971 resultados para the scanning reference electrode technique


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The reduction of oxygen was studied over a range of temperatures (298-318 K) in n-hexyltriethylammonium bis(trifluoromethanesulfonyl)imide, [N-6,N-2,N-2,N-2][NTf2], and 1-butyl-2,3-methylimidazolium bis(trifluoromethanesulfonyl)imide, [C(4)dmim][NTf2] on both gold and platinum microdisk electrodes, and the mechanism and electrode kinetics of the reaction investigated. Three different models were used to simulate the CVs, based on a simple electron transfer ('E'), an electron transfer coupled with a reversible homogeneous chemical step ('ECrev') and an electron transfer followed by adsorption of the reduction product ('EC(ads)'), and where appropriate, best fit parameters deduced, including the heterogeneous rate constant, formal electrode potential, transfer coefficient, and homogeneous rate constants for the ECrev mechanism, and adsorption/desorption rate constants for the EC(ads) mechanism. It was concluded from the good simulation fits on gold that a simple E process operates for the reduction of oxygen in [N-6,N-2,N-2,N-2][NTf2], and an ECrev process for [C(4)dmim][NTf2], with the chemical step involving the reversible formation of the O-2(center dot-)center dot center dot center dot [C(4)dmim](+) ion-pair. The E mechanism was found to loosely describe the reduction of oxygen in [N-6,N-2,N-2,N-2][NTf2] on platinum as the simulation fits were reasonable although not perfect, especially for the reverse wave. The electrochemical kinetics are slower on Pt, and observed broadening of the oxidation peak is likely due to the adsorption of superoxide on the electrode surface in a process more complex than simple Langmuirian. In [C(4)dmim][NTf2] the O-2(center dot-) predominantly ion-pairs with the solvent rather than adsorbs on the surface, and an ECrev quantitatively describes the reduction of oxygen on Pt also.

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Purpose: The goal of this project was to see if using IMRT to deliver elective pelvic nodal irradiation (EPNI) for prostate cancer reduced acute treatment toxicity.

Methods: Two hundred and thirty patients were enrolled into prospective trials delivering EPNI with a concomitant hypofractionated IMRT boost to the prostate. During accrual, the method of EPNI delivery changed as new literature emerged. Three methods were used (1) 4FB, (2) IMRT with 2 cm CTV margins around the pelvic vessels as suggested by Shih et al. (2005) [7] (IMRT-Shih), and (3) IMRT with nodal volumes suggested by the RTOG (IMRT-RTOG). Initially patients were treated with an empty bladder, with the remainder treated with bladder full.

Results: Patients in the 4FB group had higher rates of grade 2 acute GI toxicities compared to the IMRT-Shih and IMRT-RTOG groups (31.9% vs 20.8% vs 7.2%, p = 0.0009). Patients in the 4FB group had higher rates of grade 3 urinary frequency compared to the two IMRT groups (8.5% vs 0% vs 0%, p = 0.027). However, multivariate analysis suggested the factor that most influenced toxicity was bladder filling followed by IMRT.

Conclusions: Bladder filling appeared to be the dominant factor which predicted for acute toxicity, followed by the use of IMRT.

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The adsorption and electrooxidation of CO at a Ru(0001) electrode in perchloric acid solution have been investigated as a function of temperature, potential and time using in situ FTIR spectroscopy. This builds upon and extends previous work on the same system carried out at room temperature. As was observed at room temperature, both linear (CO) and 3-fold-hollow (CO) binding CO adsorbates (bands at 2000-2045 cm and 1768-1805 cm, respectively) were detected on the Ru(0001) electrode at 10°C and 50°C. However, the temperature of the Ru(0001) electrode had a significant effect upon the structure and behavior of the CO adlayer. At 10°C, the in-situ FTIR data showed that the adsorbed CO species still remain in rather compact islands up to ca. 1100 mV vs Ag/AgCl as the CO oxidation reaction proceeds, with oxidation occurring only at the boundaries between the CO and active surface oxide/hydroxide domains. However, the IR data collected at 50°C strongly suggest that the adsorbed CO species are present as relatively looser and weaker structures, which are more easily electro-oxidized. The temperature-, potential-, and coverage-dependent relaxation and compression of the CO adlayer at low coverages are also discussed.

