Laboratorio Clínico y Biomédico - Análisis Bioquímico

Laboratorio Clínico y Biomédico - Análisis Bioquímico

• La bioquímica clínica estudia los procesos metabólicos y moleculares en el organismo, tanto en salud como enfermedad.
• Utiliza muestras biológicas (sangre, orina, etc.) y métodos químicos y bioquímicos para determinar magnitudes bioquímicas.
• Las magnitudes bioquímicas sirven para conocer el estado clínico del paciente. Un ejemplo es la glucosa (Glu: 60-120 mg/dL), valores fuera de este rango pueden indicar diabetes gestacional o problemas terapéuticos.
• Antes de estudiar las técnicas instrumentales, es preciso conocer los principios básicos de las técnicas utilizadas en bioquímica clínica.

Técnicas Espectrométricas

• Las radiaciones electromagnéticas son una forma de energía que se caracteriza por la longitud de onda (λ) y la frecuencia (v). Las radiaciones se describen como partículas (fotones) y ondas, que se propagan a 3·10⁸ m/s. La amplitud (A) y la frecuencia (v) de las ondas son inversamente proporcionales a la longitud de onda (λ).
• Son usadas en técnicas espectrométricas para obtener información cualitativa (qué analito hay presente) y cuantitativa (cantidad del analito presente). Se utilizan las radiaciones electromagnéticas visible (VIS), ultravioleta (UV) e infrarroja (IR).
• En la interacción radiación-muestra hay: absorción, transmisión, dispersión y reflexión.

Instrumentación: Espectrofotómetro

• Los espectrofotómetros son instrumentos que miden la interacción de la luz con la materia (absorción, emisión, dispersión, etc.). Independientemente del tipo de proceso, los componentes fundamentales son una fuente de luz, una muestra, elementos ópticos (espejos, lentes, rendijas, selector de longitudes de onda) y un detector.
• Se encuentra en distintas configuraciones (un solo haz o doble haz), dependiendo de si se precisa un blanco para cada lectura comparativo de la muestra.

Fuente de Radiación

• El tipo de fuente de radiación dependerá de la técnica que se esté realizando y el rango de longitud de onda a trabajar. Las fuentes de radiación pueden ser continuas (proporcionan un espectro continuo) o de líneas (proporcionan un espectro de líneas). Ejemplos incluyen lámparas de arco Xe, lámparas de H₂ y D₂, lámparas de tungsteno (W) / Tungsteno halógeno, lámpara de cátodo hueco (UV-VIS, depende del material del cátodo, etc)., láser.

El Monocromador

• El monocromador selecciona una determinada longitud de onda, separando la luz policromática incidente de la fuente. Puede estar conformado por un prisma o una red de difracción. El ancho de banda que selecciona el monocromador afecta a la pureza de la longitud de onda para la muestra.
• Existe la posibilidad de usar filtros (absorción, interferencia) como un selector de longitudes de onda.

La Cubeta

• Es donde se coloca la muestra para su medición.
• Los materiales de fabricación varían según los rangos de longitudes de onda a trabajar (ej. vidrio o cuarzo si se quiere trabajar con longitudes de onda visible; cuarzo si se trabaja con longitudes de onda UV).
• Las dimensiones y forma (rectangulares) son variables. Es importante que las paredes internas sean transparentes para minimizar la dispersión de la luz y errores en las lecturas.

El Detector

• Se basa en el efecto fotoeléctrico. La luz impacta sobre el material, liberando electrones que producen una señal eléctrica proporcional a la luz incidente. Existen distintos tipos de detectores: fototubos, fototubos multiplicadores, fotodiodos y detectores de carga acoplada (CCD).

Sistema de Registro y Lectura

• Es el sistema electrónico que permite registrar los datos obtenidos del detector. En general, la señal eléctrica se transforma en una señal digital, se amplifica y se procesa para obtener la concentración del analito. Se utiliza un software que interpreta los resultados, realiza los cálculos necesarios (con base en patrones o curvas de calibración) para obtener la concentración final.

