微电极在电化学动力学研究中的应用

本文介绍了微电极在电化学动力学研究中的应用及优越性；论述了用微电极测定电化学动力学参数的原理和方法。     

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。     

石墨烯基微电极的制备及其在电化学传感中的应用

微电极由于灵敏度高、响应快、样品用量少、操作简便等特点,近年来在化学分析、生物医学、食品安全、环境检测等领域引起人们的广泛关注。 石墨烯具有超高的比表面积、优异的电子迁移率及良好的生物相容性等优点,近年来在电化学传感领域展示出巨大的发展前景。 本文围绕石墨烯基微电极的制备及其在电化学传感中的应用展开,总结了近年来国内外同行基于石墨烯修饰微电极和石墨烯微电极在重金属离子、多巴胺、葡萄糖、H₂O₂等分子检测方面取得的研究成果。 同时探讨了石墨烯基微电极在电化学传感方面面临的挑战和发展前景。     

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。     

LaNi4.7Al0.3单颗粒微电极电化学行为的研究

报道了一种单颗粒微电极制备新方法, 并研究了LaNi4.7Al0.3球形单颗粒微电极的电化学行为.     

三维立体结构微纳电极研究

基于体硅加工工艺和纳米材料技术,研制微电机系统(MEMS)尺度敏感微结构与纳米铂颗粒的复合结构,提高微电极电化学性能,制备具有三维立体微结构的安培型微电极传感器.利用硅的各向异性湿法腐蚀技术在毫米级的工作电极表面实现微米级的锥体形微池阵列,以H2O2为检测对象考察立体电极结构对传感器性能的改进效果,实验证明,立体结构的设计使传感器具有更低的检出限(8 μmol/L)及更高的灵敏度(在 0～200 μmol/L浓度范围内检测灵敏度提高约85%),且具有较好的线性和重复性.利用电化学方法在电极表面沉积铂黑,通过微观形貌分析和电化学特性考察,比较了在平面微电极和立体微电极上修饰纳米材料的效果.立体结构为电沉积铂纳米颗粒提供了更为理想的微环境,改善了纳米材料修饰的效果;立体结构微电极与纳米颗粒的尺寸效应相结合,进一步提高了电极的催化效率和电化学特性.     

硼掺杂金刚石微电极

介绍了金剐石各类微电极的制作方法和表征方法以及硼掺杂金刚石微电极(BDDME)的优异电化学特性,如宽电势窗口、低背景电流、极高的电化学稳定性等.对BDDME在毛细电泳、生物探测、痕量物质检测等方面的应用,以及BDDME的实验研究和实际应用前景进行了评述.     

聚吡咯涂层的电化学合成及对神经微电极电性能的影响

通过改变掺杂剂种类、反应时间、电流密度等合成条件, 在神经微电极表面通过电化学沉积一系列厚度及形貌不同的导电高分子聚吡咯(PPy)涂层. 通过X射线光电子能谱及扫描电子显微镜对所得涂层化学组成及形貌进行表征.研究了PPy涂层对神经微电极电性能的影响. 电化学阻抗谱表明, 在神经信号相关的1 kHz频率处, 神经微电极阻抗值可降低至原来的1/55. 循环伏安曲线表明, 随PPy合成时间加长或电流密度提高, 电极总电容量随之增大.     

毛细管电泳-电化学检测系统中微电极技术的最新进展

扩大检测范围和降低微电极的安置难度已成为进一步发展毛细管电泳 -电化学检测(CE-EC)技术的重要手段。该文评述了修饰微电极在CE-EC中的应用 ,介绍了能减小安装难度的电极安置新技术。参考文献38篇。     

研磨微电极在粉末材料电化学研究中的应用

用研磨抛光的方法制备了Φ0．1mm的Pt微盘电极(研磨微电极)。用这种研磨微电极研究强碱性溶液中Bi2O3的循环伏安行为时，通过SEM形貌分析和Bi元素X射线能谱分析，认为这种电极具有较高的稳定性。使用这种微电极对常粒Bi2O3、纳米Bi2O3进行了循环伏安研究。结果表明纳米Bi2O3比常粒Bi2O3具有更高的电化学活性。说明研磨微电极可以较好地应用于某些粉末材料的电化学研究中。     

纳米TiN修饰平面微电极阵列在神经信息双模检测中的应用

采用氮化钛(TiN)修饰平面微电极阵列(pMEA),对其性能进行改进,开展了离体神经电生理和神经递质电化学的检测研究。采用磁控溅射法在实验室自制微电极阵列上修饰具有纳米结构的TiN材料,修饰后的微电极阻抗降低近一个数量级,背景噪声基线降至±6μV,信噪比是修饰前的1.7倍。在SD大鼠离体脑片神经电生理信号检测中,信噪比可达10∶1,能分离提取±12μV的微弱信号。神经递质多巴胺电化学信号检测下限达50 nmol/L(信噪比2∶1),浓度在0.05~100μmol/L内与电流响应的线性相关系数为0.998。实验结果表明,在微电极表面修饰纳米TiN,降低了微电极阻抗,提高了信噪比,实现了对神经信息微弱信号的检测。     