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The adsorption and electro-oxidation of formaldehyde, formic acid and methanol at the Ru(0001) electrode in perchloric acid solution have been studied as a function of temperature, potential and time using in situ FTIR spectroscopy, and the results interpreted in terms of the surface chemistry of the Ru(0001) electrode and compared to those obtained during our previous studies on the adsorption of CO under the same conditions. It was found that no dissociative adsorption or electro-oxidation of methanol takes place at Ru(0001) at potentials 1000 mV, both the oxidation of formic acid to CO and the oxidation of formaldehyde to both CO and formic acid were significantly increased, and the oxidation of methanol to CO and methyl formate was observed, all of which were attributed to the formation of an active RuO phase on the Ru(0001) surface.

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The electro-oxidations of methanol and formic acid at a Ru(0001) electrode in perchloric acid solution have been investigated as functions of temperature, potential and time using in-situ FTIR spectroscopy, and the results compared to those obtained during our previous studies on the adsorption and electro-oxidation of CO under the same conditions. It was found that no dissociative adsorption or electro-oxidation of methanol takes place at the Ru(0001) at potentials 1000 mV, the oxidation of formic acid to CO was significantly increased, and the oxidation of methanol to CO and methyl formate was observed, both of which were attributed to the formation of an active RuO phase on the Ru(0001) surface.

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The present thesis aims to develop a biocompatible and electroconductor bone graft containing carbon nanotubes (CNTs) that allows the in situ regeneration of bone cells by applying pulsed external electrical stimuli. The CNTs were produced by chemical vapor deposition (CVD) by a semi-continuous method with a yield of ~500 mg/day. The deposition parameters were optimised to obtain high pure CNTs ~99.96% with controlled morphologies, fundamental requisites for the biomedical application under study. The chemical functionalisation of CNTs was also optimised to maximise their processability and biocompatibility. The CNTs were functionalised by the Diels-Alder cycloaddition of 1,3-butadiene. The biological behaviour of the functionalised CNTs was evaluated in vitro with the osteoblastic cells line MG63 and in vivo, by subcutaneous implantation in rats. The materials did not induce an expressed inflammatory response, but the functionalised CNTs showed a superior in vitro and in vivo biocompatibility than the non-functionalised ones. Composites of ceramic matrix, of bioglass (Glass) and hydroxyapatite (HA), reinforced with carbon nanotubes (CNT/Glass/HA) were processed by a wet approach. The incorporation of just 4.4 vol% of CNTs allowed the increase of 10 orders of magnitude of the electrical conductivity of the matrix. In vitro studies with MG63 cells show that the CNT/Glass/HA composites guarantee the adhesion and proliferation of bone cells, and stimulate their phenotype expression, namely the alkaline phosphate (ALP). The interactions between the composite materials and the culture medium (α-MEM), under an applied electrical external field, were studied by scanning vibrating electrode technique. An increase of the culture medium electrical conductivity and the electrical field confinement in the presence of the conductive samples submerged in the medium was demonstrated. The in vitro electrical stimulation of MG63 cells on the conductive composites promotes the increase of the cell metabolic activity and DNA content by 130% and 60%, relatively to the non-stimulated condition, after only 3 days of daily stimulation of 15 μA for 15 min. Moreover, the osteoblastic gene expression for Runx2, osteocalcin (OC) and ALP was enhanced by 80%, 50% and 25%, after 5 days of stimulation. Instead, for dielectric materials, the stimulus delivering was less efficient, giving an equal or lower cellular response than the non-stimulated condition. The proposed electroconductive bone grafts offer exciting possibilities in bone regeneration strategies by delivering in situ electrical stimulus to cells and consequent control of the new bone tissue formation rate. It is expected that conductive smart biomaterials might turn the selective bone electrotherapy of clinical relevance by decreasing the postoperative healing times.