Tipos de Espectrofotómetros

• Espectrofotómetros de haz simple: es el más común y el que se ha estudiado.
• Espectrofotómetros de doble haz: divide el haz de luz en dos haces para medir el blanco y la muestra simultáneamente.

Espectrometría de Absorción Molecular

• Se basa en la disminución de la intensidad de un haz de luz al pasar a través de una muestra. Esto ocurre cuando moléculas absorben luz en un rango especifico de longitud de onda. El espectro de absorción es específico de cada sustancia.
• La ley de Lambert-Beer relaciona la absorbancia con la concentración y la longitud de la trayectoria de la luz. (A = εbc) Donde A es la absorbancia; ε el coeficiente de extinción molar, b la longitud del camino y c la concentración. Determinar el espectro de absorción es posible también para distintos tipos de mediciones: cinéticas (proceso a través del tiempo), enzimáticas (utilizando reacciones enzimáticas para obtener el analito).
• Curvas de calibrado: son necesarias para determinar la concentración de una molécula desconocida. Se realizan con patrones de concentraciones conocidas y se grafican. El espectro de absorción se puede usar también para fines cualitativos (identificar sustancias) y cuantitativos (medida de la cantidad).
• Desviaciones instrumentales: pueden resultar de variaciones en la luz incidente (no monocromática), errores en las rendijas, impurezas en la cubeta o en el detector. Desviaciones químicas también pueden ocurrir a causa del pH de la solución, sustancias interferentes, o reacciones químicas (cromógenos).

Espectrometría de Absorción Atómica

• Se utiliza para determinar la cantidad de elementos en concentraciones muy bajas (ppm, ppb, etc.). Usa una llama o un horno de grafito para atomizar un elemento. Los átomos excitados emiten luz (líneas espectrales) que se miden y relacionan con la concentración del elemento. Se usan lámparas de cátodo hueco para la atomización.

Espectrometría de Emisión Atómica

• Determina la cantidad de un elemento que emiten líneas característicos en forma de luz. Se utilizan lámparas de cátodo hueco o electrodos para la excitación de los elementos.

Espectrometría de Luminiscencia

• Estudia la luz emitida por sustancias excitadas que no implica una gran temperatura. Se estudia mediante la excitación de la muestra mediante fotones y se produce fluorescencia (breve periodo de tiempo) o fosforescencia (tiempo más prolongado), Esta radiación emitida se diferencia de otras técnicas debido a que la excitación no implica una alta temperatura. Existe también quimioluminiscencia, cuyo principio se basa en una reacción química para generar la excitación de la molécula.

Espectrometría de Dispersión de la Radiación

• Estudia la dispersión (cambio de dirección) de la luz al atravesar una muestra. Se aplica la técnica turbidimetría o nefelometría.

Refractometría de Líquidos

• Se determina el índice de refracción de distintas muestras. La luz cambia su trayectoria cuando atraviesa un material diferente al medio original. El índice de refracción de un medio se define como la relación entre la velocidad de la luz en el vacío y la velocidad de la luz en el medio.
• Utilizando la ley de Snell es posible calcular el índice de refracción relativo entre dos medios materiales distinto. El índice de refracción puede ser una característica física de una muestra, por lo que se usa como método de identificación de sustancias. Esto varía en función de la concentración.

Fotometría de Reflectancia. Química Seca

• Método que mide la intensidad de luz reflejada enuna muestra sólida en vez de la transmitida. Las tiras reactivas se usan en métodos POCT u otras técnicas similares.

Este cuestionario explora los fundamentos de la bioquímica clínica, centrándose en los procesos metabólicos y moleculares del organismo. Aprenderás sobre la importancia de las muestras biológicas y las técnicas utilizadas para determinar el estado clínico de los pacientes. También se abordan principios de técnicas instrumentales, incluyendo técnicas espectrométricas.