微电极制备、表面修饰及活体/单细胞电分析应用

微电极是指至少在一维尺度上不大于25μm的电极。微电极由于尺寸小而具有一些常规电极无法比拟的性质,如具有电流密度高、响应速度快、欧姆压降(iR降)小、信噪比高等特点。微电极特殊的性质使其在电化学测试中具有独特的优点和重要性,并在分析化学、生物学及医学等方面得到了广泛应用,尤其在生命分析领域如在单细胞检测和活体分析中具有众多重要的应用。微电极的设计制备是微电极电化学发展应用的关键,目前涌现出的制备微电极的技术有电化学刻蚀法、电沉积法、自组装技术、化学镀层技术等,这些制备方法为快速制备微电极提供了可能性。本文综述了近年来微电极的研究进展,包括微电极的特点、分类、制备方法及其单细胞检测和活体分析方面的应用,最后提出了微电极面临的挑战与发展方向。     

离子选择性微电极阻抗转换器的研制

离子选择性微电极是测量生物细胞中离子活度的新型工具。近年来,已研制成了多种离子的PVC液膜微电极。微电极的尖端直径小至1微米,甚至0.1微米,电极的内阻高达10~(11)Ω以上。因此需要非常良好的绝缘及高输入阻抗的测试仪器。国产FW-1型微电极放大器的输入阻抗为10~(12)Ω,还不能同10~(10)Ω以上的微电极配合使用。为了提高微电极的测量精度,本工作研制了微电极阻抗转换器。该转换器的输入阻抗为10~(14)Ω,输出阻抗小于1Ω。设计中采用特殊的电源自举电路,使工作电压浮动,大辐度提高了输入     

微电流法直接检测非电活性气体二氧化碳

基于非电活性气体CO_2在‘二甲亚砜/铂微电极’体系中定量的电还原反应,提出微电流法常温直接检测二氧化碳.在常规气敏微电极和硅一体化薄膜微电极器件上获得了满意的气敏响应特性:好的线性响应关系、灵敏度和响应速度.用硅微机械加工技术批量构制的薄膜微电极器件,既保持了微电极的全部优点,又实现了微电流器件结构的一体化,电流响应异常稳定和重现.     

一种修饰微电极的制备及其在维生素C测定中的应用

研究了一种新颖的微电极的制备方法。借此可以通过改变电极中的填充物质的种类与组成,简便地获得各种特性的修饰微电极。采用循环伏安法,以维生素C(Vc)为模型化合物,在不同pH条件下评价了所制备的4种微电极的性能。实验发现,相比未修饰玻碳电极,Vc在各种微电极上的峰电位都有明显下降,从而降低了Vc氧化产物因扩散慢而对电极的污染。同时,制备的4种微电极的峰电流密度相比未修饰玻碳电极,均有3至45倍的增加,并用不同扫描速率探索了Vc在不同掺杂微电极表面的电化学行为的差异。     

人血白蛋白对钙离子选择性微电极测定的影响

应用离子选择性微电极作生物体组织内的测定时,必须要了解生物体体液中成分对电极可能产生的影响。我们用钙离子选择性微电极测定了在生理浓度范围内人血清白蛋白存在下对钙离子选择性微电极测定的影响,获得了较好的效果。     

对神经递质多巴胺敏感的离子选择性微电极的研究

介绍了一种用于检测神经递质多巴胺的双通道离子选择性微电极。利用所合成的四对甲氧基苯硼－多巴胺活性材料,构建了对多巴胺敏感的液态膜微电极,该微电极的响应性和稳定性较好,一般无机离子和有机离子没有明显的干扰。     

一种全集成型阵列微电极的研制及表征

微电极技术是近十几年来发展起来的重要电化学分析研究方法.这种方法具有iR降小、建立稳态传质速度快和充电电流小等特点,尤其阵列微电极是将数十个微电极规则地组合成阵列,极大地增加了电流信号,可在普通伏安仪上使用,避免了配用高精度微电流仪所带来的困难,如将阵列微电极制成双工作电极形式,更具有旋转盘环电极的特点,从而把     

金微盘电极的加工和表征

微电极具有常规电极无法比拟的优良的电化学特性^[1,2].它包括单微电极和微电极阵列, 其中单微电极的整体尺寸小, 可用于微区分析研究. 目前微盘电极的工艺改善目标主要包括: 电极整体尺寸小、 电极材料和绝缘层之间的粘附性高及电极具有明确的和可重复的形状和尺寸等^[3]方面.     

