luz lmpara ha sidocambiada y su reemplazo no ha sidoinstalado y al ineado correctamente.

Verif icar montaje y al ineacin de la fuente deluz.

El comput ador fal la al ind icar los cdi-gos de erro r.

El programa que controla la activacinde las alarmas y los mensajes de adver-tencia presenta fallas o no est valida-do po r el productor.


El analizador presenta fallas en la de-teccin de erro res.

Diversos componentes del sistema pre-sentan fal las, como el sistema de de-teccin del nivel de lquidos.


Cable de conexin lector-microproce-

sador mal ajustado.

Revisar conexiones.Ajustar conexiones.

Ident i f icacin incorrecta de la muestra. Placa cargada de forma inadecuada. Revisar proceso de ident i f icacin de las mues-tras. Repetir lectura efectuando los ajustes.

Identi f icacin incorrecta de la m uestraregistrada en el analizador.


DEFINICIONES BSICAS

ELISA. Tcnica d esarrolla da pa ra efe ctua ranlisis que permiten determinar si una sus-ta ncia se encuentra presente e n una muestra.Se ut iliza principa lmente e n el rea de inmu-nologa. La palabra ELISA es el acrnimo delas pa la bras en lengua ing lesa Enzyme-LinkedImm unosorb ent Assay.

Enzima. Protena que sirve de catalizador enuna reaccin q umica, a celeran do la s reaccion es.

Fluorforo. Molculas que absorben luz auna d eterminad a longi tud de ond a y emitenluz de una long itud d e onda mayor.

Lavador de ELISA. Eq uipo q ue se utiliza pa -ra lavar las placas durante las etapas de unaprueba de ELISA, con el fin d e remo ver aq ue-llos compo nent es q ue no se han unido en las

rea ccione s. El la vad o r de ELISA ut iliza bu ff ersespeciales en los procesos de lava do .

Lector de microplacas. Nombre da do a losa na liza do res de ELISA.

Placa de ELISA. Elemento de consumo que seha esta nda riza do para efectuar los an lisis me-dia nt e la t cnica de ELISA. La s pla cas tiene n e ngeneral 96 pozos en una configuracin tpicade 8 fila s po r 12 column a s. Ta mb in ha y placa sde ELISA de 384 y reciente men te se ha n ven idoimponiendo microplacas de h a sta 1 536 poz os,

en centros de alta demanda, debido a las eco-no mas log rad a s en insumo s y rea ctivos.

Quimioluminiscencia. Emisin de luz quea pa rece duran te una reaccin q umica .

TMB. Sustrat o usa do con la en zima HRP.


24/21222

Bib l i o g ra f a

ELISA Au t om atio n, Hudson Contro l Group, AB104A, 2002. (w w w .hud son cont rol.com )

Solid Phase Guide, NUNC , Brand Products, Int rodu ction t o Solid Pha se Techniqu es.(ht t p://w w w .nu ncb ra nd .com /PDF/Gu ide s%20an d%20Ma nu a ls/Guid e%20to %20So lid %20Phase .pdf)

Universa l Med ica l Device Nom en cla tu re System (UMDNS), Produ ct Cat ego ries Thesaur us,ECRI, 5200 Butler Pike, Plymouth Meeting, PA, USA, 2000.

Zoon, Kathryn, Recommendat ion s t o u sers of medical devices t hat t est f or in f ect iou s dis-ease marker s by en zyme immun oassay (EIA) t est syst ems, Division of Blood Applications,Bet he sda , MD. (ht t p://w w w .f da .g o v/cbe r/b ldm em /122094.t xt)


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suministra, a travs de agujas, la solucinde lava do a los diferentes pozo s. La cab ezasuele contar con ocho pares de agujas paralavar y aspirar los pozos de una misma filade la placa de f orma simult nea en la cabe-za conf luyen los subsistema s de suministro yde extraccin . Ta mbin h a y mo delos q uedisponen de doce pares de agujas y existenversione s q ue efe ctan el proceso d e lavad ode ma nera simult nea en to dos los pozos dela placa. Alg uno s la vad ores brind a n la po si-bilidad de trabajar con diversas solucionesde limpieza, efectuando los cambios de so-lucin seg n prog rame el operad or.

Subsistema de extraccin . Requiere de

un mecan ismo de va co y d e un sistema dealma cena miento pa ra recolectar los f luido sy desechos ret irad os de los pozo s de las pla -cas. El vaco puede ser proporcionado porbombas externas o internas. La extraccinse real iza mediante un conjunto de agujasmont a da s en la cab eza lava do ra/aspirado -ra. El nmero de agujas vara entre uno ytres, seg n el fa brica nte y el modelo.

Si se usa una sola a g uja , la s ope racion es de la-

vado y extraccin se hacen a travs de esta

nica aguja. Si se utilizan dos agujas, una seusa pa ra el suministro d e la solucin de la vad oy la otra para la extraccin. Si se utilizan tres,la primera es para el suministro de la solucinde lavado, la segunda para la extraccin y latercera para controlar extraer cualquier ex-ceso d e volumen d entro d el pozo.

En g eneral la long itud de la a guja de extrac-cin es mayor que la long itud d e la ag uja d esuministro, con el fin d e q ue pueda ava nza rverticalmente hasta una altura que oscilaent re 0,3 y 0,5 mm d el fond o d el pozo.

Subsistema de avance . Est compuestopor un mecanismo que desplaza hor izon-

ta lment e la cab eza de suministro y extrac-cin, para poder l legar en la placa de ELI-SA a cada uno d e los pozo s; cua ndo se haefectuado el desplazamiento hor izontal ala siguiente f i la , se real iza un movimientovertical hacia los pozos, con el f in de dis-pensar y/o extrae r la solucin de lavad o.Hay lavadores que efectan estas opera-ciones de f orma simul tnea .

Se present a a cont inuacin una ilustracin e n la

que se muestran los subsistemas mencionados.

I l u s t r ac in 2 :Lavador de ELISA


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Lavado r de ELISA 2

Proceso de lavad o

El la vado es una d e las etapa s que se deb e reali-zar cuando se efectan anlisis, utilizando latcnica de ELISA. Se emplean para el efecto so-luciones especiales. Entre las ms usadas se en-cuentra la solucin bufferfosfat ad a o PBS. La so-lucin bufferfosfata da tiene una estabilida d de

2 meses, si se la conserva a 4 C. Se estima quepara el lava do de una microplaca se requiere en-tre 1 y 3 litros de solucin. Se estima que en ca-da pozo se utiliza n 300 lde solucin de lavadopor ciclo. El lavad o e s una o pera cin q ue se pue-de realiza r man ualmente, pero si se t ienen d e-mandas altas y si se trabaja con sustancias po-ten cia lment e conta minad a s, es mejor utiliza r unequipo de lavado automatizado.

Entre los procesos de lavado se destacan lossiguientes:

Aspiracin de arriba hacia abajo . Cua n-do se inicia la fa se de a spira cin , la s a g uja sse desplazan verticalmente y la aspiracinse inicia de inme dia to ; esta s ent ran e n el l-quido; el proceso contina hasta que lasagujas alcanzan la posicin mxima infe-rior, muy cerca d el fond o d e los poz os, mo-mento en el que se det ienen para evi tarsuccionar aire que fluira necesariamentesob re la s pa redes la tera les interiores de los

pozos. Este tipo de aspiracin previeneque corrientes de aire sequen la protenaunida sob re la superficie de los pozo s.

Aspiracin y dispensacin simult-neas. En este tipo de lavado los sistemasde la vado y a spiracin funciona n simult-neamente , generando una turbulenc i acontrolada dentro del pozo que remuevelas sustancias no unidas durante los tiem-pos estimados de reaccin.

Aspiracin desde el fondo de los po-zos. En este sistema, la aspiracin delf luido conten ido en los pozo s se efe ctaposicionando inicia lmente las agujas deaspiracin en una posicin muy cercanaa l fo ndo , iniciand o en seg uida un ciclo desuccin que generalmente es controladopor t iempo. Este s is tema puede l legar aa spira r a ire si ha y dife rencia s en los nive-les de l lena do de los tan q ues .

