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Applicazioni elettrochimiche di spettroscopia di impedenza

La spettroscopia elettrochimica dell'impedenza (EIS) è un metodo di analisi impiegato per gli studi sulle superfici, sulle batterie, sui sistemi fotovoltaici e su alcune applicazioni di scienze biologiche. È basata sull'introdurre una perturbazione nel sistema che è studiato per mezzo di un potenziale corrente o piccolo della sinusoide di ampiezza. Lo strumento mette fuori un diagramma dell'impedenza che fornisce i dati utili.

L'UVB ha applicazioni attraverso molti settori scientifici, compreso le scienze fisiche, la scienza dei materiali, la biologia e la medicina.

Applicazioni non biologiche

L'UVB è comunemente usato studiare la corrosione. La corrente è proporzionale alla quantità di corrosione sulla superficie del metallo. Questo approccio ha utilità in una serie di aree. L'UVB può essere usato per osservare la resistenza della corrosione delle leghe dentarie in saliva artificiale, le velocità di corrosione degli innesti medici biodegradabili e lo litio-ione di video e le pile a combustibile.

Applicazioni biologiche

L'UVB ha ampia applicabilità nella biologia. Alcuni esempi delle applicazioni biologiche includono:

  1. Studio dell'associazione dell'anticorpo-antigene: Siddiqui ed altri hanno interpretato un meccanismo di legatura dell'anticorpo-antigene dall'UVB combinato con la schiera del microelettrodo del diamante di ultrananocrystalline, rappresentazione che l'associazione dell'anticorpo sulla superficie dell'elettrodo introduce la resistenza del trasferimento di carica al sistema.
  2. Rilevazione della tubercolosi: Mathebula ed altri hanno messo a punto un metodo novello auto-per montare un livello dell'antigene su un elettrodo dell'oro, quindi hanno utilizzato l'elettrodo negli esperimenti dell'UVB in sieri umani positivi e negativi di TB e del HIV per individuare la tubercolosi via il legame di un anticorpo sulla superficie dell'elettrodo.
  3. Rilevazione di HbA1c: Sviluppo di un'analisi non Xerox di inibizione per individuare HbA1c, un tipo di emoglobina che è collegata con concentrazione nel glucosio di sangue. Il metodo ha potuto essere usato per mettere a punto un sistema di rilevamento più accurato del glucosio per i diabetici.
  4. Studio sui meccanismi del trasferimento di elettroni della perossidasi del rafano: Santos ed altri ha collegato la resistenza del trasferimento di carica aelettrone-luppolizzazione fra il centro del ferro della molecola di HRP e molecole dell'obiettivo O2 e H2O2, trovanti che la resistenza del trasferimento di carica diminuisce con il riciclaggio nel sistema elettrochimico dovuto una tariffa di trasferimento di elettroni lenta fra l'enzima e l'O2.

Studio dei tessuti

L'UVB può essere usato per studiare la struttura dei tessuti e per differenziarsi fra il tessuto normale e cancerogeno e può caratterizzare i cambiamenti cellulari in un modo quantitativo. Le informazioni su una popolazione delle cellule possono essere raccolte misurando l'impedenza elettrica. L'UVB può fornire i dati dell'impedenza sopra un ampio intervallo di frequenza, che non è diretto disponibile altre tecniche non invadenti.

Alcuni esempi dell'UVB usati per lo studio delle celle e dei tessuti includono:

  1. Differenziazione del tessuto normale e maligno della prostata da Halter ed altri: Un'impedenza della sonda che misura gli spettri sopra un intervallo di 10 chilocicli - 1 megahertz è stata usata per acquistare gli spettri da cinque campioni radicali del prostatectomy, trovando il più alte conducibilità e costante dielettrica nei tessuti normali della prostata che in tessuto maligno, facente questi parametri adatti per differenziazione del tessuto.
  2. Studio del tessuto maligno e normale del petto: L'UVB è stato usato ad un tessuto del petto di immagine di 26 donne, identificante 83 per cento delle lesioni del ACR 4-5 facendo uso dei criteri visivi e 67 per cento facendo uso dei criteri numerici. L'UVB ha potenziale come tecnologia per rilevazione delle malignità del petto.
  3. Determinazione dello stato degli organi: Gersing ed altri hanno usato l'UVB per individuare i cambiamenti cellulari connessi con ischemia, compreso capitalizzazione dei prodotti metabolici, il gonfiamento delle cellule causato da osmosi e le giunzioni di chiusura di spazio.

Sorgenti

  1. Applicazione della spettroscopia elettrochimica di impedenza (EIS) per riflettere corrosione di cemento armato: Un nuovo approccio, https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0950061816301064
  2. Spettroscopia elettrochimica di impedenza: una generalità delle applicazioni bioanalytical, http://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2013/ay/c3ay26476a#!divAbstract
  3. Uno studio quantitativo sul meccanismo di rilevazione di un biosensore contrassegno contrassegno di impedenza facendo uso della schiera del microelettrodo del diamante di ultrananocrystalline, https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/22456097
  4. Riconoscimento dell'anticorpo acido anti--mycolic agli antigeni acidi mycolic auto-montati su un elettrodo dell'oro: una piattaforma immunosensing impedimetric potenziale per la tubercolosi attiva, https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/19503865
  5. Un immunosensor elettrochimico di impedenza basato sugli elettrodi nanoparticella-modificati oro per la rilevazione di HbA1c nel sangue umano, https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/elan.201200233#support-information-section
  6. Spettroscopia elettrochimica di impedenza: una generalità delle applicazioni bioanalytical, https://www.researchgate.net/publication/235982768_Electrochemical_impedance_spectroscopy_An_overview_of_bioanalytical_applications
  7. Spettroscopia elettrotecnica della prostata umana, https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/17605363/ di impedenza
  8. Spettroscopia elettrotecnica di impedenza del petto: risultati di diagnostica per immagini in 26 oggetti, https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/12166860/
  9. Spettroscopia di impedenza sul tessuto vivente per determinazione dello stato degli organi, https://www.researchgate.net/publication/223047407_Impedance_spectroscopy_on_living_tissue_for_determination_of_the_state_of_organs

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Last Updated: Aug 23, 2018

Dr. Catherine Shaffer

Written by

Dr. Catherine Shaffer

Catherine Shaffer is a freelance science and health writer from Michigan. She has written for a wide variety of trade and consumer publications on life sciences topics, particularly in the area of drug discovery and development. She holds a Ph.D. in Biological Chemistry and began her career as a laboratory researcher before transitioning to science writing. She also writes and publishes fiction, and in her free time enjoys yoga, biking, and taking care of her pets.

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