用丝网印刷技术制备薄膜微电极的方法研究

对丝网印刷术在微电极制备方面的应用作了系统和详尽的描述,对绷网、制阳图底板、涂布感光胶、晒网、显影、坚膜、印刷等印制各步骤中所需注意事项和技巧作了总结。考察了标记方式、曝光时间、显影时间等的影响,并在优化条件下制成了微电极。用1mmol／L铁氰化钾在微电极上进行循环伏安扫描实验。结果表明,所制得的微电极条具有良好的电化学性能。用此方法可大批量制得廉价的适用于电化学研究和应用的微电极条。     

用于细胞检测的叉指微电极阻抗传感器研究进展

叉指微电极传感器具有体积小、成本低、响应快、灵敏度高、操作方便等优点,在细胞检测方面有广泛的应用。对近几年用于细胞检测的叉指微电极阻抗传感器的研究进行了综述。重点介绍了叉指微电极的不同结构、尺寸和表面修饰等对检测精度的影响,对叉指微电极细胞阻抗传感器的不足进行了总结,并对未来的发展进行了展望。     

钠离子选择性双管微电极及在生物医学中的适用性

钠离子选择性电极可用来测量体液及体表面钠离子进行疾病的诊断及监测,钠玻璃微电极巳用于研究心肌及神经细胞内钠离子的生理、病理作用^[1-4]。液膜型钠离子选择性微电极制作方便,内阻较小,亦有报导^[5]。本工作采用N,N′-双二苄基-3,6-二氧杂辛二酰胺为活性物质,癸二酸二丁酯为增塑剂研制了一种PVC膜钠离子选择性双管复合型微电极。探讨了该微电极在生物医学测量中的适用性。该微电极性能良好,对K⁺的选择性同文献报道的同类电极^[6]相近,而抗Ca²⁺、Mg²⁺等离子的干扰能力有较大的提高。     

冠醚化合物的合成——ⅩⅣ.二茂铁硫冠醚的合成及其银离子选择电极的研究

本文合成了两种类型6个二茂铁硫冠醚1—6,其中4—6是一类新型缩醛硫冠醚。将冠醚2—6作为传感活性物质研制成PVC膜银离子选择电报,其中以用冠醚4的电极性能最佳,对一价和二价干扰离子的选择性,远优于文献[1]结果。     

PVC膜电极的研究—Ⅳ.十一烯酸根药物电极的研制

十一烯酸系皮肤病外用药,其药典测定方法为酸碱滴定法。本文以季铵盐7402、336S作定城体,以PVC作支撑体,分别研制了十一烯酸根离子选择性电极。十一烯酸根电极尚未见报道。     

铜-丁二酮肟-四硼酸钠体系络合吸附波的研究

ΠpoxopoBa等曾研究铜-丁二酮肟(DMG)-氨缓冲溶液体系的dc极谱行为。他们认为pH9.35,铜离子浓度3.5×10^-4M,DMG浓度≤7×10^-4M时是个扩散波(E_1/2=-0.3V);当DMG浓度较大时,波呈峰形(E_p=0.5V),是个催化氢波。他们尚未研究该体系的灵敏度及其应用。我们用单扫示波极谱研究了铜-DMG-Na₂B₄O₇,体系的极谱行为。铜一DMG络合物在Na₂B₄0₇缓冲溶液(pH9.4)中还原,产生良好的示波极谱图,E_p=-0.34V(vs.SCE)。其峰电流与铜的浓度在5×10^-8-3×10^-8M范围成正比,并应用于污水中微量铜的测定。用连续变化法确定络合物的络合比Cu(II):DMG=1:2。用循环伏安法等手段研究该波的性质及其机理,并测定了不同铜浓度时体系的吸附量。实验表明,所研究体系的极谱波属于络合吸附波。     

