Základní principy analytických metod

Představme si dva různě koncentrované roztoky, které jsou od sebe odděleny polopropustnou (semipermeabilní) membránou, která je propustná pouze pro rozpouštědlo. Snaha o vyrovnání koncentrací povede k toku rozpouštědla směrem do koncentrovanějšího roztoku. Tomuto jevu se říká osmóza. K zabránění pronikání rozpouštědla musíme vyvinout tlak, kterému říkáme tlak osmotický. 

Obr.  34 Vznik osmotického tlaku 

Osmolalita je veličina závislá pouze na počtu částic v roztoku bez ohledu na jejich velikost. Vyjadřuje se v mmol obsažených v jednom kg rozpouštědla. Jeden mol jakékoliv látky obsahuje stejné množství molekul, které je dané Avogadrovým číslem ( 6,02 * 10²³ částic). Jeden mol glukózy obsahuje stejné množství molekul jako 1 mol chloridu sodného. Chlorid sodný v roztoku disociuje na stejný počet sodných a chloridových iontů. Osmolalita je koncentrační jednotka, která bere v úvahu tento disociační efekt. To znamená, že příspěvek NaCl  bude dvojnásobný ve srovnání se stejnou koncentrací glukózy vyjádřenou v mol/l (ve zředěných roztocích je chlorid sodný prakticky úplně disociován). Jeden mol nedisociované látky jako je glukóza rozpuštěný v 1 kg vody sníží bod tuhnutí o 1,86 °C. Toto číslo je známé jako konstanta snížení bodu tuhnutí pro vodu. U NaCl bude toto snížení vzhledem k disociaci dvojnásobné, tedy 3,72 °C . Tohoto principu (kryoskopie) se nejčastěji využívá k stanovení osmolality. Stupeň disociace se může měnit u některých jiných látek výrazněji například změnou pH roztoku. Tyto změny se promítnou do změřené osmolality. U složitějších roztoků se na snížení bodu tuhnutí podílí všechny nedisociované a disociované částice a koncentraci každé jednotlivé složky roztoku z nich jednotlivě není možné jednoduše vyjádřit. Osmolalita je tedy souhrnné vyjádření koncentrací všech navzájem se ovlivňujících složek. Koncentrace se vyjadřuje v mmol na 1 kg rozpouštědla (mmol/kg). Vyjadřuje se na kg, protože se objem mění s teplotou rozpouštědla. Počet částic ovlivňuje osmotický tlak na membránu, proto by šlo vyjadřovat osmolalitu i v jednotkách tlaku (Pa), tento způsob se v rutinní praxi nepoužívá. Osmolalita plazmy se za fyziologických podmínek pohybuje v rozmezí 285 ± 10 mmol/kg.

Chceme-li odhadnout osmolalitu nebo zjisti přítomnost neznámé osmoticky aktivní látky, můžeme použít následujícího výpočtu osmolality séra. 

           Osmolalita (mmol/kg) = 2 Na⁺ + urea + glukóza  (vše mmol/l)

Na⁺, urea a glukóza jsou pro hodnotu osmolality v plazmě rozhodující, koeficient 2 u Na⁺ zohledňuje anionty plazmy. Vypočtenou osmolalitu srovnáváme s osmolalitou skutečně naměřenou. Rozdíl naměřené a vypočtené osmolality  označujeme jako osmolality gap a udává nám přítomnost osmoticky aktivní látky. Nejčastější osmoticky aktivní látka přítomná v plazmě je etanol. 1 g etanolu/ litr (1 promile etanolu) působí vzestup osmolality o přibližně 22 mmol/kg. (molekulová hmotnost etanolu je 46,07; 1g/l = 21,7 mmol/l ).   

Podobně mohou zvyšovat osmolalitu i jiné látky, hlavně  o malé molekulové hmotnosti např. metanol, etylenglykol [[odkaz na Játra 2.2. a 2.3.]]. Při extrémní nízké nebo vysoké koncentraci bílkovin nebo vysokých lipidech se mění podíl vody v plazmě a výpočet, který počítá s koncentrací látek na 1 litr plazmy nemůže odpovídat změřené hodnotě, která se vztahuje na 1 kg čisté vody.