交流阻抗法在细胞分析应用中的研究进展

交流阻抗法作为一种新型的无标记、全程动态、实时分析方法已在细胞研究中得到了广泛应用。本文综述了基于交流阻抗法进行细胞分析的研究新进展,重点对非法拉第阻抗谱法和法拉第阻抗谱法用于细胞分析的原理及应用进行了总结,主要包括交流阻抗法在细胞形态、细胞生长、细胞增殖、细胞凋亡以及作用于细胞的药效和毒性研究中的应用,并对其发展趋势进行了展望。     

用交流阻抗法研究胶体电解质的导电性能

一、绪言众所周知,铅酸蓄电池的发展已有一百多年的历史,广泛地应用于社会生活的各个方面。然而传统的铅酸蓄电池由于采用硫酸水溶液电解质,存在着漏酸、污染环境、自放电大和需要重复维护等缺点。为此,世界上许多国家正在     

肾上腺素电化学氧化的交流阻抗研究

肾上腺素是人体内的重要激素,为单胺类物质属儿茶酚胺系列.肾上腺素的生物合成中间产物多巴胺是脑神经递质,它们都具有很强的生理活性.七十年代以来,神经递质的在体(in vivo)电化学测定已有大量研究,而有关电化学氧化机理的研究报导却不多.对该类物质的电化学氧化机理进行研究,不仅有助于其在体电化学测定研究,也有助于揭示它在生理条件下的氧化机制.我们曾对肾上腺素在硫酸介质中,玻碳电极上的循环伏安特性进行过研究.结果表明,其循环伏安谱仅呈现出一对氧化-还原峰(E_(1/2):0.146mV);氧化峰和还原峰的谱形较为尖锐、对称性亦较强;其蜂电流与电势扫描速度v 成正比,而不是扩散物质的能斯特波中所表现出的那种v~(1/2)关系,即其谱图具有法拉第吸附/脱附的特征.在此基础上,本文对肾上腺素在该体系中的交流阻抗特性进行了研究,测得有关电极过程的一些动力学参数,初步推断了其电化学氧化的反应机理。     

直接甲醇燃料电池的交流阻抗谱分析*

由于能够提供比直流测试方法更为丰富的信息,交流阻抗图谱近些年被广泛的用于直接甲醇燃料电池的研究中。同PEMFC相比,直接甲醇燃料电池具有更为复杂的电极体系。本文通过对交流阻抗技术在直接甲醇燃料电池领域应用的几个关键技术问题的分析,并按照阻抗分析过程的具体的实施步骤加以组织,结合具体的应用实例以阐述交流阻抗谱在直接甲醇燃料电池的各个应用方面,包括电池的原位极化分析,反应机理的剖析,材料性能评估等。     

用交流阻抗法研究某些离子选择电极的响应特性

用交流阻抗法研究了两种液膜胆R汁酸电极和两种聚氯乙烯(PVC)膜钙离子选择电极. 从体电阻R_b和电荷传递电阻R_(ct)得到膜内离子迁移活化能E_a, 及电极的表观标准交换电流密度i°_0等信息. 结果表明: E_a比R_b更能反映离子在膜内迁移的情况, 离子在PVC膜中的迁移比在液膜中困难得多; i°_0能在一定程度上反映电极性能的优劣等。     

用交流阻抗法研究BCX电池的性能

研究Li/SOCl2电池和BCX电池贮存过程正极和负极的交流阻抗谱变化.结果表明,两种电池正、负电极的阻抗都随贮存时间的延长呈先增加而后大致稳定趋势,但如于电解液中添加BrCl,则可使该电极阻抗大大降低,Li电极的阻抗值比添加前降低了近一半,而玻碳电极的则从添加前的~100 kΩ降低到添加后的2kΩ左右;玻碳电极的阻抗值远大于Li电极,是电池的控制电极.     

交流阻抗谱在聚乙烯/碳黑导电复合材料导电机理研究中的应用

用交流阻抗谱论证了聚乙烯/碳黑(PE/CB)导电复合材料的网络导电机理,分析了热处理过程对复合材料电性能的影响。通过在不同频率和低电压下测定热处理前后及不同长度的导电复合材料样品的导电能力(A)、导电方式(B)和电阻值(Ra Rc),证明了材料内部存在着直通碳链、小间隙的碳链和大间隙的碳链,呈现三维网络导电结构。     