Ca l ib r acin de l lavado r

El lava do r de ELISA resulta crtico p a ra g a ra n-tiza r qu e la t cnica d e ELISA fun cion a de fo r-ma apropiada. Se presentan a continuacinlos l ineamientos a tener en cuenta para queel equipo funcione ad ecuad ament e .

Posicin de las agujas (cabeza de sumi-nistro y aspiracin). Se debe verificar concuida do el ajuste d e la p osicin h orizont a l y

vertical respecto de los poz os. Si la placa tie-ne poz os de fon do pla no, se debe verificar q uela ag uja de a spiracin se encuentre ub icad a

La siguiente ilustra cin muestra la s forma s depozo m s comun es encontrad a s en las pla cas

de ELISA. Cada forma de pozo es adecuadapa ra un t ipo d e prueba en pa rticula r.

I l u s t r ac in 3 :Per f il es de los pozos, tcnica de ELISA


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muy cerca a la pared del pozo; si el fondo esredo nd o o en V, se de be verificar q ue laaguja de succin se encuentre en el centrodel pozo y, cua ndo se efe cta el movimien-to vertical , se mantenga una distancia agu-ja-fon do del pozo , comprendida entre 0,3 y0,5 mm. Nunca se debe permitir que lasag ujas toq uen el fondo de los pozos , paraevita r interferencias de t ipo mecnico entrela punta de la ag uja y e l fondo del pozo du-rant e la f uncin de aspiracin.

Tiempo de aspiracin. Ajustar el tiempode a spiracin d e fo rma q ue resulte a decua-do , pa ra q ue la pelcula de solucin a dheri-da a la pared del pozo pueda f luir hasta e l

fon do del mismo. Evita r t iempos dema siad olargo s pa ra imped ir q ue se seq ue el recubri-miento de los pozos. Verificar que las agu-jas del sistema de succin se encuentrenlimp ias (libres d e ob struccione s).

Volumen dispensado. Verifica r q ue e l vo-lumen d ispensa do est lo m s cerca posibledel volumen mximo del pozo; confirmarq ue to do s los pozos se llenen d e forma ho-mog nea al mismo nivel. Comprob ar q ue

las ag uja s dispensa do ras se encuen tren lim-pias (libres de ob struccione s).

Vaco. El sistema de succin debe estar gra-dua do de f orma a decuada . Si el vaco es muyalto, pued e a lterarse la prueba , pues pod ransecarse los pozos y debilitar considerable-mente la activida d d e la enzima en los pozo s,alterando por completo el resultado de laprueba. La mayora de los lavadores funcio-na n b ien con u n va co q ue o scila ent re el 60 y70 % de la presin atmosfrica. En algunos

lavadores, el vaco se produce en una bombaexterna q ue opera como un a ccesorio del la-vado r y su opera cin es cont rolad a desde ella vado r, lo q ue implica q ue la bo mba de va-co opera nicamente cuan do se req uiere.

Ver i f i cacin de l p roceso d e lavado

Para verificar si el proceso de lavado se realizade a cuerdo con las especificacion es exigidas po r

la tcnica de ELISA, los fabricantes de pruebas

de ELISA han desarrollado procedimientos quedebe n ser efectua do s de f orma reg ular. Uno delos controles5 se b a sa en la u tiliza cin del reac-tivo Peroxidasa, el cual se dispensa medianteuna pipeta en los poz os de la placa pa ra ser le-do a 405, 450 y 492 nm. En seguida los pozosse lavan y se les aade un sustrato incoloro(TMB/H2O2 - Tet ra me t ilb en zid ina /Per xid ode hidrg eno). Cualq uier residuo conjuga dohidrol izar la enzima y e l cromgeno cam-biar a color azul . Despus de detener larea ccin co n cido , el TMB se vue lve a ma ri-l lo. La intensidad del color resultante estdirectamente relacionada con la ef icienciadel proceso d e lavad o.


Para que el lavador de ELISA opere correcta-ment e, se necesita dispo ner de los sig uientesservicios:

1. Un a mb iente limpio, libre de polvo.

2. Una mesa de trab a jo esta ble. Se a consejaque la misma est alejada de equipos que

g eneren vibraciones centrfug a s, a gi ta do -res, que teng a un ta mao ad ecuad o paraq ue permita ubicar, al la do del lava do r deELISA, los equipos complementarios re-queridos para efectuar la tcnica en men-cin: analizador, incubadora, dispensadory computador con perifricos.

3. Una toma elctr ica con polo a t ierra enbuen estado, conectada a una acometidaque cumpla con las normas y estndareselctricos implemen ta do s en el pas o el la -

bo rat orio. En los pa ses am ericano s se ut i-liza n g ene ralment e volta jes de 110 V y fre-cuencias de 60 Hz.

RUTINAS DE M ANTENIM IENTO

La s rutina s que se d escriben a continua cin es-tn enfocadas exclusivamente al lavador deELISA. El ma nt enimient o de l a na liza do r de ELI-SA est t rat a do en el ca ptulo correspon diente .

5 Procedimiento desa rrolla do por PANBIO, ELISA Check Plus, Ca t . N E-ECP01T.


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Lavado r de ELISA 2

Man t en im ien t o bsico

Frecuencia: Diaria

1. Verif ica r el volumen dispensado .

2. Comprob a r la un iformidad del llena do .

3. Verificar la eficiencia del subsistema deaspiracin.

4. Conf irma r la limpieza de la s a g uja s de su-ministro y extraccin.

5. Limpiar el la vado r con a gua destila da des-pus de haberlo uti l izado, para removercualquier vestigio de sal en los conductos

de los subsistemas de suministro y extrac-cin. Las agujas pueden mantenerse su-mergidas en a gua dest ilad a .

6. Verificar la limpieza del cuerpo del lava-dor. Si es del caso, limpiar las superficiesexteriores con una pieza de tela humede-cida , con un d eterg ente suave.

Man t e n im i e n t o p r ev e n t i v o

Frecuencia: Trimestral

1. Desensa mb lar y limpia r los con ducto s y co-necto res. Verifica r la integ rida d de los mis-mos. Si de detectan fugas o vestigios decorrosi n, a justa r y/o ree mp laz a r.

2. Verifica r la inte g rida d de los compo nen tesmec nicos. Lubrica r de a cuerdo con la s ins-trucciones del fabricante.

3. Comprobar el ajuste de cada uno de lossubsistemas. Calibrar de acuerdo a las re-comen da ciones del fab rica nte.

4. Confirmar la integridad del conector elc-trico y el ca ble d e inte rcon exin .

5. Verifica r la integ rida d d el fusible, y q ue suspunto s de conta cto estn limpios.

Tab la d e so lu cin de p rob lem as

Al terminar el lavado quedan residuosde la solucin utilizada en los pozos.

El sistema de extraccin del lavadorpresenta fallas.

Verificar si el sistema de vaco funciona a lapresin adecuada.

Los cond uctos del sistema d e vaco sonde dimetro diferente al recomendado.

Comprobar el dimetro de los conductos querecomienda el fabricante.

La lnea de succin presenta obstruc-ciones.

Verificar que las lneas de vaco se encuent renlimpias.

El recipiente para almacenar el desper-

dicio se encuentra lleno.

Confirmar el nivel del recipiente de desperdicio.

El filtro de la lnea se encuentra hme-do o bloqueado.

Verificar el estado e integridad del filtro del sis-tema de succin.

La punta de la pipeta n o est colocaday no l lega hasta el fond o de los pozos.

Examinar la colocacin de las puntas en lapipeta.

Se uti l iz una microplaca diferente enel ensayo.

Verificar el tipo d e placa que requ iere el ensayo.

El lavador no ha sido purgado adecua-damente.

Revisar el pro ceso de p urga.

El operador no ha seguido las instruc-ciones del fabricante correctamente.

Examinar el proceso recomendado por el fa-bricant e. Efectua r los ajustes requerido s.

