OPTI® CCA and OPTI CCA-TS

A luminescência é a emissão de luz que resulta do retorno de moléculas estimuladas ao estado de repouso. Quando a luminescência é iniciada por luz, ela é normalmente referida como fluorescência. Quando um químico fluorescente é exposto à luz de uma cor apropriada, os elétrons nas moléculas do químico fluorescente são estimulados. Um pouco depois, os elétrons voltam a um estado de repouso e neste processo algumas vezes emitem uma pequena quantidade de luz. Esta energia é menor do que a energia de estimulação e por isso possui uma cor diferente. Ou seja, a luz emitida (emissão fluorescente) é vermelha mudada a partir da luz de estimulação, e é bem menos intensa. 5  Os optodos fluorescentes (de eletrodos óticos) medem a intensidade da luz emitida das cores fluorescentes expostas a um analito específico. A luz emitida é distinguida da luz de estimulação por meio de filtros óticos. Devido à estimulação, a luz é mantida constante, a pequena quantidade de luz que resulta é alterada apenas pela concentração do analito. A concentração do analito é determinada pelo cálculo da diferença na fluorescência medida em um ponto de calibração conhecido e medido com a concentração de analito desconhecida.  O princípio de medição optodo de PO2 é baseado em desativação de luminescência, documentado pela primeira vez em 19306 , e comercialmente utilizado para medir o PO2 no sangue em 19837. A relação da luminescência e o PO2 é quantificado pela equação de Stern-Volmer,  I0 / I = 1 + kP  que descreve como a intensidade da emissão de fluorescência “I” é reduzida à medida que o PO2 "P", é aumentado. Diferente dos eletrodos eletroquímicos convencionais de “Clark” para PO2, o optodo de oxigênio não consome moléculas de oxigênio durante a medição.  O princípio de medição optodo de pH é baseado nas alterações dependentes do pH da luminescência de uma molécula colorida imobilizada no optodo. Tais cores indicadoras de pH devem ser utilizadas pelos químicos por muitos anos para realizar a titulação ácido-básico no meio turvo.  A relação da luminescência e o pH é quantificada por uma variante da Lei de ação de massa da química,   
I0 / I = 1 + 10 pKa-pH  que descreve como a intensidade da emissão de fluorescência aumenta conforme o pH do sangue é aumentado acima da característica pKa8 da cor. Os optodos de pH não necessitam de um eletrodo de referência para medir o pH, entretanto, eles apresentam uma pequena sensibilidade à resistência iônica da amostra sendo medida9 . 

O princípio de medição optodo de PCO2 é baseado na colocação de um optodo de pH atrás de uma membrana de íon impermeável10, já que apenas os elerodos de gasometria de PCO2 convencionais empregam a construção do eletrodo CO2 de Severinghaus. Sendo assim, os optodos de PCO2 podem sofrer interferência de ácidos e bases voláteis no sangue, apenas como eletrodos de PCO2 convencionais. Os optodos de íon Na+ , K+, Ca++, e Cl- são intimamente relacionados aos Eletrodos Seletivos de Íon (ISEs) mais conhecidos. Os optodos utilizam elementos de reconhecimento seletivo de íon (ionóforos) semelhante àqueles utilizados nos ISEs, entretanto os ionóforos são ligados às tintas fluorescentes ao invés dos eletrodos. Estes tipos de tintas têm sido utilizados desde 1970 para visualizar e quantificar os níveis de íon celular no microscópio de fluorescência e contadores celulares11. Conforme a concentração de íon aumenta, estes ionóforos ligam grandes quantidades de íons e fazem a intensidade da fluorescência aumentar ou diminuir, dependendo do íon específico. Como o optodo de pH, os optodos de íon não necessitam de um eletrodo de referência, por isso, diversos deles apresentam uma pequena sensibilidade ao pH que é automaticamente compensado no OPTI CCA utilizando pH medido.  
A medição optodo de glicose é baseada na oxidação enzimática da glicose.  
Glicose + O2 ácido glucônico + H2O2  
glicose oxidase  O sensor é construído com uma camada de enzima por cima de um sensor de oxigênio. Conforme a amostra contendo glicose entra em contato com o sensor, a oxidação da glicose consome o oxigênio localmente presente no sensor. Esta diminuição no oxigênio é detectada da mesma forma (desativação de luminescência) conforme descrito para o optodo de PO2 . A quantidade de glicose é determinada para ser proporcional à frequência na qual o oxigênio é consumido.  
A medição da hemoglobina total (ctHb) e saturação do oxigênio (SO2) utiliza o princípio bem estabelecido de refletância ótica. Luz vermelha e infravermelha em três comprimentos de onda são direcionadas para o sangue total, não hemolizado precisamente dentro de uma parte definida do casseteacima do optodo de O2. Os fótons são parcialmente absorvidos e refletidos pelos eritrócitos de uma maneira proporcional ao nível de hemoglobina; em níveis de hemoglobina baixos, os fótons não absorvidos batem nas sobreposições rosas do optodo de O2 e são refletidos de volta por meio do sangue uma segunda vez. Uma parte da luz refletida sai da parte de cima do cassete e é medida por um detector no instrumento. Os comprimentos de onda infravermelha são selecionados para a medição de hemoglobina, pois eles são amplamente independentes de SO2, ou seja, as formas predominantes de hemoglobina fetal e adulta absorve de modo semelhante em uma variação de comprimento de onda de 750-850 nm. O comprimento de onda vermelha é utilizado para a medição de SO2, pois é muito mais fortemente absorvido pela deoxihemoglobina do que todas as outras hemoglobinas, e é escolhido próximo ao ponto isosbéstico para oxi e carboxihemoglobina. A sensibilidade à agregação de eritrócito (formação de Roleau) é minimizada mantendo-se uma alta força de corte antes da medição (vide Interferências abaixo).