析氢反应动力的交流阻抗法研究

利用交流阻抗法测定析氢电化学动力参数，得到与极化曲线法一致的结果，为确定复杂析氢过程速决定步骤提供了判据。     

析氢反应动力学的交流阻抗法研究

利用交流阻抗法测定析氢电化学动力学参数，得到与极化曲线法一致的结果，为确定复杂析氢过程速率的决定步骤提供了判据。     

硅片表面多金属污染的交流阻抗表征

在接近氢氟酸实际应用浓度条件下, 利用交流阻抗技术研究了硅片表面金属微观污染行为, 在氢氟酸溶液中分别加入0.5和1 mg/g的铜、铁、镍、钙四种金属离子, 获得了硅片在单金属溶液中的特征交流阻抗谱, 并在此基础上研究了三种金属及四种金属共存时的特征交流阻抗谱, 通过等效电路的拟合估算了硅/氢氟酸界面电化学反应的动力学参数, 并结合扫描电镜形貌图探讨了不同类型的单金属和多金属对硅电化学行为的影响. 结果表明, 多金属微观污染是各种单金属协同作用的结果, 铜在硅片上发生电化学沉积, 直接导致硅片表面粗糙化. 铁对硅片表面的破坏严重, 同时影响铜的沉积. 镍的存在使硅片表面更容易氧化. 而钙通过在硅片表面形成氟化钙沉淀物可以钝化表面, 减缓铜在硅片表面的沉积.     

Impedance Analysis of Single Melanoma Cells in Microfluidic Devices

The electrical impedance analysis of single cells can provide information on cells’ pathological condition in various environments. Cell electrical properties are affected by factors such as the location, adhesion, and size of the cell. The proposed microfluidic device captures a single cell, maintains growth conditions, and allows single‐melanoma‐cell impedance to be measured using an impedance analyzer and a function generator. The rate of impedance variation (ROIV) can be used to determine cell growth conditions. Cellular apoptosis affects cell size and membrane surface area, and thus the electrical properties of cells. At 24 h without Antrodia cinnamomea (AC) addition, ROIV was 15.23 %, 17.04 %, and 12.60 % at temperatures of 34 °C, 37 °C, and 40 °C, respectively. At 24 h and 37 °C, ROIV was 17.04 %, 40.37 %, and 45.02 % for AC concentrations of 0, 20, and 40 µL/mL, respectively. The results show that the cell impedance variation of cells cultured without AC is much lower than that of cells cultured with AC. Regarding cellular morphology, with AC addition, the cells shrank obviously after 24 h, whereas they barely shrank without AC addition.     

Electrochemical Impedance Analysis of Thermogalvanic Cells

Thermogalvanic cells(also known as thermo-electrochemical cells) that convert waste heat energy to electricity are a new type of energy conversion device. However, the electron transfer kinetics and mass transfer of redox couples have not been thoroughly studied. Here, the ion reaction and charge transport in thermogalvanic cells are investigated by electrochemical impedance analysis. We first propose the detailed impedance model followed experimental verification on three types of electrode materials. Parameters including kinetic rate constants and ion diffusion coefficients for the electrodes are obtained by fitting the impedance data. Our study shows explicitly that impedance analysis can provide useful information on selecting suitable electrode materials for thermogalvanic cells.     

固体氧化物燃料电池电化学阻抗谱差异化研究方法和分解

电化学阻抗谱技术(EIS)在固体氧化物燃料电池(SOFC)中已获得广泛应用。在EIS分析过程中,研究者能够清楚地获得燃料电池内部因纯离子(电子)导电引起的欧姆电阻和因电化学过程、扩散作用引起的极化阻抗的大小,但是对于极化阻抗的构成缺乏进一步解析。本文选用传统的Ni-YSZ阳极支撑电池,通过改变测试温度、阳极运行气氛和阴极运行气氛,设计了一套完整的阻抗差异分析(ADIS)实验。并基于弛豫时间分布法(DRT)和阻抗差异分析法,系统地分析并解释了阻抗谱中各频率段对应阻抗的物理或(电)化学含义,将该类型电池阻抗谱以6个RQ并联电路予以拟合,为之后燃料电池性能稳定性的研究奠定基础。     

尖晶石锂锰氧化物电极首次脱锂过程的EIS研究

研究了尖晶石锂锰氧化物电极首次脱锂过程中的电化学阻抗特征. 通过选取适当的等效电路拟合实验所得的电化学阻抗谱数据, 获得了首次脱锂过程中固体电解质相界面膜(SEI膜)的电阻、电容以及电荷传递电阻、双电层电容等随电极极化电位的变化规律.     

