อิ เล็กโทรดคลาร์ก^{[ 1 ] [ 2 ]}เป็นอิเล็กโทรดที่วัดความดันย่อยของออกซิเจน ในบรรยากาศ ในของเหลวโดยใช้ พื้นผิว แพลทินัมเร่งปฏิกิริยาตามปฏิกิริยาสุทธิ: ^{[ 3 ]}

O ₂ + 4 e ⁻ + 4 H ⁺ → 2 H ₂ O

ปรับปรุงจากอิเล็กโทรดแพลทินัม เปล่า โดยใช้เยื่อกึ่งซึมผ่านได้เพื่อลดการอุดตันและการชุบโลหะบนแพลทินัม^{[ 4 ]}

Leland Clark (ศาสตราจารย์ด้านเคมีวิทยาลัย AntiochเมืองYellow Springs รัฐโอไฮโอและสถาบันวิจัย Fels เมือง Yellow Springs รัฐโอไฮโอ) ได้พัฒนาเครื่องเติมออกซิเจนแบบฟองอากาศเครื่องแรกสำหรับใช้ในการผ่าตัดหัวใจอย่างไรก็ตาม เมื่อเขาต้องการตีพิมพ์ผลงาน บทความของเขากลับถูกบรรณาธิการปฏิเสธ เนื่องจากไม่สามารถวัดความดันออกซิเจนในเลือดที่ไหลออกมาจากอุปกรณ์ได้ ซึ่งทำให้ Clark พัฒนาอิเล็กโทรดออกซิเจนขึ้นมา^{[ 5 ]}

เมื่อฝังอิเล็กโทรดในร่างกาย อิเล็ก โทรด จะลดออกซิเจนลง ดังนั้นจึงจำเป็นต้องมีการกวนเพื่อรักษาสมดุลทางเคมีกับสิ่งแวดล้อม Severinghaus ได้ปรับปรุงการออกแบบโดยการเพิ่มคิวเวตต์ที่มีการกวนในเทอร์โมสตัท ความคลาดเคลื่อนระหว่างความดันย่อยของออกซิเจน (pO2 ₎ ที่วัดได้ ระหว่างตัวอย่างเลือดและส่วนผสมของก๊าซที่มี pO2 เท่ากัน_{หมายความ}ว่าอิเล็กโทรดที่ดัดแปลงแล้วจำเป็นต้องมีการสอบเทียบ ดังนั้นจึง มีการเพิ่ม ไมโครโทโนมิเตอร์เข้าไปในเทอร์โมสตัทน้ำ^{[ 5 ]}

ช่องใส่อิเล็กโทรดถูกแยกออกจากห้องปฏิกิริยาด้วยเยื่อเทฟ ลอนบางๆ เยื่อนี้สามารถยอมให้โมเลกุลออกซิเจนผ่านได้ และยอมให้ก๊าซนี้ไปถึงแคโทดซึ่งจะถูกรีดิวซ์ ด้วยกระบวนการอิเล็กโทรไลซิ ส

ปฏิกิริยาข้างต้นต้องการกระแสอิเล็กตรอน ที่คงที่ ไปยังแคโทด ซึ่งขึ้นอยู่กับอัตราที่ออกซิเจนสามารถเข้าถึงพื้นผิวอิเล็กโทรดได้ การเพิ่มแรงดันไฟฟ้าที่ใช้ (ระหว่างอิเล็กโทรด Pt และอิเล็กโทรด Ag ตัวที่สอง) จะเพิ่มอัตราการเร่งปฏิกิริยาทางไฟฟ้าคลาร์กได้ติดเยื่อเลือกผ่านออกซิเจนไว้เหนืออิเล็กโทรด Pt ซึ่งจะจำกัดอัตราการแพร่ของออกซิเจนไปยัง อิเล็กโทร ด Pt

เมื่อแรงดันไฟฟ้าสูงกว่าค่าที่กำหนด กระแสไฟฟ้าจะคงที่ และการเพิ่มศักยภาพไฟฟ้าต่อไปจะไม่ส่งผลให้เกิดอัตราการเร่งปฏิกิริยาทางไฟฟ้าของปฏิกิริยาสูงขึ้น ณ จุดนี้ ปฏิกิริยาถูกจำกัดด้วยการแพร่ และขึ้นอยู่กับ คุณสมบัติ การซึมผ่านของเยื่อหุ้มเซลล์เท่านั้น (ซึ่งในอุดมคติควรมีคุณสมบัติที่ทราบแน่ชัด) โดยอิเล็กโทรดได้รับการสอบเทียบกับสารละลายมาตรฐานที่ทราบค่า และสำหรับช่วงความเข้มข้นของก๊าซออกซิเจน ซึ่งเป็นปริมาณที่วัดได้

อิเล็กโทรดออกซิเจนของคลาร์กเป็นพื้นฐานสำหรับไบโอเซนเซอร์ กลูโคสตัวแรก (อันที่จริงเป็นไบโอเซนเซอร์ชนิดแรก) ซึ่งคิดค้นโดยคลาร์กและไลออนส์ในปี 1962 ^{[ 6 ]} เซนเซอร์นี้ใช้อิเล็กโทรดออกซิเจนของคลาร์กเพียงตัวเดียวที่เชื่อมต่อกับอิเล็กโทรดเคาน์เตอร์เช่นเดียวกับอิเล็กโทรดของคลาร์ก เมมเบรนที่เลือกผ่านได้จะคลุมอิเล็กโทรด Pt อย่างไรก็ตาม ในปัจจุบันเมมเบรนนี้ถูกเคลือบด้วยกลูโคสออกซิเดส (GOx) ที่ตรึงอยู่กับที่ ^{[ 7 ]} GOx จะบริโภคออกซิเจนบางส่วนขณะที่มันแพร่กระจายไปยังอิเล็กโทรด Pt โดยรวมเข้ากับ H ₂ O ₂และกรดกลูโคนิก [ ^{3 ] อัตรา}กระแสปฏิกิริยาถูกจำกัดโดยการแพร่กระจายของทั้งกลูโคสและออกซิเจน การแพร่กระจายนี้สามารถระบุลักษณะเฉพาะได้ดีสำหรับเมมเบรนทั้งออกซิเจนและกลูโคส ทำให้ตัวแปรเดียวที่เหลืออยู่คือความเข้มข้นของออกซิเจนและกลูโคสที่ด้านวิเคราะห์ของเมมเบรนกลูโคส ซึ่งเป็นปริมาณที่กำลังวัด

• คำอธิบายเกี่ยวกับเซ็นเซอร์แบบคลาร์ก , สารานุกรมเครื่องตรวจจับก๊าซ, ฐานความรู้ทางวิทยาศาสตร์เกี่ยวกับดิน
• ไบโอเซนเซอร์และไบโออิเล็กทรอนิกส์: ลีแลนด์ คลาร์ก
• อิเล็กโทรดออกซิเจนของคลาร์ก ซึ่งเป็นต้นกำเนิดของไบโอเซนเซอร์สมัยใหม่ในปัจจุบัน – ลิงก์เสีย