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Usos electroquímicos de la espectroscopia de la impedancia

La espectroscopia electroquímica de la impedancia (EIS) es un método de análisis usado para los estudios de superficies, de baterías, de sistemas fotovoltaicos, y de algunos usos de las ciencias de la vida. Se basa en la introducción de una perturbación en el sistema que es estudiado mediante un potencial actual o pequeño de la onda sinusoidal de la amplitud. El instrumento pone fuera un diagrama de la impedancia que ofrezca datos útiles.

El EIS tiene usos a través de muchas áreas de la ciencia, incluyendo ciencias físicas, ciencia material, biología, y remedio.

Usos no biológicos

El EIS es de uso general estudiar la corrosión. La corriente es proporcional a la cantidad de corrosión en la superficie del metal. Esta aproximación tiene utilidad en varias áreas. El EIS se puede utilizar para observar la resistencia a la corrosión de aleaciones dentales en saliva artificial, índices de corrosión de implantes médicos biodegradables, y vigilar de ión de litio y las pilas de combustible.

Usos biológicos

El EIS tiene aplicabilidad amplia en biología. Algunos ejemplos de usos biológicos incluyen:

  1. Estudiar el atascamiento del anticuerpo-antígeno: Siddiqui y otros interpretaron un mecanismo obligatorio del anticuerpo-antígeno por el EIS combinado con el arsenal del microelectrodo del diamante del ultrananocrystalline, demostración que el anticuerpo que ata en la superficie del electrodo introduce resistencia de la transferencia de carga al sistema.
  2. Detección de la tuberculosis: Mathebula y otros desarrollaron un método nuevo uno mismo-para montar una capa del antígeno en un electrodo del oro, después utilizaron el electrodo en experimentos del EIS en sueros humanos positivos y negativos del VIH y de la TB para descubrir tuberculosis vía el atascamiento de un anticuerpo en la superficie del electrodo.
  3. Detección de HbA1c: Revelado de un análisis competitivo de la inhibición para descubrir HbA1c, un tipo de hemoglobina que se relaciona con la concentración de la glucosa en sangre. El método se podía utilizar para desarrollar un sistema de detección más exacto de la glucosa para los diabéticos.
  4. Estudio de los mecanismos de la transferencia del electrón de la peroxidasa del rábano picante: Santos y otros conectó resistencia de la transferencia de carga a la electrón-lupulización entre el centro del hierro de la molécula de HRP y las moléculas del objetivo O2 y H2O2, encontrando que la resistencia de la transferencia de carga disminuye con el ciclaje en el sistema electroquímico debido a una tasa de transferencia lenta del electrón entre la enzima y el O2.

Estudio de tejidos

El EIS se puede utilizar para estudiar la estructura de tejidos y para distinguirla entre el tejido normal y cacerígeno, y puede caracterizar cambios celulares en una manera cuantitativa. La información sobre una población de la célula puede cerco midiendo la impedancia eléctrica. El EIS puede ofrecer datos de la impedancia sobre un alcance de frecuencia ancho, que no es directo disponible otras técnicas no invasores.

Algunos ejemplos del EIS usados para el estudio de células y de tejidos incluyen:

  1. Diferenciación del tejido normal y malo de la próstata de Halter y otros: Una impedancia de la antena que medía espectros sobre un radio de acción de 10 kilociclos a 1 megaciclo fue utilizada para detectar espectros a partir de cinco muestras radicales de la prostatectomía, encontrando una conductividad y una constante dieléctrica más altas en tejidos normales de la próstata que en el tejido malo, haciendo estos parámetros convenientes para la diferenciación del tejido.
  2. Estudio del tejido malo y normal del pecho: El EIS fue utilizado al tejido del pecho de la imagen de 26 mujeres, determinando el 83 por ciento de lesiones del ACR 4-5 usando consideraciones visuales, y el 67 por ciento usando consideraciones numéricas. El EIS tiene potencial como tecnología para la detección de las malignidades del pecho.
  3. Determinación del estado de órganos: Gersing y otros utilizaron el EIS para descubrir los cambios celulares asociados a isquemia, incluyendo la acumulación de productos metabólicos, la hinchazón de la célula causada por la osmosis, y uniones del entrehierro que se cerraban.

Fuentes

  1. Uso de la espectroscopia electroquímica de la impedancia (EIS) para vigilar la corrosión del hormigón armado reforzado: Una nueva aproximación, https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0950061816301064
  2. Espectroscopia electroquímica de la impedancia: una reseña de los usos bioanalytical, http://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2013/ay/c3ay26476a#!divAbstract
  3. Un estudio cuantitativo del mecanismo de la detección de un biosensor escritura de la etiqueta-libre de la impedancia usando el arsenal del microelectrodo del diamante del ultrananocrystalline, https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/22456097
  4. Reconocimiento del anticuerpo ácido anti-mycolic en los antígenos ácidos mycolic uno mismo-montados en un electrodo del oro: una plataforma immunosensing impedimetric potencial para la tuberculosis activa, https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/19503865
  5. Un immunosensor electroquímico de la impedancia basado en los electrodos nanoparticle-modificados oro para la detección de HbA1c en sangre humana, https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/elan.201200233#support-information-section
  6. Espectroscopia electroquímica de la impedancia: una reseña de los usos bioanalytical, https://www.researchgate.net/publication/235982768_Electrochemical_impedance_spectroscopy_An_overview_of_bioanalytical_applications
  7. Espectroscopia eléctrica de la próstata humana, https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/17605363/ de la impedancia
  8. Espectroscopia eléctrica de la impedancia del pecho: resultados clínicos de la proyección de imagen en 26 temas, https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/12166860/
  9. Espectroscopia de la impedancia en el tejido vivo para la determinación del estado de los órganos, 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

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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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