饱和漆酚冠醚铊(Ⅰ)离子选择电极—冠醚结构与电极性能的关系

本文以8个不同结构的饱和漆酚冠醚(1～8)为传感活性物质,研制了10种铊(Ⅰ)离子选择电极,综合性能最好的为1号和4号两个电极。它们的线性响应范围分别为4×10^-7～5×10^-1和8×10^-7～1×10^-1mol/L TINO₃,检测下限分别为1×10^-7和6.5×10^-7mol/L TINO₃,对钾离子的选择优于文献报道的其它冠醚铊(Ⅰ)离子电极。     

铝在KOH溶液中的惰化

用恒电流充电曲线法研究了C_KOH、C_Al以及电流密度对铝电极惰化的影响,得到i～τ^-1/2之间符合如下的不稳定扩散方程: 曲线由不同斜率的两条直线组成,i_L系铝腐蚀产生H₂搅拌的影响。同时,还求得了几种KOH溶液中C_Al^S和D_Al的值。 实验结果表明:低电流密度区,惰化过程受Al(OH)₄^-扩散控制,由过饱和Al(OH)₄^-溶液中析出成相的Al(OH)₃或Al₂O₃膜,引起电极惰化。高电流密度区,除扩散外,还可能由电化学反应直接形成表面惰化层。     

苝醌/富勒烯C60超分子与电子给体的电子转移作用

利用紫外-可见吸收光谱、瞬态吸收光谱及X射线衍射等方法研究了苝醌染料竹红菌素镁离子配合物(Mg2+-HA)与富勒烯C60的相互作用. 结果表明, Mg2+-HA与C60在溶液和固体状态下都能够形成稳定的超分子. Mg2+-HA存在条件下, C60能够溶于多种极性溶剂, 在二甲基亚砜(DMSO)中的溶解度能够达到1×10^-4 mol·L^-1. 作为超分子体系中的光捕获分子, Mg2+-HA能显著地提高C60与N,N-二甲基苯胺(DMA)的光诱导电子转移反应效率, 生成的C60负离子自由基的电子自旋共振光谱(ESR)信号强度比未加入Mg2+-HA时增强了9倍左右.     

氧的阳极析出过程的研究Ⅰ.碱溶液中氧在铂、低碳钢电极上阳极析出动力学

本文用稳定的极化曲线法研究了碱溶液中氧在铂和低碳钢电极上的阳极析出过程,并研究了OH^-、Cl^-、CNS^-、Li⁺、Na⁺和K⁺等离子对过程的影响。稳态的动力学数据表明,氧在上述阳极析出过程的机理符合电化学放电的规律,过程的速率由第二电子转移步骤所控制,即MOH_ad+OH^-—→MO_ad+H₂O+e。     

稀土离子选择电极在非线性响应区域响应特性及其数学模拟

离子选择电极(ISE)通常是基于能斯特响应来测定离子活度或浓度的。每一种ISE都存在着一个线性电位响应区域。为了满足线性响应的要求,待测组份浓度,介质酸碱度及共存的其它组份均受到较严格的限制。而许多实际体系(如混合稀土萃取体系)十分复杂,不仅待测组份浓度高,而且共存组份多,酸度变化也较大,电极在这类体系中常呈非线性响应。本工作报导CeO₂膜稀土ISE在非线性响应区域对单一稀土和混合稀土的响应特性,和半经验数学模型的探讨。     

镍(Ⅱ)-硫代氨基脲体系的络合吸附波

利用Ni(Ⅱ)的络合吸附波测定微量镍,文献曾提出若干体系,但 Ni(Ⅱ)-硫代氨基脲(TSC)体系的络合吸附波尚未见报导。本文对该体系采用单扫示波极谱仪进行了试验,获得了灵敏的极谱波,并用多种方法探讨了该体系的机理,认为该极谱波是具有络合吸附波性质的催化前波。