35 resultados para SECM
Resumo:
Hydrogen interaction with oxide films grown on iron electrodes at open circuit potential (E-oc) and in the passive region (+0.30 V-ECS) was studied by chronopotentiometry, chronoamperometry and electrochemical impedance spectroscopy techniques. The results were obtained in deaerated 0.3 mol L-1 H3BO3 + 0.075 mol L-1 Na2B4O7 (BB, pH 8.4) solution before, during and after hydrogen permeation. The iron oxide film modification was also investigated by means of in situ X-ray absorption near-edge spectroscopy (XANES) and scanning electrochemical microscopy (SECM) before and during hydrogen permeation. The main conclusion was that the passive film is reduced during the hydrogen diffusion. The hydrogen permeation stabilizes the iron surface at a potential close to the thermodynamic water stability line where hydrogen evolution can occur. The stationary condition required for the determination of the permeation parameters cannot be easily attained on iron surface during hydrogen permeation. Moreover, additional attention must be paid when obtaining the transport parameters using the classical permeation cell. (c) 2007 Elsevier Ltd. All rights reserved.
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In this work, we present an investigation on the thickness of the eroded enamel layer in tooth samples after exposure to citric and hydrochloric acid by using Scanning Electrochemical Microscopy (SECM). Approaching curves with typical negative feedback behavior were obtained in enamel samples for evaluation of topographic changes. In a control experiment, SECM images showed no significant difference in the current monitored during the scan, implying that enamel demineralization did not occur in mineral water medium. Topographic SECM images obtained after contact with citric and hydrochloric acid for different periods of time showed a significant increase in the current relative to a previously protected surface, indicating the structural loss of enamel. The thickness of the enamel layer eroded after contact with hydrochloric acid was significantly higher when compared to the one obtained with citric acid. Hence, our results showed that the enamel acid erosion is a relatively fast process, which is strongly dependent on parameters such as pH, time, acid strength and acid concentration.
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Cancer is one of the principal causes of death in the world; almost 8.2 million of deaths were counted in 2012. Emerging evidences indicate that most of the tumors have an increased glycolytic rate and a detriment of oxidative phosphorylation to support abnormal cell proliferation; this phenomenon is known as aerobic glycolysis or Warburg effect. This switching toward glycolysis implies that cancer tissues metabolize approximately tenfold more glucose to lactate in a given time and the amount of lactate released from cancer tissues is much greater than from normal ones. In view of these fundamental discoveries alterations of the cellular metabolism should be considered a crucial hallmark of cancer. Therefore, the investigation of the metabolic differences between normal and transformed cells is important in cancer research and it might find clinical applications. The aim of the project was to investigate the cellular metabolic alterations at single cell level, by monitoring glucose and lactate, in order to provide a better insight in cancer research. For this purpose, electrochemical techniques have been applied. Enzyme-based electrode biosensors for lactate and glucose were –ad hoc- optimized within the project and used as probes for Scanning Electrochemical Microscopy (SECM). The UME biosensor manufacturing and optimization represented a consistent part of the work and a full description of the sensor preparation protocols and of the characterization methods employed is reported. This set-up (SECM used with microbiosensor probes) enabled the non-invasive study of cellular metabolism at single cell level. The knowledge of cancer cell metabolism is required to design more efficient treatment strategies.
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Electrochemical methods have been widely used to monitor physiologically important molecules in biological systems. This report describes the first application of the scanning electrochemical microscope (SECM) to probe the redox activity of individual living cells. The possibilities of measuring the rate and investigating the pathway of transmembrane charge transfer are demonstrated. By this approach, significant differences are detected in the redox responses given by nonmotile, nontransformed human breast epithelial cells, breast cells with a high level of motility (engendered by overexpression of protein kinase Cα), and highly metastatic breast cancer cells. SECM analysis of the three cell lines reveals reproducible differences with respect to the kinetics of charge transfer by several redox mediators.
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O trabalho descrito nesta tese mostra de forma detalhada a fabricação e caracterização de diferentes microssensores eletroquímicos os quais têm sido recentemente utilizados como sondas em grupo de técnicas conhecida como Scanning Electrochemical Probe Microscopy (SEPM). Desta forma, a caracterização de superfícies pode ser feita explorando diferentes fenômenos interfaciais relevantes à Ciência. Neste sentido, as interfaces de materiais cristalinos como hidroxiapatita (materiais dentários) e calcita foram o foco de estudo neste trabalho. Assim, diferentes técnicas SEPM foram exploradas no sentido de se obter informações relevantes relacionadas aos processos dentários, como a erosão ácida e hipersensibilidade. Inicialmente, microeletrodos de platina foram desenvolvidos empregando uma metodologia convencional na qual são utilizados microfibras encapsuladas em capilares de vidro. Scanning Electrochemical Microscopy (SECM) no modo amperométrico foi utilizada para obtenção de informações com relação às alterações de topografia do esmalte dentário causadas pelo contato com substâncias ácidas. Adicionalmente, SECM foi empregada no estudo do transporte de espécies eletroativas em amostras de dentina e investigações relacionadas ao bloqueio dos túbulos empregando-se cremes dentais comerciais foram realizadas. A permeação de peróxido de hidrogênio pela dentina também foi estudada. Os resultados de SECM foram comparados com imagens SEM obtidas nas mesmas condições experimentais. Microeletrodos de membrana ionófora íon-seletiva (Ion Selective Microelectrodes-ISMEs) sensíveis a íons cálcio também foram desenvolvidos e caracterizados, com subsequente aplicação em SECM no modo potenciométrico. A dissolução ácida de esmalte bovino (erosão dentária) foi investigada em diferentes valores de pH (2,5; 4,5; 6,8). Além disso, o transporte de íons cálcio através de membranas porosas sintéticas foi avaliado a uma distância tip/substrato de 300µm. Alterações no fluxo de íons cálcio foram correlacionadas em experimentos realizados na presença e ausência de campos magnéticos gerados por nanopartículas de magnetita incorporadas à membrana porosa. Microcristais de calcita facilmente sintetizados pelo método de precipitação foram utilizados como superfície modelo para investigações interfaciais, cujos resultados podem ser correlacionados aos materiais dentários. Desta forma, nanopipetas de vidro preenchidas com eletrólito suporte foram fabricadas e utilizadas como sonda em Scanning Ion Conductance Microscopy (SICM). O mapeamento topográfico de alta resolução espacial da superfície de um microcristal de calcita foi obtido utilizando o modo de varredura hopping mode. Adicionalmente, sondas multifuncionais ISME-SICM também foram desenvolvidas e caracterizadas para investigações simultâneas com relação às alterações topográficas e quantificação de íons cálcio sobre a superfície de um microcristal de calcita. A adição de reagentes ácidos no canal SICM promoveu a dissolução da superfície do microcristal, sendo obtidos dados cinéticos de dissolução. Investigações em meio neutro também foram realizadas utilizando a sonda ISME-SICM. Os resultados experimentais obtidos também foram comparados com aqueles oriundos de simulação computacional.