Se coloc la placa en el lavador, sin laalineacin correcta.

Revisar la colocacin de la pl aca en el lavado r.


Nota: Personal tcnico debidamente ca-pacitado debe real izar el mantenimientode siste ma de contro l. Si se req uiere, debella ma rse a l fab ricante o representa nte.


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DEFINICIONES BSICAS

Bomba de desplazamiento positivo. Dis-posit ivo conformado por un mbolo que sede splaza a lo la rgo de un cilind ro. El mecanis-mo es similar a l que present a una jering a . Es-t dotado de un conjunto de vlvulas paracontrolar los f lujos hacia y desde la b omb a.

Bu f f e r . Solucin q ue ma nt iene un valor cons-tante y conocido de pH a una temperaturad a d a .

PBS. Una de las soluciones que se utiliza pa-ra efectuar las operaciones de lavado en las

pruebas de ELISA. PBS es el acrnimo dePho sphate Buff er Solu t ion. Est compuestopor las siguientes sustancias: NaCl, KCl, NaH -PO42H2Oy KH2SO4. Las casas productoras su-ministran los boletines tcnicos que indicanla s proporcion es e instrucciones de cmo pre-pararse. En general se mezcla una parte dePBS, con 19 partes de a gua desionizad a.

Placa (de ELISA). Dispositivo de dimensionesesta nda riza da s disea do para colocar las mues-tras que requieren ser ana liza da s media nte latcnica de ELISA. En general existen disposicio-nes de 96, 384 y 1 536 pozos. Se fabrican enplsticos como poliestireno y polipropileno.

El ciclo de lavado se desarrolla de for-ma inadecuada.

Se agot la reserva de la solucin delavado.

Examinar el recipiente de almacenamiento dela solucin de l impieza. Reponer el volumenfaltante.

El recipiente de lavado presenta creci-miento de hongos o b acterias.

El sistema no se usa frecuentemente.

No se uti l iza un procedimiento de con-trol adecuado (desinfeccin).

Revisar los procedimientos usados para impe-dir el crecimiento de hongos o bacterias.

Los tubos y conectores no se cambiancon la frecuencia requerida.

Verificar la frecuencia de cambio sugerida porel fabricante y/o por el departamento tcnico.

La solucin de lavado se ha contaminado. Confirmar los procedimientos ut i l izados en lapreparacin y manejo d e la solucin de lava-do, a f in de determinar la causa de la contami-nacin y el iminarla.

No se ha efectuado el mantenimientode acuerdo a la programacin.

Revisar las fechas previstas para efectuar elmant enimiento. Informar a los responsables.

El lavador no fue purgado adecuada-mente al inicio del ciclo de trabajo.

Limpiar adecuadamente para homogeneizarla humedad en cada uno de sus componentesy que se eliminen las burbujas de aire.

El volum en dispensado d e solucin de la-vado ha sido programado errneamente.

Verificar los vol menes de soluci n requerido spara cada t ipo de prueba y cada t ipo de placa.

La placa fue colocada de forma inco-rrecta en el lavad or.

Comprobar la correcta instalacin de la placaen el lavad or.

La altura de trabajo fue mal seleccionada. Revisar la alt ura de t rabajo recomendada pa-ra cada t ipo d e placa.

Las placas utilizadas son diferentes alas recomendadas por el fabricante.

Verificar que las placas utilizadas sean com-pletamente compatibles con el lavador.

No se mantienen los niveles de f luidoadecuado en los pozos.

El tub o de suministro d e la solucin delavado no es del dimetro n i del espe-sor definido por el fabricante.

Revisar las especificaciones del fabricant e. Co-rregir si es del caso.

La presin es insuficiente para ent regarla cantidad adecuada de solucin delavado.

Revisar el sistema de suministro y los conduc-tos de suministro. Puede haber una obstruc-cin en la l nea de l lenado.



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Lavado r de ELISA 2

Existen ta mbin placas que ha n recibido tra-tamientos especiales para facilitar la realiza-cin de prueba s.

TMB/H2O2. (Tet ram et ilbe nz idina /Per xido dehidrg eno). Rea ctivo q ue se emplea pa ra ve-rifica r la calida d d el la vad o d e los po zo s utili-za do s en la t cnica ELISA.

Bib l i o g r af a

ELISA Check Plu s, Pa nb io, Ca t . N E-ECP01T, Brisba ne , 2004.(ht t p://w w w .pa nb io.co m.a u/pro d inf o /E-ECP01T.pd f)

Good techniq ue f or ELISA A ssay, GTI, Inc.(ht t p://w w w .g t idia g no stics.com /fo rms %26do cs/g o o d _elisa _t echn iq ue s_062304.pd f)

Solid Pha se Gu ide, NUNC , Bra nd Products, Introduction to Solid Phase Techniques.(ht t p://w w w .nu ncb ra nd .com /PDF/Gu ide s%20an d%20Ma nu a ls/Gu ide %20to %20So lid%20P-hase.pdf)

Universa l Medical Device Nome nclat ure Syste m (UMDNS), Pro du ct Cat ego ries Thesaur us,ECRI, 5200 Butler Pike, Plymouth Meeting, PA, USA, 2000.

Zoon, Kathryn, Recommendat ion s t o u sers of medical devices t hat t est f or in f ect iou s disea-

se marker s by en zyme immun oassay (EIA) t est syst ems, Division of Blood Applications, Bet-he sda , MD. (ht t p://w w w .fd a .g o v/cbe r/b ldm em /122094.t xt)


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ANALIZADOR DE pH

El a na lizad or de pH se ut iliza pa ra d ete rmina r laconcentracin de iones del gas hidrgeno [H+ ]en una disolucin. Este equipo permite realizarmed icion es de la a cidez de un a solucin a cuosa ,siempre que el mismo sea utilizado de forma

cuidadosa y se ajuste a procedimientos plena-mente comproba do s. A los ana liza do res de pHse les deno mina, a dem s, pHmetros, monit oresde pH o pot encimetros.

PROPSITO DEL EQUIPO

El analizador de pH es un instrumento de usocomn en cualqu ier campo de la ciencia rela cio-na do con solucion es acuosas. Se ut iliza en reascomo la agricultura, el tratamiento y purifica-

cin de a g ua , en procesos industria les como lospetroqumicos, fabricacin de papel, alimentos,metalmecnica, farmacia e investigacin y desa-rrollo, en tre o tros. En el la bo rat orio de salud, lasaplicaciones del instrumento estn relacionadascon el control de medios de cultivo, contro-la r y/o med ir la a lcalinida d o a cide z de caldo s ybuffer. En eq uipos especia liza do s de dia g n sticode labora to rio, se usan los mismo s principios uti-lizando microelectrodos para medir la acidez oalcalinidad de los componentes lquidos de la

sa ng re, en do nde la susta ncia m s importa nte esel agua que contiene gran cantidad de sales ysustancias orgnicas disueltas. El pH del plasmasanguneo es una de las caractersticas que per-mite eva luar y de termina r el esta do de salud deun paciente; su valor vara normalmente en elplasma entre 7,35 y 7,45. Dicho valor est rela-cionado con el metabolismo del paciente, pro-ceso en el cual ocurre multitud de reaccionesque resultan inherentes al proceso vital, en lascuales se producen y eliminan cidos y basesque, en condiciones normales, se mantienen en

eq uilibrio. Los cidos liberan constan tem ent e io-nes [H+ ] que el organismo neutraliza o equilibramediant e la liberacin de iones de bica rbona to

[HCO3]. El organismo mantiene el equilibrio

a cido -b sico a tra vs de los rio nes, rga nos enlos cua les se elimina cualq uier exceso q ue se pre-sent e. Es una de las ca racterstica s que vara de-pendiendo d e fa ctores como la eda d o el esta dode salud de l pa cient e. Se present a n a con tinua -cin los va lores tpicos de pH d e a lg uno s fluidos

corporales.

