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Che cosa è la spettroscopia elettrochimica dell'impedenza?

La spettroscopia elettrochimica dell'impedenza (EIS) è un metodo di analisi ha usato le superfici di vari sistemi, delle batterie, dei sistemi fotovoltaici e di alcune applicazioni di scienze biologiche.

Credito: Sven Hoppe/Shutterstock.com

È basato sull'introdurre una perturbazione nel sistema che è studiato usando un potenziale corrente o piccolo della sinusoide di ampiezza. Lo strumento percepisce i cambiamenti risultanti sotto forma di diagramma dell'impedenza che fornisce i dati utili.

L'UVB può essere diviso negli sttati stazionari e nei metodi non costanti dello stato. Nell'UVB dello costante-stato, una perturbazione costante è imposta al sistema. La potenziometria e la voltametria sono sttati stazionari. Nell'UVB dello non costante stato, la perturbazione varia nei limiti del tempo che è imposta al sistema.

Applicazioni dell'UVB

a biosensori basati a UVB sono popolari nelle applicazioni di biologia quali scienza dell'alimentazione, medicina e l'analisi ambientale, poiché lo strumento può essere miniaturizzato facendo uso della tecnologia microelectromechanical dei sistemi (MEMS).

Le reazioni biomolecolari poi sono convertite in dati del diagramma dell'impedenza. a sensori basati a UVB per queste applicazioni hanno solitamente una cella elettrochimica consistere di due elettrodi riempiti di soluzione dell'elettrolito.

Gli elettrodi misura con i ricevitori obiettivo-specifici per le biomolecole. La biomolecola dell'obiettivo modifica i beni interfacciali dell'elettrodo, con conseguente cambiamenti ai valori dell'impedenza. Gli esempi degli eventi che possono essere riflessi facendo uso dell'UVB sono la formazione di complessi dell'antigene-anticorpo, di ibridazione del DNA e di reazioni enzimatiche.

Faradaic e sensori non-Faradaic

Ci sono due tipi adi biosensori basati a UVB: Faradaic (f-UVB) e sensori non-Faradaic (N-F-UVB). La differenza fra i due tipi è l'uso di una riduzione/reagente dell'ossidazione (redox).

La soluzione dell'elettrolito per ad un sensore basato a N-F non contiene un reagente redox. Invece, dipende da un cambiamento di capacità all'interfaccia fra l'elettrodo e l'elettrolito.

Al il sensore basato a f usa il trasferimento di carica fra l'elettrodo e un reagente redox. Il sensore f-UVB ha un'più alta sensibilità che un sensore N-F-UVB. Tuttavia, può essere difficile da individuare determinate biomolecole specifiche facendo uso del sensore f-UVB dovuto le interazioni con la molecola dell'obiettivo.

Per esempio, il reagente redox contiene gli ioni del metallo come alluminio, ferro e zinco. Questi ioni del metallo possono promuovere l'aggregazione di amiloide beta, che è la componente principale delle placche dell'amiloide trovate nel cervello nel morbo di Alzheimer. Questa aggregazione può interferire con la rilevazione accurata di amiloide beta. Un'altra applicazione biologica dell'UVB è descritta in uno studio sui beni elettrici dell'impedenza del polmone del ratto e di altri tessuti.

L'impedenza elettrica di un tessuto è una funzione della sua struttura e può essere usata per differenziare i tessuti normali e cancerogeni. L'UVB può essere usato per caratterizzare quei cambiamenti cellulari in un modo quantitativo e quindi rappresenta un metodo potenziale per riunire le informazioni prognostiche per uno stato di malattia.

Nei sistemi biologici gradisca il corpo umano, la conduzione elettrica è causato tramite il movimento degli ioni in un media biologico acquoso. La corrente in un tessuto è collegata con il contenuto ionico e la mobilità ionica. Le caratteristiche della cella che pregiudicano l'impedenza comprendono l'integrità della membrana di plasma, del volume delle cellule e di intra e conducibilità extracellulari.

I ricercatori potevano studiare i beni elettrici del polmone del ratto e determinare la parte dell'impedenza connessa con le vie resistenti e capacitive attraverso il tessuto. I risultati erano utili nella comprensione della variazione nei parametri di elettroporazione dei tessuti differenti e come ottimizzarli hanno basato sulle circostanze fisiologiche, morfologiche e patologiche.

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Last Updated: Feb 26, 2019

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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