Analytical and Numerical Modeling Methods for Electrochemical Impedance Analysis of Single Cells on Coplanar Electrodes

Impedance measurements provide basic electrical properties and are used to analyze the characteristics of electrochemical materials for biomedical applications. The extracellular fluid (ECF) in microfluidic devices greatly affects the accuracy of impedance measurements of cells. When a single cell is placed in large amounts of ECF, the electric current mostly passes through the ECF, not the cell. Hence, this work presents a modeling method that is demonstrated in numerical and analytical solutions for eliminating the effect of ECF in coplanar impedance sensors. The proposed modeling method uses fundamental formulas of circuits that include the electrical parameters of the ECF, cytoplasm, and cell membrane. Equivalent circuit models for the coplanar impedance sensor are established to simulate the impedance as well as the measured ones for excitation frequencies in the range of 11–101 kHz. According to the calculation result using the proposed modeling method, the cytoplasm resistance, membrane capacitance, medium resistance, and medium capacitance of HeLa (human cervix adenocarcinoma) cell are 13.5 kΩ, 122.6 pF, 27.9 kΩ, and 337.7 pF, respectively. Moreover, the electric current distribution in the coplanar impedance sensor is investigated using finite element method (FEM) simulation software. The variation in the impedance during measurements with the simultaneous application of an alternating‐current (AC) voltage amplitude of 0.4 V_pp in the fluid volume range of 9–144 µL is also studied.     

电泳法制备TiO_2纳米管/纳米颗粒复合薄膜的电化学阻抗谱分析(英文)

由于一维(1D)氧化钛纳米结构具有提高染料敏化太阳能电池(DSCs)中的电子传输性能从而进一步提高电池性能的特性,该领域吸引了越来越多研究者的关注.但是一维氧化钛纳米结构如何影响电子传输性能却少有报道.本研究利用电化学阻抗谱(EIS)分析来探索氧化钛纳米颗粒和纳米管复合薄膜的电子传输特性.使用两种不同尺寸(25和100nm)的纳米颗粒和纳米管作为原料,采用电泳沉积方法制备了氧化钛复合薄膜并研究了原料的组成对染料敏化电池的影响以获得最佳的组成.研究结果表明,在大颗粒的质量分数低于20%时,大颗粒的掺入有利于改善氧化钛薄膜的电子传递与电池性能.与完全由颗粒组成的薄膜相比,纳米管的加入有利于电子在氧化钛薄膜里的传输.纳米管、100nm颗粒及25nm颗粒的最佳质量比例为20:16:64.     

氢处理二氧化钛的光催化性能及电化学阻抗谱

通常可通过物理（浸渍法等）、化学方法（溶胶 -凝胶 ,电化学沉积法等）向光催化剂晶格中引入金属“小岛” ,以加速光生电子 -空穴的转移 ,提高改性后光催化剂的活性 [1].同时 ,运用物理和光电化学等手段研究半导体光催化剂的表面性质和光电化学性质 ,可以为评价这些改性光催化剂的活性和研究反应机理提供依据 [2,3].电化学阻抗谱 (EIS)方法是研究材料性质、化学 (特别是电化学 )过程和界面反应机理的有力工具 [4].本工作运用 EIS手段研究了纳米 TiO_2在氢气气氛下热处理后 TiO_2的阻抗谱特征同其光催化活性之间的关系 .1实验部分　　…     

三聚磷酸铝缓蚀性能的EIS研究(英文)

利用电化学阻抗谱研究了方解石及三聚磷酸铝环氧涂层的耐蚀性能 ,并提出了它们的作用机理 .结果表明 ,方解石只起体质颜料作用 ,不具备缓蚀性能 ;而三聚磷酸铝因在钢基表面作用形成致密的保护膜则表现出优良的缓蚀性能 .     

A3钢在缓蚀颜料提取液中的EIS研究

应用EIS研究了A3钢在不同 pH值的磷酸锌或三聚磷酸铝 3.5 %NaCl提取液中的腐蚀行为 .结果显示 ,相同条件下 ,A3钢的电阻值随溶液 pH值增加而增加 ,电容值则相反 .在磷酸锌3.5 %NaCl提取液中 ,因磷酸锌的溶解度太小 ,没有足够的量对金属基底A3钢进行有效的保护 .在 pH值为 6的三聚磷酸铝 3.5 %NaCl提取液中 ,A3钢表现出较明显的缓蚀现象 ,可能是因为三聚磷酸根离子与腐蚀产物Fe2 + 、Fe3+ 络合并在钢表面形成了一层致密的保护膜 ,从而有效地阻止了腐蚀介质的进一步入侵 .防蚀颜料的溶解度大小是决定它的缓蚀性能优劣的重要因素之一