Tabla 1: Valores de pH de algu nos f luidos orgnicos

FOTOGRAFAS Y ELEM ENTOS DELANALIZADOR DE pH

CAPTULO 3

Analizador de pHCdigo (s) ECRI

15-164

Den om inacin (e s) ECRI

Medidores de pH

FLUIDO VALOR DE pH

Bilis 7,8 8,6

Saliva 6,4 6,8

Orina 5,5 7,0

Jugo gst rico 1,5 1,8

Sangre 7,35 7,45

Fotografa

Elemento

Analizador de pH con brazo port aelectrodo y electrodo

1. Brazo portaelectrodo y electrodo2.Transformador3. Contro l a juste temperatura

4. Controles de cal ibracin Cal 1 y Cal 25. Control selector de funciones Stand by, mV, pH


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PRINCIPIOS DE OPERACIN

El ana liza do r de pH mide la concentra cin deiones [H+ ], utiliza nd o u n electrod o sensible alos iones. En condiciones ideales dicho elec-trod o d ebera respond er ant e la presencia deun nico t ipo de in, pero en la real idadsiempre se presenta n intera cciones o interfe-rencia s con iones de ot ras cla ses present es en

la solucin. Un electrodo de pH es general-ment e un e lectrod o comb ina do , en el cua l seencuentran integrados un electrodo de refe-rencia y un electrod o d e vidrio, en una mismasond a. La pa rte inferior de la sond a terminaen un bulbo redondo de vidrio delgado. Eltub o interior contiene cloruro de pot asio sa-turado (KCl), invariable y una solucin 0,1 Mde cido clo rhdrico (HCl). Ta mb in, d ent ro

del tub o interior, est el extremo del cto dodel electrodo de referencia. El extremo an-dico se e nvuelve a s mismo en e l exterior de ltub o interno y t ermina con el mismo t ipo d eelectrod o de referencia como el del tub o in-terno. Ambos tubos, el interior y el exterior,contienen una solucin de referencia, peronicamente el tubo exterior t iene contactocon la solucin d el la do externo d el electrod ode pH, a t ravs de un t ap n poroso q ue actacomo un puent e salino.

Dicho dispositivo se comporta como una cel-da galvnica. El electrodo de referencia es eltubo interno de la sonda ana lizad ora de pH,el cua l no p ued e perde r ion es por int eraccin

con el amb iente q ue lo rode a, pues como re-ferencia debe permanecer esttico invaria-ble durante la real izacin de la medida. Eltubo exterior de la sonda contiene el medioa l q ue se le permite me zcla rse con el am bien-te externo. Como resulta do de lo an terior, es-te tub o d ebe ser llena do pe rid ica ment e conuna solucin de cloruro de pot a sio (KCl) parareponer la capa cida d d el electrod o q ue se in-hibe por prdida de iones y por evaporacin.

El bulbo de vidrio en la parte inferior delelectrodo de pH que acta como elementode me dicin est recubierto , ta nto en el exte-rior como e n el interior, con una ca pa de ge lhidrat a do . Los cat iones met licos [Na + ] se di-fund en en el gel hidrat a do fuera d el vidrio ydent ro de la solucin, mientras que los iones[H+ ] de la solucin se d ifund en d entro del ge lhidratado. El gel hidratado es el que haceque el electrodo de pH sea un electrodo se-lectivo de iones. El in [H + ] no cruza a travsde la membrana de vidrio del electrodo de

pH, es el in sod io [Na + ] el qu e cruza y permi-te un cam bio de la en erga l ibre. Cua ndo unin se difunde de una regin de actividad aot ra, se presenta un camb io en la energa l i-bre y esto es lo q ue mide el ana liza do r de pH.Una breve explicacin de la teora sobre lacual se ba sa e l fun cion a miento de los electro-do s se incluye en el a nexo ub ica do a l fina l de lcaptulo.

Fotografa

Elemento

Electrodo de pH y brazo po rtaelectrodo

http://www.umd.umich.edu/casl/natsci/slc/slconline/PHM/select.html


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Analizador de pH 3

COMPONENTES

Un analizador de pH dispone generalmentede los siguientes componentes:

1. Un instrumento que contiene los cir-cuitos, los controles, los conectores y laspan ta lla s o esca las de medicin. Dent ro delos com po nen tes m s importa nt es de l mis-mo , se encuen tra n los sig uientes:

a ) Un interrup to r de encendido /apagado.No t od os los ana liza do res de pH disponen

de un interruptor de encendido y apaga-do. Algunos simplemente disponen de uncable con un enchufe que permite conec-ta r lo a una t oma elctr ica ad ecuad a.

b ) Cont ro l de temp eratura. Este controlpermite realizar los ajustes relacionadoscon la temperatura de la disolucin a lacual se rea liza la me dicin d el pH.

c) Con t roles de calibracin. Dependiendodel diseo, los ana liza do res de pH puedendisponer de uno o d os boto nes o d iales decalibracin. Normalmente se identifican

con la s let ras Cal 1 y Cal 2. Si el ana liza do rde pH se calibra con una sola solucin, seutiliza el dial Cal 1 previendo que el dialCal 2 se encuentre graduado al 100 %. Sie l ana liza do r de pH permite e l uso d e ca-l ibra cion es de d os punt os , se d eb er d is-pon er de do s solucion es de pH cono cidoque a ba r que n e l r a n g o de pH que s e r medido. En este caso se ut i l izan los doscontroles (Cal 1 y Cal 2). En casos espe-cia les debern efectuarse cal ibracionesde tres punto s (ut i lizand o tres solucion esde pH con ocido ).

d ) Selecto r de fu ncion es. Las funciones in-cluidas en el control en mencin, general-ment e, son:

I. Modo Stand by (0). En esta posicin loselectrodos se encuentran protegidos de co-rrientes elctricas. Es la posicin utilizada pa-ra ma ntener almacenado el eq uipo.II. Mod o pH. En e sta po sicin el eq uipo es-t en capa cida d d e real iza r la s medicionesde p H, previa s a los procedimiento s de ca -libra cin req uerido s.III. Mo d o m ilivoltio s mV. En e sta po sici n e l

I l u s t r ac in 4 :Esquem a de un analizado r de pH

ESQUEM A DE UN ANALIZADOR DE pH


36/21234

I l u s t r ac in 6 :Circuit o de cont rol analizador de pH

eq uipo est e n capa cida d d e real iza r lectu-ra s de m ilivolt ios.IV. Mod o ATC. Mo do de a juste a ut o m ticode la temperatura cuando se mide el pHen soluciones cuyas temperaturas varan.Esta funcin requiere el uso de una sondaespecial. No todos los analizadores de pHdisponen de este cont rol.

2. Un electrodo de combinacin. Este dis-posit ivo debe ser almacenado en aguadesti lada y permanecer conectado al ins-trumento de medicin o metro. El electro-do de comb ina cin d ispone d e un electro-do de referencia conocido ta mbin comoelectro do calomel o calomelanos y unelectrodo activo, integrados sobre un mis-mo cuerpo. El diseo del mismo vara de-pendiendo del f a br icant e .

I l u s t r ac in 5 :Clases de electr od os

CIRCUITO TPICO

A continuacin, se incluye un circuito tpicode los que conforman el sistema de control

de un analizador de pH. Cada fabricante dis-pon e d e sus propios diseo s y va ria nt es.


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Analizador de pH 3


El analizador de pH funciona mediante corrien-te elctrica de las siguientes caractersticas:

Energa t ipo: monof s icaVo lta je: 110 V o 220 VFrecue ncia : 60 Hz

Ta mb in existen a na lizad ores de pH d e t ipoport ti l q ue funciona n con ba tera s.

PROCEDIM IENTO GENERALDE CALIBRACIN

Los analizadores de pH normalmente debenser ca libra do s a nt es de ser utilizad os, a fin de

ga rant iza r la calida d y exacti tud d e las lectu-ras. Los procedimientos que se realizan sonlos siguien te s:

1. Calibracin de un pun to . Se rea liza en con-diciones de funciona miento y uso norma l.Utiliza una solucin de referencia de pHconocido.

