Abbott i-STAT 1 System Manual - page 313

Art: 714382-00D 

Rev. Date: 02/20/06 

20-3

Sensors

The  general  term  “sensor”  is  used  to  refer  to  the  three  types  of  electrodes 

incorporated into the cartridges:

•  Potentiometric

•  Amperometric

•  Conductometric

Sensors  are  thin  film  electrodes  microfabricated  onto  silicon  chips.    Sensing 

functionality is imparted to each electrode by a number of chemically sensitive 

films coated over the active region of the electrodes.

Potentiometric 

Sensors

Potentiometry  is  the  measurement  of  the  difference  in  potential  that  exists 

between  an  indicator  electrode  and  a  reference  electrode.    Ion-selective 

electrodes (ISE) are examples of potentiometric sensors.  The indicator electrode 

is designed to be sensitive to a particular ion in a solution.  In cases where other 

ions are sensed by the system, selectivity coefficients can be used to correct for 

this  interference.    An  enzyme  can  be  added  to  an  ISE  to  produce  ions  from 

analytes of interest that are not themselves ions.

The Nernst Equation

The  Nernst  equation  relates  the  measured  potential  to  the  activity  of  the  ion 

being measured.

E = E° + RT/nF ln a

Where  E  is  the  potential,  E°  is  a  constant  dependent  on  the  electrode/sensor 

system,  R  is  the  gas  constant,  T  is  the  absolute  temperature,  F  is  Faraday’s 

constant,  (n)  is  the  valance  (positive  or  negative  charge)  for  the  ion  being 

measured, and (a) is the activity of that ion.

The Nernst equation can be rewritten as:

E = E° + S log a

ELECTROCHEMICAL MEASUREMENTS

Method

Measurements are performed on undiluted specimens.  Undiluted methods are 

also called direct methods, while methods requiring dilution of the sample are 

called indirect methods.

Indirect  methods  measure  the  total  molar  concentration  of  analyte  per 

unit  volume  of  plasma.    Direct  methods  measure  the  total  molar  activity  of 

analyte  (apparent  or  free  ion  activity)  per  unit  volume  of  plasma  water.    It  is 

understood that the direct method result is the clinically significant result for 

electrolytes.  When there is disagreement between the methods, such as when 

the patient has abnormal total protein or lipid levels, it is due to interference 

on the indirect method. 

At  normal  levels  of  protein  and  lipids  the  systematic  offset  between  methods 

is often corrected for in commercial direct measuring instruments so that the 

normal ranges for all instruments are in agreement.  Sensor outputs have been 

set so that normal ranges are in agreement with indirect reference methods at 

normal levels of total protein and lipids.