Creation date in repository: 2018-10-01

Abstract: Actualmente los pacientes tratados con sales de litio sufren el riesgo de un tratamiento inefectivo debido al estrecho rango terapéutico de esta sustancia (0,7-1,5mm). Las sales de litio, principalmente el carbonato de litio, son ampliamente usadas en el tratamiento de desórdenes psicológicos como la bipolaridad gracias a ser estabilizadoras del estado de ánimo. La monitorización de la concentración de litio en sangre se realiza con instrumentación compleja y poco asequible. Los avances científicos en miniaturización permiten conseguir un dispositivo que permita el análisis de litio en sangre con elevada precisión, asequible y de pequeño tamaño. En este trabajo se diseña, fabrica y evalúa un dispositivo analítico potenciométrico basado en la técnica de análisis por inyección en flujo (FIA). Se utiliza la tecnología del copolímero de olefina cíclica (COC) y se incorpora un electrodo selectivo de ion (ESI) específico para litio. Se prueban varias disoluciones acondicionadoras que permitan conseguir las condiciones de trabajo adecuadas. De las cuatro disoluciones utilizadas (agua MiliQ, cloruro de sodio, cloruro de magnesio e hidrógeno carbonato de sodio), el hidrógeno carbonato permite llegar a un compromiso entre todos los parámetros evaluados. Además, combinado con un caudal de 1,91ml/min y un volumen de inyección de 225μl se consigue la linealidad en el rango terapéutico. De este modo se optimiza el tiempo de análisis, el consumo de reactivos y muestra y la calidad de los resultados obtenidos. La problemática de la interferencia del sodio se puede solucionar con el cálculo del coeficiente de selectividad y la ecuación para medir litio con la corrección de la interferencia de sodio. Este dispositivo presenta las características para determinar con precisión la concentración de litio en sangre, puesto que el estudio con muestras sintéticas y reales no muestra diferencias significativas entre el valor obtenido durante el análisis y el presente en la muestra. Currently patients treated with lithium salts must deal with the problem of an ineffective treatment due to the narrow therapeutic range of this substance (0.7-1.5mm). Lithium salts, mainly lithium carbonate, are widely used in the treatment of psychological disorders such as bipolarity due to being mood stabilizers. The monitoring of the concentration of lithium in blood is carried out with complex and not very accessible instrumentation. The scientific advances in miniaturization allow to obtain a device that allows the analysis of lithium in blood with high precision, affordable and of small size. In this work, a potentiometric analytical device based on the technique of flow injection analysis (FIA) is designed, manufactured and evaluated. The technology of the cyclic olefin copolymer (COC) is used and a specific ion electrode (ESI) is incorporated for lithium. Various conditioning solutions are tested to achieve the right working conditions. Of the four solutions used (MiliQ water, sodium chloride, magnesium chloride and sodium hydrogen carbonate), hydrogen carbonate makes it possible to reach a compromise between all the parameters evaluated. In addition, combined with a flow rate of 1,91ml/min and an injection volume of 225μl, linearity is achieved in the therapeutic range. This optimizes the analysis time, the consumption of reagents and sample and the quality of the results obtained. The problem of the sodium interference can be solved with the calculation of the selectivity coefficient and the equation to measure lithium with the correction of sodium interference. This device presents the characteristics to accurately determine the concentration of lithium in blood, since the study with synthetic and real samples does not show significant differences between the value obtained during the analysis and the present in the sample. Actualment els pacients tractats amb sals de liti pateixen el risc d’un tractament inefectiu degut a l’estret rang terapèutic d’aquesta substància (0,7-1,5mM). Les sals de liti, principalment el carbonat de liti, són àmpliament usades en el tractament de desordres psicològics com la bipolaritat gràcies a ser estabilitzadores de l’estat d’ànim. La monitorització de la concentració de liti en sang es realitza amb instrumentació complexa i poc assequible. Els avenços científics en miniaturització permeten aconseguir un dispositiu que permeti l’anàlisi de liti en sang amb elevada precisió, assequible i de petit tamany. En aquest treball es dissenya, fabrica i avalua un dispositiu analític potenciomètric basat en la tècnica d’anàlisis per injecció en flux (FIA). S’utilitza la tecnologia del copolímer d’olefina cíclica (COC) i s’incorpora un elèctrode selectiu d’ió (ESI) específic per a liti. Es proven diverses dissolucions acondicionadores que permetin aconseguir les condicions de treball adequades. De les quatre dissolucions utilitzades (aigua MiliQ, clorur de sodi, clorur de magnesi i hidrogen carbonat de sodi), l’hidrogen carbonat permet arribar a un compromís entre tots els paràmetres avaluats. A més a més, combinat amb un cabal de 1,91ml/min i un volum d’injecció de 225μl s’aconsegueix la linealitat en el rang terapèutic. D’aquesta manera s’optimitza el temps d’anàlisi, el consum de reactius i mostra i la qualitat dels resultats obtinguts. La problemàtica de la interferència del sodi es pot veure solucionada amb el càlcul del coeficient de selectivitat i l’equació per mesurar liti amb la correcció de la interferència de sodi. Aquest dispositiu presenta les característiques per a determinar amb precisió la concentració de liti en sang, ja que l’estudi amb mostres sintètiques i reals no dona diferencies significatives entre el valor obtingut durant l’anàlisi i el present en la mostra.

Subject: Bioquímica i biotecnologia

Language: cat

Work's codirector: Calvo López, Antonio

Subject areas: Bioquímica y biotecnología Biochemistry and biotechnology Bioquímica i biotecnologia

Department: Bioquímica i Biotecnologia

Student: De La Torre Montaña, Ainhoa

Academic year: 2017-2018

Title in different languages: Disseny, fabricació i avaluació d'un sensor per a determinació de liti en sang Design, fabrication and evaluation of a sensor for the determination of lithium in blood Diseño, fabricación y evaluación de un sensor para determinación de litio en sangre

Work's public defense date: 2018-06-27

Access rights: info:eu-repo/semantics/openAccess

Keywords: sensor, litio, optimitzación sensor, lithium, optimization sensor, liti, optimització

Confidenciality: No

TFG credits: 9

Title in original language: Disseny, fabricació i avaluació d'un sensor per a determinació de liti en sang

Project director: Constantí Garriga, Magdalena

Education area(s): Biotecnologia

Entity: Universitat Rovira i Virgili (URV)