2. Calibracin de d os pu nt os. Se realiza si serequiere efectuar mediciones muy preci-sa s. Utiliza d os solucion es de ref erencia depH conocido. Igualmente, si el instrumen-to se utiliza de forma espordica y si elma nten imiento q ue recibe es eventual .

Tabla 2: Descripcin elemento s circuito de cont rol

Al imentacin y rect i f icacin elct r ica Transformador 110 V/12 V AC Disposi t ivo para conver t i r e l vol ta je de red110 V a 1 2 V AC

Seccin de salida Volt m et ro DC de bajo costo Perm ite la lectura en m ilivolt ios. El voltaje le-do es 10 veces el voltaje de la celda, permi-t iendo un a resolucin de 0,1 m il ivolt ios.

La lectura se realiza mediante la utilizacin deelectrodos de carbono/Quinhidrona.

M edicin de pH y m ilivolt ios A mplif icador dual de modo no invert i-do TL081

Resistencia (R1) 9,09 K (ohm ) Circuito m il ivolt ios

Resistencia (R2) 1 K (ohm ) Circuito m il ivolt ios

Resistencia (R3) 560 K (ohm ) Circuito pH

Resistencia variabl e (R4) 10 K (o hm ) Ci rcu it o p H

Resistencia (R5) 30 K (ohm ) Resistencia a t ierra

La ganancia del circuito est gobernada me-diante la siguiente ecuacin:Ganancia = 1+ (R3+ PxR4)/R5+ (1P)xR4.

Di od os rect if ica do res 1 N4 00 2 Dio do pa ra co nt ro la r la f orm a d e la o nd a y g a-rantizar que la m isma es posit iva

Condensadores electrolticos 3 300 mi-crofaradios (fd) (2)

Condensadores para amort iguar el voltaje DCobtenido por los diodos

Reguladores de tres terminales (7812,7912)

Dispositivo para regular el voltaje resultante de lainteraccin entre diod os y condensadores

Condensadores electrolticos de 0,1 mi-crofaradios (fd) (2)

Dispositivos usados para log rar estabilidad en al-ta frecuencia

Lm para de se al 12 V DC Lm para que indica si el equipo est prendido

SISTEM A ELEM ENTO DESCRIPCIN


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Descripcin del procesoFrecuencia: Diaria

1 . Ca l i b r a r e l ana l i z ado r de pH u t i l i zando

un a so l u cin d e pH conoc i do ( ca l i b r a -

ci n de un pun t o ) .

1.1. Conecta r el eq uipo a una to ma elctr icaad ecuada a l volta je del mismo.

1.2. Ajusta r el selecto r de te mperat ura a latemperatura ambiente .

1.3. Ajusta r el metro.

1.4. Retirar los electrodo s del recipient e d e

almacenamiento. Los electrodos debe-rn estar siempre almacenados en unasolucin adecuada. Algunos se mantie-nen en agua dest i lada , pero otros enuna solucin diferente que recomiendael fabricante del electrodo 1. Si por algu-na circunstancia el electrodo se seca, esnecesa rio dejarlo en remojo a l menos 24hora s ant es de volverlo a uti liza r.

1.5. Enjua ga r el electrodo con a g ua d esti la-

da , sob re un vaso de precipita do vaco.

1.6. Secar el electrodo con un elemento q ueabsorba la humedad residual superficial,pero que no impregne el electrodo. Nofrot a r el electrod o. Este procedimiento de-ber realiza rse siempre q ue los electrodo sse u tilicen en varia s solucion es, pa ra dismi-nuir la posibilida d d e conta minacin .

2 . Co l o ca r l o s e l e ct r o do s en l a so l u c in

de ca l i b r ac in .

2.1. Sumergir el electrod o en la solucin deestandar izacin, de forma que la par teinferior del mismo no to q ue el fon do delvaso de precipitados. Esto disminuir elr iesgo de q ue el electrod o se rompa con-tra el fondo del recipiente. Si el ensayorequiere q ue la solucin se mant eng a en

movimiento mediante el uso de un agi-ta dor ma gnt ico , cuida r que la ba rra deagitacin no golpee el electrodo, puespodra romperlo. Una solucin buf fe rseusa como solucin de ca libracin , deb idoa q ue su pH es cono cido y a s se ma nten -dr aun en el caso de que se presenteuna pequea contaminacin. Por lo ge-neral, se utiliza para este propsito unasolucin de p H = 72.

3 . G i r a r e l se l e ct o r de f unc i ones de l a po -

si c in St and by a la po sic in p H.

3.1. Esta accin conecta, en el analizador de

pH, el electrodo a la escala de medida depH pa ra q ue la lectura pued a ser realiza da .

3.2. Ajusta r el metro p a ra leer el pH de la so-lucin de calibra cin , utilizan do el bo t nmarcado Cal 1, de forma que se puedaleer el pH de la solucin de calibra cin .

Por ejemp lo: pH = 7. La a g uja po dra o sci-la r lige rament e en unidad es de 0,1 pH; enpromedio la lectura debera ser de 7. Mi-

rar el metro la escala de lectura de for-ma perpendicular, para evitar o eliminarerrores de paralelaje errores de lecturaproducidos por la sombra de la aguja delmet ro, visible en el espejo de la esca la d electura . El a na liza do r de pH se encuent raentonces listo calibrado, para efectuarlecturas correctas del pH.

3.3. Colocar el selecto r de f uncion es en la po -sicin St and b y.

4 . Med i r e l pH de una so l u c i n

4.1. Ret i rar e l e lectrodo de la solucin decalibracin.

4.2. Enjuag ar el electrod o con a gua destila day secarlo con un elemento secante .

1 Verificar el tipo de solucin buf ferque recomienda el fabricant e del electrodo .2 Verificar el tipo d e de solucin d e calibra cin q ue recomienda el fab ricant e de l electrodo .


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Analizador de pH 3

4.3. Colocar el electrod o e n la solucin de pHdesconocido.

4.4. Girar el selecto r de fun cion es de la posi-cin Sta nd b y a la p osicin pH.

4.5. Lee r el pH de la solucin ba jo a n lisis, enla escala d el metro o la pa nta lla d el a na -lizador de pH. Registrar la lectura obte-nida en la ho ja d e cont rol.

4.6. G ira r de nu evo el selecto r de f uncion es ala posicin St and b y.

Si se req uiere medir el pH de m s de una solu-cin, repetir los procedimientos anteriormen-

te descritos. Cuando son numerosas las solu-ciones a las cuales se les mide el pH, se debeca librar el ana liza do r de pH de fo rma frecuen-te, siguiendo los lineamientos presentados.

5 . Apaga r e l an a l i zado r d e pH .

5.1. Remover el electrodo de la ltima solu-cin ana lizad a .

5.2. Enjua ga r el electrodo con a gua destilad ay secarlo con un elemento secante queno lo impregn e.

5.3. Colocar el electrodo en el recipiente dealmacenamiento .

5.4. Verificar que el selector de funciones es-t en la p osicin St and b y.

5.5. Acciona r el interrupto r de ap ag a do odesconectar el cable de alimentacin, si

carece de este control.

5.6. Limpia r el rea d e tra ba jo.

M ANTENIM IENTO GENERAL DELANALIZADOR DE pH

Los analizadores de pH disponen de dos pro-cedimiento s generales de ma nten imiento : los

dirig idos al cuerpo de l ana liza do r y los dirig i-do s a la sonda det ectora d e pH (electrodo s).

Proced im ien t o s gene r a l e s de man ten i -

m ien t o a l cue r po d e l ana l i zado r de pH

Frecuencia: Cada seis meses

1. Exam ina r el exterior del eq uipo y evaluar sucondicin fsica general. Verificar la limpiezade las cubiertas y el ajuste de las mismas.

2. Prob a r el ca ble de conexin y su sistema dea coples. Comprob a r que se encuentran enbue na s cond iciones y q ue est n limpios.

3. Examinar los controles del equipo. Verifi-car que se encuentran en buen estado yque se pueden accionar sin dificultad.