2010 Pittcon会议(Ⅲ)

电分析化学学会组织的特邀报告(电化学与材料)组有:(1)A Bralter-Toth等,微电极的傅里叶转换伏安法——原理与应用;(2)N Kim,单壁碳纳米管的扫描电化学显微术;(3)P J Kalesza等,高效率生物电催化集成系统的研发与特性鉴定;(4)B J Marguis等,暴露在可变物理性能的贵金属纳米材料下,进行塔电池的改变的衰减功函数的电化学分析;(5)A Karomerich等,可能应用于神经刺激与传感的、导电聚合物改性的电极;(6)Y SSingh等,活体伏安法的长期稳定性与准确性的因素——碳纤维微电极涂层;(7)J G Roberts等,碳纤维微电极电化学预处理引起的表面改变的研究;(8)A Polpke等,碳纳米管阵列的提高功能化的处理。     

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     

同多酸和杂多酸修饰微电极的电化学研究 Ⅶ.磷钒钼杂多酸薄膜修饰微电极和杂多酸/聚苯胺薄膜修饰微电极的制备和电化学性质

本文详细描述了磷钒钼杂多酸（PV2Mo10）极薄膜修饰碳纤维（CF）微电极和PV2Mo10／聚苯胶（PAn）薄膜修饰微电极的制备及其电化学性质。     

LiFePO4单颗粒电化学本征性能的快速精确评测

通常需要将电活性材料与导电剂、粘接剂等辅助物质混合后,制成复合电极来评测材料的电化学性能,但辅助物质和复合电极结构可能影响评测结果的准确性. 由于单颗粒微电极可选取单一颗粒进行测试,无需加入添加剂材料,因此,采用单颗粒微电极评测材料性能可以得到材料的本征性能. 同时,单颗粒微电极还可以实现对材料的快速、精确评测. 本文利用单颗粒微电极方法测试了球形LiFePO4颗粒的循环伏安特性、循环稳定性和动力学性能. 结果表明,单颗粒微电极可以20 mV?s-1的速率快速扫描、精确测试,测得锂离子在该颗粒中的扩散系数约为2.4 ~ 3.2?10-11 cm2?s-1,电化学反应的控制步骤为锂离子的固相扩散控制. 另外,LiFePO4颗粒在该单颗粒微电极构成的电池中表现出良好的循环稳定性. 这些显示了单颗粒微电极在电极材料特性研究中的可行性.     

粉末微电极——Ⅱ. 完全不可逆电极反应体系

在完全不可逆电极反应体系(氧和亚硫酰氯还原)中研究了粉末微电极的行为。可以用微多孔电极模型解释测得的实验结果, 粉末微电极技术可以广泛用于研究各种粉末催化剂的电催化行为并可能制备高灵敏、响应快的微型电化学传感器。     

微电极上单核沉积的现场电化学原子力显微镜研究

用现场电化学原子力显微镜（ＥＣＡＦＭ）观察玻碳微电极上银单核电化学成核与生长的不同阶段的行为,结果表明银单核在玻碳边缘生成以（１００）面择优的晶粒,证实了成核过程强烈地信赖于玻碳棋底的状态,有成核历史的基底沉积多核,经特殊方法“清洗”的基底沉积单核,本工作首次把ＥＣＡＦＭ应用于微电极系统的研究,对微是极上的单核生长进行实时观察;同非现场测量进行比较,演示一种轩单晶微电极的可行方法。     

同多酸和杂多酸修饰微电极的电化学研究——Ⅶ.磷钒钼杂多酸薄膜修饰…

本文详细描述了磷钒钼杂多酸（ＰＶ２Ｍｏ１０）极薄膜修饰碳纤维（ＣＦ）微电极和ＰＶ２Ｍｏ１０／聚苯胺（ＰＡｎ）薄膜修饰微电极的制备及其电化学性质。     

采用粉末电极技术改善葡萄糖氧化酶电极的抗干扰性能

研究了对电流型ＧＯＤ电极有干扰作用的抗坏血酸、尿酸、Ｌ－半胱氨酸和对－乙酰氨基苯酚在铂、玻碳以及由Ｋｅｔｊｅｎｂｌａｃｋ碳黑填制的粉末微电极上的电化学行为。结果表明：由于这些杂质的电化学活性较高,难以通过选择电极材料及改变工作电位来完全避免它们的干扰作用。然而,抗坏血酸、尿酸及对－乙酰氨基苯酚在粉末微电极上极限电流是由电极端面液相中的扩散传质所控制的,只与电极的表现直径有关而与其真实表面积无关,因而采用粉末微电极技术可明显地提高ＧＯＤ电极的信噪比。     

用于细胞检测的微电极传感器设计及传感分析

本文针对肿瘤细胞的活性检测、神经细胞的神经递质检测与巨噬细胞等的氧化损伤检测等细胞检测中的核心问题,简要介绍电化学生化传感器和传感方法在细胞检测领域的应用和发展,重点对不同微电极结构的电化学传感器的设计制作、细胞检测方法及应用进展进行了综述。电化学生化传感器从单一检测电极向集成多功能和阵列式电极发展,从单个电极传感检测模式向芯片集成微电极式传感系统发展,而在其生物相容性、检测限和检测效率等方面尚需进一步提升和拓展。基于微机电系统(MEMS)技术制作的微电极研制,电极表面的多种化学和生物修饰的敏感膜研究,从硅基到聚合物柔性基底电极的材料拓展,小体积、植入式、可穿戴式的电化学生化传感器研制等是目前发展的方向,其在临床检验、精准医疗、运动健康监测、老年健康服务等诸多领域中显示出巨大的应用前景。