אלקטרודת PH-מדריך לאלקטרודת חומציות PH TRIS

מדידת pH היא אחת הבדיקות הנפוצות והחשובות ביותר במעבדות, בתעשייה ובמחקר. כדי לבצע אותה נכון, נדרשת לעיתים התאמה ספציפית של האלקטרודה למדגם הנבדק. אחת הדוגמאות הבולטות לכך היא מדידה של תמיסות המכילות בופר (מערכת בקרה לחומציות) מסוג TRIS (קיצור של Tris(hydroxymethyl)aminomethane).

מה הופך את אלקטרודת חומציות לבעייתי עבור אלקטרודות רגילות?

אלקטרודת חומציות TRIS הוא בופר נפוץ מאוד במחקר ביולוגי וביוכימי, במיוחד בגלל טווח ה-pH הפיזיולוגי בו הוא יעיל. עם זאת, יש לו תכונות כימיות ייחודיות שעלולות לשבש את פעולתן של אלקטרודות pH סטנדרטיות:

1. אינטראקציה עם אלקטרוליט הייחוס: אלקטרודות pH סטנדרטיות מכילות לרוב אלקטרוליט ייחוס של תמיסת אשלגן כלורי (KCl) וגשר מלח (junction) המקשר בינה לבין התמיסה הנמדדת. יוני ה-TRIS (שהם אמינים) יכולים לחדור דרך גשר המלח והמסה ולהתגבשות על אלקטרודת הייחוס, ובמיוחד אם היא מכילה כסף (Ag/AgCl), ליצור איתה קומפלקס יציב. התוצאה היא שיבוש בפוטנציאל הייחוס של האלקטרודה, מה שמוביל לקריאות pH לא מדויקות.

יוני ה-TRIS (שהם אמינים) מגיבים עם יוני כסף (Ag+) ליצירת קומפלקס מסיס. תהליך זה גורם להמסת כלוריד הכסף (AgCl) שנמצא באלקטרודת הייחוס, מה שמוריד את ריכוז יוני הכלוריד ומשבש את פוטנציאל

1. פוטנציאל צומת (Junction Potential): השוני בגודל ובמטען של יוני ה-TRIS לעומת יוני האשלגן והכלור בתוך גשר המלחיוצר פוטנציאל חשמלי נוסף ולא רצוי המכונה "פוטנציאל צומת". פוטנציאל זה משתנה עם ריכוז ה-TRIS בתמיסה ומוביל לשגיאות מדידה משמעותיות.

הפתרון: אלקטרודת pH TRIS

כדי להתמודד עם הבעיות הללו, פותחו אלקטרודות pH ייעודיות המתאימות למדידת תמיסות TRIS. התכונות העיקריות של אלקטרודות אלו הן:

• מבנה כפול (Double Junction): אלקטרודה במבנה זה כוללת שני גשרי מלח (צמתים). הגשר הפנימי מפריד בין אלקטרודת הייחוס לתמיסת הייחוס החיצונית, והגשר החיצוני מפריד בין תמיסת הייחוס החיצונית למדגם ה-TRIS. באופן זה, מונעים מה-TRIS לחדור לאלקטרודת הייחוס עצמה ולשבש את הקריאה.
• אלקטרוליט ייחוס מתאים: באלקטרודות אלה נעשה לעיתים שימוש בתמיסות מילוי ללא כסף או בתמיסות מיוחדות, שמונעות את התגובה עם יוני ה-TRIS.
• גשר מלח משופר: באלקטרודות המותאמות ל-TRIS לעיתים משתמשים בסוגים מסוימים של גשרי מלח קרמיים או אחרים, שמקטינים את פוטנציאל הצומת ומאטים את קצב חדירת יוני ה-TRIS.

המלצות למדידת pH בתמיסות TRIS

1. שימוש באלקטרודה מתאימה: יש לוודא שהאלקטרודה המשמשת למדידה היא מסוג "Double Junction" או מוגדרת במפורש כמתאימה לתמיסות TRIS.
2. כיול נכון: יש לבצע כיול של האלקטרודה באמצעות בופרים תקניים לפני כל סדרת מדידות.

מומלץ לבצע כיול גם באמצעות בופר המכיל TRIS, כדי להשיג את הדיוק המרבי במדידות

1. תחזוקה ואחסון: לאחר השימוש, חשוב לשטוף היטב את האלקטרודה במים מזוקקים ולאחסן אותה בתמיסת אחסון ייעודית (ולא במים מזוקקים). חשוב להדגיש  שאסור לאחסן את האלקטרודה במים מזוקקים, כיוון שזה עלול לגרום לדליפת אלקטרוליט ולפגוע באלקטרודה לאורך זמן.

לסיכום, מדידת pH בתמיסות TRIS היא אתגר ייחודי המצריך התייחסות מיוחדת. שימוש באלקטרודת pH TRIS, המתוכננת להתמודד עם המאפיינים הכימיים של הבופר, מאפשר להשיג קריאות מדויקות ואמינות לאורך זמן ולמנוע את שקיעת האלקטרוליט הייחוס.