4. Verif ica r que el metro se encuentra enbuen estado. Para esta verificacin el ins-trumento deb e esta r desconecta do d e la l -nea de alimentacin elctrica. Ajustar laaguja indicadora a cero (0), uti l izando eltornillo de grad uacin q ue g eneralmentese encuentra b a jo el pivote d e la a guja in-dica do ra. Si el eq uipo d ispone de pan ta llaindica do ra, comproba r su funciona mientonormal.

5. Conf i rmar q ue el indicad or de encendidobo mbillo o diodo opere no rmalmente.

6. Verif ica r el esta do d e brazo porta electro-do. Examinar el mecanismo de montaje yf i ja cin del electrod o, a f in de prever q ueel electrod o no se suelte. Comproba r q ueel ajuste de al turas opere correctame nte.

7. Revisa r la s ba te ra s si aplica; ca mb iar sies necesario.

8. Efectuar una prueba de funciona mientomidiendo el pH de una solucin conocida.

9. Inspecciona r la s corrientes de fug a y la co-nexin a t ierra.

MANTENIM IENTO BSICO DEL ELECTRODO

Frecuencia: Cada cuatro meses

El e lec t rodo de tec tor requiere manteni -miento peridico de la solucin conductora,para que pueda obtener lecturas precisas .


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Los procesos recomendados para reponer lasolucin e lectroltica son los siguien te s:

1. Ret ira r el electrod o d et ector de la solucinbuf fe rde a lmacenamiento .

2. Enjuagar el electrodo detector con abun-dante ag ua dest ilada .

3. Retirar la cubierta superior del electrododetector .

4. Llena r el electrod o d ete ctor con una solu-cin saturada de cloruro de potasio (KCl).Uti liza r la jering a o a plica do r que a compa -a la solucin d e KCl. El llenad o se e fecta

a t ravs del conducto q ue protege la ta pasuperior del electrodo. Verificar que lapunta de la jering a n o t oq ue el interior delelectrodo.

5. Envolver una peq uea pa rte de la t ap a su-perior del electrodo para cubrir la apertu-ra superior de l mismo .

6. Usa r la punt a d e la a gu ja d e la jering a pa -ra per forar e l rea de la ta pa q ue cubre la

abertura, a f in de permitir que exista unequilibrio de presiones entre el interior yel exte rior de l electrod o.

7. Enjua ga r el electrodo con ag ua d esti la da .

8. Mantener el electrodo dentro de la solu-cin buf fe rde almacenamiento, siempreq ue no est en uso.

Limp i e za de l e l e ct r o do

La cla se d e limpieza req uerida por el electro-do d epende del t ipo de conta minant e q ue lohaya podido afectar . Se resumen a continua-cin los proced imiento s ms comun es.

9. Limpieza general. Remo ja r el electrod o d epH en un a solucin 0,1 M de cido clorh-drico (HCl) o 0,1 M de HNO3, durante 20minuto s. Enjua ga r con a gua corriente an -tes d e u sa r.

10. Remocin d e depsit os y bacter ias. Remo-jar el electrodo de pH en una disolucin1:10 de blanquedor domstico, durante10 minutos. Enjuagar con agua abundan-te a ntes de usar.

11. Limp ieza de aceit e y grasa. Enjuagar elelectrod o d e pH con un d eterg ente me dioo con meti l alcohol . Enjuagar con aguaantes de usar.

12. Limp ieza de depsit os de p ro t enas. Re-mojar el electrodo de pH en pepsina a l 1 %en cido clorhdrico 0,1 M, durante 5 mi-nuto s. Enjuag ar con a gua a ntes de usa r.

Despus de realizar cualquier operacin delimpieza, es conveniente enjuagar con aguadesionizada y rel lenar el electrodo de refe-rencia a nt es de usar.

Ot r o s cu i d ados

13. No g olpear el electrod o. Da do q ue su es-tructura gen eralmente e s de vidrio y estematerial es muy frgil se rompe antes deque se deforme, es necesario manipular-lo de f orma cuida do sa , evita ndo q ue sufrago lpes, choq ues o cada s.

14. Recorda r que el electrod o es un elemento d econsumo y q ue tiene una vida til limita da .

15. Mient ras no est en uso, ma nte ner elelectrod o d ent ro de la solucin buf fe rdealmacenamiento .


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Analizador de pH 3

DEFINICIONES BSICAS

Buffer. Solucin que ma ntiene un va lor consta n-te y conocido d e pH a una temperat ura d ad a.

pH. Medida de la concentracin del in hi-drgeno (H+ ) dada en moles (M) por litro enuna disolucin. El concepto de pH fue pro-puesto por Srensen y Lindstrm-Lang en1909, con el fin de facilitar el manejo de laexpresin de concentraciones de iones queresultan muy bajas. Se define mediante la si-guiente ecuacin:

pH = Log [H+ ] [H+ ] = 10pH

Es una medida de la acidez de la disolucin.Ejemplo: en e l ag ua la concentra cin de [H+ ] es1,0 x 107 M, siendo en con secuencia el pH = 7.Esto permiti expresar el rango de concen-traciones de 1 a 1014 M, simplemente comode cero (0) a 14. Existen diversos siste ma s pa -ra me dir la a cidez de una solucin. Un a sus-ta ncia es cida cuan do, d isuelta en a gua , lamisma es capaz de producir iones H+ ; unasusta ncia es b sica cua ndo , disuelta en a gu a ,es ca pa z d e prod ucir ion es [OH] (hid r xido s).

Una sustancia cida t iene una mayor canti-da d d e iones [H+ ] q ue la q ue presenta e l aguapura; una sustancia bsica presenta mayorcantida d de iones [OH] q ue los q ue presentael ag ua pura. La concentracin de las susta n-cia s se e xpresa en mo les (M).

En el ag ua pura se sab e q ue la concentra cinde iones [H+ ] y [OH] es de 1,0 x 107 M, po r loq ue la m isma se considera una susta ncia neu-tra . En rea lida d es un electrolito d b il que sedisocia seg n la ecua cin :

H2O [H+ ] [OH]

En t od a disolucin a cuosa existe un e q uilibrioq ue pued e expresarse como:

Si la disolucin es diluida, la concentracindel agua no disociada puede considerarseconsta nte y por el lo,

[H+ ] [OH] = [H2O]K = Ka

Tab la d e so lu cin d e p ro b lem as

El analizador de pH presenta lecturasinestables.

Burbu jas de ai re en e l e lect rodo. Remojar e l e lect rodo para e lim inar las burbu jas.

La resp uest a d el elect ro do es len ta. Elect ro do su cio o g raso so. Lim piar el elect ro do y recalib rar.

La pantal la presenta mensaje de error. Operacin incorrecta o seleccin err-nea del modo d e operacin.

Verificar mo do de operacin seleccionado. Se-leccionar un a operacin vl ida.

Anal izador de pH encendido, pero nohay seal en la pantal la (* ).

Bateras m al instaladas. Verif icar polaridad de las bateras.

Bateras agotadas. Reem plazar bateras.

La pantalla presenta mensaje de cali-bracin o error.

Error de cal ibracin. Recalibrar analizador de pH.

Indicador de bateras centel lea (* ). Bateras agotadas. Reem plazar bateras.

(* ) Causa probable en equipos que funcionan con bateras.

Valor de buffer errneo en la calibracin. Verif icar los valores del buffer uti l izado.

Elect rodo sucio. Lim piar elect rodo y calibrar.

Elect rodo sucio. Lim piar el elect rodo y recalibrar.

Elect rodo roto. Reem plazar el elect rodo.

Elect rodo muy superf icial. Verif icar que la muest ra cubre perfect am ent ela punt a del electrodo.


[H+ ] [OH]= K

H2O


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La nueva constant e Ka se deno mina consta n-te de d isocia cin o prod ucto inico d el ag uay su valor es 1,0x1014, a 25 C.

[H+ ] [OH] = 1,0 x 10-14

X x X = 1,0 x 10-14

X2 = 1,0 x 10-14

X = 1,0 x 10-7

En el ag ua pura las concent racion es de H + y OH

son de 1,0 x 107 M, concentracin que es muypeq uea , si se tiene en cuenta q ue la concentra-cin mo lar del ag ua es de 55,4 mo l/litro .