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Este trabalho teve como objetivos a produção, caracterização e aplicação de microelétrodos (MEs) de diamante como sensores amperométricos e potenciométricos em sistemas de corrosão nos quais a agressividade do meio e a presença de produtos de corrosão, constituem obstáculos que podem diminuir o desempenho, ou inviabilizar a utilização, de outros tipos de sensores. Os microeléctrodos são baseados em filmes finos de diamante dopado com boro (BDD – Boron Doped Diamond) depositados sobre fios de tungsténio afiados, através do método de deposição química a partir da fase vapor, assistida por filamento quente (HFCVD – Hot Filament Chemical Vapor Deposition). A otimização das diversas etapas de fabricação dos MEs deu origem ao desenvolvimento de um novo sistema de afiamento eletroquímico para obtenção destes fios e a várias opções para a obtenção dos filmes de diamante condutor e seu isolamento com resinas para exposição apenas da ponta cilíndrica. A qualidade cristalina dos filmes de diamante foi avaliada por espectroscopia de Raman. Esta informação foi complementada com uma caracterização microestrutural dos filmes de diamante por microscopia eletrónica de varrimento (SEM), em que se fez a identificação da tipologia dos cristais como pertencendo às gamas de diamante nanocristalino ou microcristalino. Os filmes de BDD foram utilizados na sua forma não modificada, com terminações em hidrogénio e também com modificação da superfície através de tratamentos de plasma RF de CF4 e O2 indutores de terminações C-F no primeiro caso e de grupos C=O, C-O-C e C-OH no segundo, tal como determinado por XPS. A caracterização eletroquímica dos MEs não modificados revelou uma resposta voltamétrica com elevada razão sinal/ruído e baixa corrente capacitiva, numa gama de polarização quasi-ideal com extensão de 3 V a 4 V, dependente dos parâmetros de crescimento e pós-tratamentos de superfície. Estudou-se a reversibilidade de algumas reações heterogéneas com os pares redox Fe(CN)6 3-/4- e FcOH0/+ e verificou-se que a constante cinética, k0, é mais elevada em elétrodos com terminações em hidrogénio, nos quais não se procedeu a qualquer modificação da superfície. Estes MEs não modificados foram também testados na deteção de Zn2+ onde se observou, por voltametria cíclica, que a detecção da redução deste ião é linear numa escala log-log na gama de 10-5-10-2 M em 5 mM NaCl. Realizaram-se também estudos em sistemas de corrosão modelares, em que os microeléctrodos foram usados como sensores amperométricos para mapear a distribuição de oxigénio e Zn2+ sobre um par galvânico Zn-Fe, com recurso a um sistema SVET (Scanning Vibrating Electrode Technique). Foi possível detetar, com resolução lateral de 100 μm, um decréscimo da concentração de O2 junto a ambos os metais e produção de catiões de zinco no ânodo. Contudo verificou-se uma significativa deposição de zinco metálico na superfície dos ME utilizados. Os MEs com superfície modificada por plasma de CF4 foram testados como sensores de oxigénio dissolvido. A calibração dos microeléctrodos foi efetuada simultaneamente por voltametria cíclica e medição óptica através de um sensor de oxigénio comercial. Determinou-se uma sensibilidade de ~0.1422 nA/μM, com um limite de deteção de 0.63 μM. Os MEs modificados com CF4 foram também testados como sensores amperométricos com os quais se observou sensibilidade ao oxigénio dissolvido em solução, tendo sido igualmente utilizados durante a corrosão galvânica de pares Zn-Fe. Em alguns casos foi conseguida sensibilidade ao ião Zn2+ sem que o efeito da contaminação superficial com zinco metálico se fizesse sentir. Os microeléctrodos tratados em plasma de CF4 permitem uma boa deteção da distribuição de oxigénio, exibindo uma resposta mais rápida que os não tratados além de maior estabilidade de medição e durabilidade. Nos MEs em que a superfície foi modificada com plasma de O2 foi possível detetar, por cronopotenciometria a corrente nula, uma sensibilidade ao pH de ~51 mV/pH numa gama de pH 2 a pH 12. Este comportamento foi associado à contribuição determinante de grupos C-O e C=O, observados por XPS com uma razão O/C de 0,16. Estes MEs foram igualmente testados durante a corrosão galvânica do par Zn-Fe onde foi possível mapear a distribuição de pH associada ao desenvolvimento de regiões alcalinas causadas pela redução do oxigénio, acima da região catódica, e de regiões ácidas decorrentes da dissolução anódica do ânodo de zinco. Com o par galvânico imerso em 50 mM NaCl registou-se uma variação de pH aproximadamente entre 4,8 acima do ânodo de zinco a 9,3 sobre o cátodo de ferro. A utilização pioneira destes MEs como sensores de pH é uma alternativa promissora aos elétrodos baseados em membranas seletivas.