431 [1024x768]

Biologiczne aspekty pomiarów elektrochemicznych

Żyjący organizm czerpie swoją energię życiową, konieczną dla dokonywania przemian chemicznych, mechanicznych, elektrycznych i osmotycznych z procesów spalania wysokoenergetycznych związków bogatych w węgiel i wodór. Część tej energii może zostać zmagazynowana pod postacią wysokoenergetycznych wiązań chemicznych, ogniw stężeniowych oraz spolaryzowanych membran.

Z termodynamicznego punktu widzenia w żywym organizmie istnieją przynajmniej dwa urządzenia realizujące zasadę odwracalnego „silnika chemicznego”; są nimi membrana pólprzepuszczalna oraz ogniwa chemiczne.

Typowym przykładem takiego odwracalnego „silnika chemicznego” w organizmie jest żywa komórka, w której rolę paliwa spełniają elektrony bądź też wodór konsumowany przez tlen. Wnętrze komórki wykazuje różnicę potencjałów w stosunku do płynu pozakomórkowego, zaś ścianki komórki są naładowane, przy czym stan ich polaryzacji jest utrzymywany przez obecność podwójnej warstwy elektrycznej.

Fakt występowania w rozważanych układach biologicznych różnic potencjałów, podwójnej warstwy elektrycznej, a zwłaszcza elektrolityczne środowisko tych procesów, pozwalają na zastosowanie do ich badań metod elektrochemicznych. Można przeprowadzać pomiary potencjałów oksyda-cyjno-redukcyjnych biologicznie ważnych układów chemicznych oraz żywych komórek i tkanek, pomiary pH i rH (rH = -logp_Hł), ciśnienia tlenu i dwutlenku węgla, potencjałów membranowych, itp. Jednakże złożoność układu, jakim z termodynamicznego punktu widzenia jest organizm żyjący, stwarza szczególne wymagania w stosunku do stosowanych pomiarów elektrod oraz aparatur)’ elektronicznej.