Disociacin. Fenmeno por el cual se pre-senta un rompimiento de la s molcula s como

resultado de la disolucin de una sustanciaen otra y que produce partculas cargadaselctricamente (iones).

Disolucin. Mezcla homognea de propie-da de s uniforme s de do s o m s susta ncia s. Secara cteriza por n o existir int eraccin q umicaentre los componentes de la mezcla. El com-ponente que existe en mayor proporcin yque generalmente se encuentra en estado l -q uido se deno mina disolventey el que se en-

cuentra en menor cant ida d, soluto.

Electrodo sensitivo a los iones. Dispositivoq ue produce una diferencia d e pot encial que e sproporciona l a la concentracin de un a na lito .

Electrodo calomel. Electrodo de referen-cia q ue se ut i liza , junto con el e lectrod o a c-t ivo , en la d ete rmina cin d el pH de un a so-lucin. Dicho electrodo est construido conbase en mercur io (Hg), una capa de dimer-curio (Hg 2Cl2) y una disolucin de cloruro d e

potasio (KCl) de concentracin 0,1 M. Se re-presenta a s : Cl2[Hg 2Cl2, KCl]Hg.

Electrolito. Soluto s q ue prod ucen solucion esconductoras tales como el NaCl cloruro desodio y el NH4OH.

Gel. Tipo d e me zcla en la cua l un lq uido seencuentra disperso a travs de un slido.Ejemplos: jaleas, gelatinas.

In. Cuand o un to mo neutro gana o pierdeun electrn, forma una partcula a la que seconoce con el nombre de in. Si el tomopierde un electrn, se con vierte e n un in decarga posit iva y se le denomina catin. Si el

tomo gana o captura un electrn, se con-vierte en un in d e carga neg a tiva y se le de-nomina anin.

Mol. Cantidad de cualquier sustancia cuyama sa , expresa da en g ramo s, es numrica men-te igua l a la ma sa at mica de d icha susta ncia.

Molaridad. Como el nmero de moles (M)de una sustan cia en u n litro de solucin . (N-mero d e mo les de soluto en un litro (l) de so-

lucin). El parntesis cuadrado alrededor delsmbolo del in indica que se trata de unaconcentracin molar.

Solucin. Mezcla f sicamente homogneade d os o m s susta ncia s, cuya s pa rtes son muypequeas para diferenciarlas a simple vista oa un con el microscopio. La compo sicin y d e-ms propiedades de la solucin son igualesen t od as sus partes.


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Analizador de pH 3

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Los electrod os de pH idea lment e se compo rtan como un a celda electroq umica y rea cciona n a laconcentra cin de iones [H+ ]. Esto g ene ra un a fuerza electrom ot riz (FEM) q ue, d e a cuerdo con laley de Nernst, se plant ea seg n la sig uiente e cuacin :

Si se t iene en cuenta q ue:

pH = -log a HL donde aes la concentra cin efe ctiva d e ione s (Activida d)

Si n = 1, la ecua ci n en to nces se reescribe a s:

Ees una constant e d epend iente de la tempe ratura . Si se susti tuye Epor ET, la ca libra cin re-sulta m s sencilla. Los electrod os reales no siempre sig uen la pe nd iente d e la ecuacin d e Nernst.Si se introduce el concepto de sensibilidad (s), la ecuacin puede reescribirse as:

Los valores de Ey sse en cuentra n midiend o la FEM en do s solucion es con pH con ocido. Ses lapendiente d e Eversus pH, mient ras q ue Ese en cuentra de la interseccin con el eje y. Cua nd o Ey sson cono cida s, la ecuacin p ued e reescribirse y el pH pued e ca lcula rse a s:

E = E + lna HLRT

nF

A n ex o : Teo ra d el pH

E = E - pHRT

F

E = ET- s pHRT

F

ET- E

RTF

s

pH =


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Bal an zas m ecn icas

Alguna s de las m s com une s son las siguiente s:

1. Balanza de resorte. Su funcionamientoest ba sad o en una propiedad mecnica d elos resortes, que consiste en que la fuerzaque ejerce un resorte es proporcional a laconstante de elasticidad del resorte [k]multiplicada por la elongacin del mismo[x] [F = -kx]. Lo a nt erior implica q ue m ien-tras m s gra nde sea la ma sa [m] q ue se co-loca en el plat illo d e la ba la nza , ma yor serla elongacin, siendo la misma proporcio-na l a la ma sa y a la consta nte del resorte. Lacalibracin de una balanza de resorte de-

pende de la fuerza de gravedad que actasob re el objeto , por lo q ue d eben ca librarseen el lugar de empleo. Se utilizan si no serequiere gran precisin.

2. Balanza de pesa deslizante. Dispon e dedos masas conocidas que se pueden des-pla za r sob re esca la s una con una g radua -cin macro y la otra con una graduacinmicro; al colocar una sustancia de masadescono cida sob re la ba ndeja, se determi-na su peso deslizando las masas sobre lasesca las menciona da s ha sta q ue se obt eng ala po sicin de eq uilibrio. En dicho mo men -to se toma la lectura sumand o las cantida -

des indicadas por la posicin de las masassob re la s esca las mencion a da s.

3. Balanza analtica. Funciona mediante lacomparacin de m asas de peso conocido conla ma sa de una susta ncia de peso d escono ci-do. Est construida con base en una barra opa la nca simtrica q ue se a poya mediant e unsoporte tipo cuchilla en un punto central de-nominado fulcro. En sus extremos existenunos estribos o casquillos que tambin estnsoportados mediante unas cuchillas que lespermiten oscilar suavemente. De all se en-cuentran suspendidos dos platillos. En uno secolocan la s masas o pesas certifica da s y en elot ro a q uella s q ue es necesa rio a na liza r. Tod o

el conjunto dispone de un sistema de ase-guramiento o bloq ueo q ue permite a la pa -lanca principal reposar de forma establecuando no es utilizada o cuando se requie-ren mod ifica r los cont rapesos. Dispone d euna caja externa q ue proteg e la b alanza d elas interferencias, como corrientes de aire,q ue pudieran presenta rse en el luga r dond ese encuentra insta la da . En la actualida d, seconsidera q ue una ba lan za a na ltica es aq ue-lla q ue pued e pesar diez milsima s de g ramo

(0,0001 g) o cien milsimas de g ramo (0,00001 g);tienen una capacidad que alcanza general-mente hasta los 200 gramos.

I l u s t r ac in 7 :Balanza de resor t e

BandejaEsca la m a cro

Pesa deslizante micro

Escala micro

Pesa deslizante ma cro

I lustracin 8:Balanza de pesa deslizante

I lustracin 9:Balanza analt ica


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Balanzas 4

Para utilizarlas se req uiere d ispon er de u njuego de masas certificadas, el cual dispo-ne de piezas con masa de diversa magni-tud . El jueg o est por lo g eneral compues-to por las siguiente s pieza s:

4. Balanza de plato superior. Este tipo deba la nza dispone d e un pla ti llo de carg a co-

locado en la parte superior, el cual es so-por tado por una columna q ue se ma nt ieneen po sicin vertica l po r dos pares de g uasq ue t ienen a coples flexibles. El efecto de lafuerza, prod ucido por la ma sa, e s tra nsmi-tido desde a lgn pun to d e la columna ver-tical o bien directamente o mediante al-gn mecanismo a la celda d e carga . La exi-gencia de este tipo de mecanismo consisteen mantener el paralel ismo de las guasco n un a e xa ct it ud de h a st a 1 m. Las

desviaciones de paralel ismo causan unerror conocido como de carga lateral quese presenta cuando la m a sa q ue est sien-do pesada muestra diferencias, si la lectu-ra se toma en el centro del plati l lo o enuno de sus extremos. El esque ma q ue se in-cluye a cont inuacin e xplica el principio d eoperacin, el cua l algunos fa bricantes ha nintroducido a las balanzas electrnicas.

