Введение

Электрод Кларка – это электрод, который измеряет парциальное давление кислорода в жидкости, используя каталитическую платиновую поверхность согласно следующей реакции:

O2 + 4 e− + 4 H+ → 2 H2O.
Он превосходит незащищенный платиновый электрод за счет использования мембраны, которая снижает обрастание и осаждение металла на платину.

История

Лиланд Кларк (профессор химии, Антиохийский колледж, Йеллоу-Спрингс, штат Огайо, и Исследовательский институт Фелса, Йеллоу-Спрингс, штат Огайо) разработал первый пузырьковый оксигенатор для использования в кардиохирургии. Однако, когда он представил результаты к публикации, редактор отклонил его статью, поскольку не удавалось измерить парциальное давление кислорода в крови, выходящей из устройства. Это побудило Кларка разработать кислородный электрод. Электрод, при имплантации in vivo, восстанавливает кислород и, следовательно, требует перемешивания для поддержания равновесия с окружающей средой. Северингхаус усовершенствовал конструкцию, добавив перемешиваемую кювету в термостат. Расхождение между измеренным парциальным давлением кислорода (pO2) в образцах крови и газовых смесях с одинаковым pO2 означало, что модифицированный электрод требовал калибровки; в результате к водяному термостату был добавлен микротонометр. Этот датчик использовал один кислородный электрод Кларка в сочетании с встречным электродом. Как и в электроде Кларка, пермселективная мембрана покрывает Pt-электрод. Однако теперь мембрана пропитана иммобилизованной глюкозооксидазой (GOx). GOx потребляет часть кислорода по мере его диффузии к Pt-электроду, включая его в H2O2 и глюконовую кислоту. Скорость реакционного тока ограничивается диффузией как глюкозы, так и кислорода. Эта диффузия может быть хорошо охарактеризована для мембраны как для кислорода, так и для глюкозы, оставляя единственной переменной концентрации кислорода и глюкозы со стороны аналита глюкозной мембраны, что и является измеряемой величиной.