5. Balanza de sustitucin. Es una balanzade plat illo nico. Se coloca sob re el plat illode pesaje una masa desconocida que seequilibra al retirar, del lado del contrape-so, ma sa s de ma gn itud conocida , uti liza n-do un sistema mecnico d e leva s ha sta q uese alcance una posicin de equilibrio. Elfulcro gen eralmente est d escentra do conrela cin a la long itud d e la viga de carga ycolocado cerca del frente de la balanza.Cua ndo se coloca un a ma sa sob re el plat i-llo d e pesaje y se l ibera la ba la nza del me-canismo de bloqueo, el movimiento de laviga de carg a se proyecta median te un sis-tema pt ico a una pantal la local izada enla p arte f ronta l del instrumento .

Verificacin de operacin

A continuacin, se describe el procedimientoutilizado para verificar el funcionamiento deuna balanza mecnica tpica. La descripcin del

proceso se ba sa en la ba lan za de sustitucin.

1. Verifica r que la b a la nza est nivelada . La n i-velacin se logra mediante mecanismos deajuste rosca do , ubica dos en la b a se de la ba -lanza. El nivel se logra centrando una burbu-ja sobre una escala visible en la parte frontalde la b ase de la b alanza.

2. Comproba r el punt o cero. Colocar en cero loscontroles y liberar la balanza. Si la escala de

lectura no se mantiene en cero, es necesario

Tipo de ma sa

Piezas simp les

Capacidad2

1 g, 2 g, 5 g, 1 0 g , 2 0 g , 5 0 g ,100 g , 200 g y 500 g

Pi eza s f ra cci on al es 2 m g, 5 mg , 1 0 m g , 2 0 m g , 5 0 m g ,100 mg, 200 mg y 500 mg

2 M anu al of Basic Techn iqu es fo r a Health Labor ato ry, Gen eve, World Health Orga nizat ion, 2nd. Edition, 2003.

I lustr acin 10:Balanza de plato superior

I lustr acin 11:Balanza de sust it ucin


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a justar el meca nismo d e a juste de cero que esun t ornillo estriado ubica do en po sicin ho ri-zontal cerca al fulcro. Para esto es necesariobloquear la balanza y ajustar suavemente elcita do mecan ismo . El proceso cont ina ha staq ue el cero a juste correcta ment e en la esca lade lectura.

3. Verificar y a justa r la sensibilida d. Esta se rea jus-ta siempre que se haya efectuado algn ajus-te interno. Se efecta con una pesa pa trn co-nocida y se procede siguiendo estos pasos:

a) Bloq uear la ba lanza .b) Colocar un pe so pa trn en el plat illo, eq ui-valente al rang o d e la esca la pt ica.

c) Coloca r la gra dua cin d e la dcad a de pe-so inferior en uno (1).d) Liberar la balanza.e) Ajustar el punto cero.f) Colocar nuevamen te la g radua cin d e la d-cada de peso inferior en cero (0). La balanzadeber marca r 100. Si la escala ma rca menoso ms que 100, se debe ajustar el control desensibilidad . Esto supone bloq uea r la ba lan-za, levantar la cubierta superior y girar el tor-nillo de sensibilida d: si la esca la m a rca m s de

100, gira r el to rnillo en el sent ido de la s a guja sdel reloj, es decir, hacia abajo. Si la escala mar-ca menos de 100, es necesario desenroscar eltornillo. Luego se repite el proceso hasta queq uede a justa da la b a la nza (ajusta r en cero y lasensibilidad).

4. Confirmar el freno del platillo. Este se en-cuentra montado sobre un eje roscado que,cuando est bloqueada la balanza, toca elplat illo pa ra e vita r que o scile. En caso d e de-sajuste se debe rotar suavemente el eje, has-

ta que la distancia entre el freno y el platillosea cero cuand o la ba lanza est bloq ueada .

Mantenimiento de la balanza mecnica

El mantenimiento de las balanzas mecnicas es-t limita do a las siguientes rutina s:

Frecuencia: Diaria1. Verifica r el nivel.

2. Verifica r la g rad ua cin d e cero.

3. Verifica r el a juste d e sensibilida d.4. Limpiar el plat illo de pe sa je.

Frecuencia: Anual1. Ca librar la ba lanza y document a r el proceso.2. Desensamb lar y limpia r los com pon ent es in-

ternos. Se debe seguir el proceso definidopor el fab ricante, o cont rata rse una firma es-pecia liza da para el efecto.

Balanzas elect rni cas

Las balanzas electrnicas involucran tres ele-mentos bsicos3:

1. El ob jeto a ser pesa do q ue se coloca sobre elplat illo d e pesaje ejerce una presin q ue estdistribuida de forma a lea toria sobre la super-ficie del platillo. De all, mediante un meca-nismo de transferencia palancas, apoyos,guas, se concentra la carga del peso enuna fuerza simple [F] q ue pue de ser medida .

[F = Pa] La integral de la presin sobre elrea permite calcular la fuerza.

2. Un transductor de medida, conocido con el

nombre de celda de carga, produce una sea lde salida proporciona l a la fuerza de carga , enforma de cambios en el volta je o d e frecuencia .

3. Un circuito electrn ico a n logo d ig ital que fi-nalmente presenta el resultado del pesaje enforma digital.

I lustracin 12:Element os de las balanzaselectrnicas

3 Kuppe r, W., Balances and W eigh ing, Mett ler Instrument Corp., Princeto n-High tstow n, NJ.


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Balanzas 4

Las balanzas de laboratorio operan de acuerdo alprincipio de compensacin de fuerza electromag-ntica, aplicab le a desplazamientos o torques don-de se comb ina la exactitud de los componentes me-cnicos con los sistemas automticos de lectura.

Funcionamiento. Las partes mviles (platillode pe sa je, columna de sopo rte [a ], bo bina , ind i-cado r de po sicin y carga [G] ob jeto en proce-so de pesaje) son ma nt enida s en eq uilibrio enflotacin por una fuerza de compensacin [F]q ue es igua l a l peso. La f uerza d e com pensacines genera da por el flujo d e una corrient e elctri-ca, a travs de una bo bina ub ica da en el espaciode aire existent e en un electroimn mag neto cilndrico. La fuerza F es calculada mediante la

ecua cin [F = I x l x B], donde: I = corrienteelctrica, l = long itud t ot a l del alambre de labobina y B = intensidad de f lujo magnticoen el espa cio d e a ire de l electroim n.

Con cualquier camb io en la ca rga peso/ma sa ,el sistema mvil mecnico responde, despla-zndose verticalmente una fraccin de distan-cia, d etecta da por un fot osensor [e], q ue comoresultado enva una seal elctrica al servoam-plificador [f] que cambia el flujo de corriente

elctrica que pasa por la bobina del magneto[c], de forma que el sistema mvil retorne a laposicin de equilibrio al ajustarse el flujo mag-nt ico en el electroim n. En consecuencia , el pe-so d e la ma sa G se puede med ir de fo rma indi-recta , a pa rtir del flujo d e corriente elctrica q uepa sa po r el circuito midiend o e l volta je [V], a t ra-vs de una resisten cia de precisin [R]. [V = I x R].A la fecha han sido desarrollados muchos siste-mas que utilizan la electrnica para efectuarmediciones muy exactas de masa y peso. El es-q uema q ue se presenta a cont inua cin explica la

forma en q ue funciona la b alanz a electrnica .

Sis tem a d e p ro cesam ien t o de la seal

El sistema de procesamiento de la seal estcompuesto por el circuito que transforma laseal elctrica, emitida por el transductor demedida en datos numricos que pueden serledo s en una pa nta lla. El proceso d e la sea lcomprend e las siguiente s funcion es:

1. Tara. Se utiliza para colocar en cero el va-lor de la lectura, con cualq uier ca rga den-tro del rango de capacidad de la balanza .Se cont rola con un bo t n ubica do g eneral-mente en el f rente de la b alanza .

2. Cont rol para ajuste

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