扫描电化学显微镜在生物医学领域的应用研究进展

研究病变细胞和组织的异常表现可为理解重大疾病发生发展的病理机理和新型药物筛选提供重要参考.扫描电化学显微镜(Scanning electrochemical microscopy, SECM)是一种基于电化学原理的扫描探针显微镜,通过记录探针在样品表面扫描时的电流或电位等信息,对活细胞的形态和多种化学信息进行原位、实时...     

扫描离子电导显微镜的原理及应用

扫描离子电导显微镜(SICM)是一种扫描探针显微技术,通过测定超微玻璃管探针的离子电流,它能够非接触地扫描样品表面,进而研究样品的形貌及性质。SICM具有成像分辨率高、探针易于制备和对被成像物体无损伤等特点,特别适用于研究生理条件下的活体细胞,是一种与扫描电化学显微镜及原子力显微镜互补的扫描探针显微镜技术。SICM能够对软界面及表面,如活细胞表面的显微结构,进行高分辨率成像;并能够与其它技术联用,研究细胞形貌与功能的关系;还能控制沉积特定分子,实现纳米尺度的显微操作与加工。本文对SICM的发展历史、仪器构造、基本原理及应用进行了综述。     

SECM基本原理及其在金属腐蚀中的应用

扫描电化学显微镜（SECM）是一种具有较高空间分辨率的化学显微镜,在成像和动力学研究已经广泛应用. 本文简要介绍SECM基本原理,综述2009年以来SECM在腐蚀方面的应用,包括扫描成像和异相转移电子化学活性的研究,并简要介绍了作者课题组在SECM方面的研究工作,展望SECM在腐蚀研究的应用.     

纳米尺度扫描电化学显微镜的探针制备及在电催化氧和氢反应研究中的应用

扫描电化学显微镜是一种在检测样品表面物理形貌的同时能提供丰富的电化学信息的扫描探针技术,由于超微电极的引入,它可以高时空分辨率地探究各类样品的物理形貌和电化学性能之间的构效关系. 随着现代纳米科技的不断发展,扫描探针的尺寸也逐渐从亚微米发展到纳米级别. 与此同时,高效优选各类氧反应和氢反应电催化材料,明晰其电化学反应过程和性能是二十一世纪绿色新能源转换存储系统（如可再生燃料电池、金属空气电池等）的重要研究方向. 本文首先概括了可应用于扫描电化学显微镜的纳米级扫描探针的制备及发展,之后着重介绍了近四年纳米尺度扫描电化学显微镜在电催化氧反应和氢反应研究中的一些最新研究进展. 最后以点窥面,对未来纳米尺度扫描电化学显微镜的未来发展趋势作了展望.     

原位电化学扫描探针显微镜技术在电催化领域的应用进展（英文）

在电化学界面,电催化过程通常包括电子转移、吸附和脱附、静电相互作用、溶剂化及去溶剂化等多步过程,深入理解电催化反应机理极具挑战性.对纳米结构电化学界面(电极)处电催化过程的深入理解十分有助于阐明电催化反应机理和设计高性能电催化剂材料.电催化活性通常与电催化剂表面局域化的活性位点密切有关.在反应条件下,电催化反应过程的研究极大依赖于高分辨表征技术.经典的宏观电化学表征方法仅可以提供不同界面位点的平均信息,很难分辨一些特殊结构位点(如缺陷、晶界、边缘位点)的相关重要电化学信息.原位电化学扫描探针显微镜技术,包括电化学扫描隧道显微镜(EC-STM)、电化学原子力显微镜(EC-AFM)、扫描电化学显微镜(SECM)及扫描电化学池显微镜(SECCM),能够在纳米及原子尺度研究电催化反应过程,弥补了宏观表征方法的不足,为探究构效关系和解析电催化反应机理提供了机遇.本文介绍了各种扫描显微技术的基本原理、特点及优劣势,并且概述了各项技术在电催化领域研究的重大进展.EC-STM和EC-AFM能够原位表征电催化过程中的纳米尺度表面结构演变及吸附/脱附过程,但无法直接测量局部电化学活性(法拉第电流).通过S...     

欠电位沉积研究现状——II.欠电位沉积的研究方法及其应用

总结了主要的欠电位沉积(upd)的原位研究方法, 包括电化学研究方法(循环伏安(CV)、计时电流(CHR)和电化学阻抗谱(EIS))、界面分析方法(电化学石英晶体微天平(EQCM)和电化学扫描隧道显微镜/电化学原子力显微镜(ECSTM/ECAFM))及X射线分析技术(X 射线吸收谱(XAS)和表面X射线散射(SXS)). 根据这些研究方法, 总结和探讨了许多体系的upd特征, 分析了upd微观特征与宏观的测试结果的对应关系及其原理. 此外, 探讨了基于这些研究方法得出的关于upd的重要结论, 并对比分析了上述研究方法的优缺点. 在upd应用领域的研究方面, 主要从四个方面进行了概述, 涉及功能材料电合成、电分析应用、电化学原子层外延(ECALE)和表征贵金属(或纳米)材料电化学活性面积(ECSA), 并简析了上述应用研究中涉及的关于upd 过程的原理. 最后, 总结了upd研究方法和应用研究的现状并展望了其未来发展趋势.     

《单细胞分析》

单细胞分析是分析化学、生物学和医学多学科相互渗透发展形成的跨学科前沿领域。 分析化学新方法新技术丛书——《单细胞分析》，由武汉大学程介克教授等著。全书共分15章，全面系统地介绍了单细胞分析的各种方法，包括毛细管电泳、微流控芯片、多种光学显微镜（荧光显微镜、聚焦荧光显微镜、全内反射荧光显微镜、多光子荧光显微镜、荧光相关显微镜、近场扫描光学显微镜等）、扫描电化学显微镜、质谱成像、原子力显微镜、扫描隧道显微镜图像分析、阿达玛变换显微光谱及成像、肿瘤电化学及免疫分析、动力学分析、荧光及发光探针、纳米技术以及实时动态检测等新技术和新方法。     

原子力显微镜-荧光显微镜联用技术在活细胞单分子检测中的应用

原子力显微镜(Atomic force microscopy,AFM)及荧光显微镜(Fluorescence microscopy,FM)是目前活细胞单分子分析检测中最常用的两种工具.结合两种显微镜的优势,发展高时空分辨、多功能的AFM-FM联用技术成为近年该领域的研究热点.本文简述了AFM单分子力谱和FM单分子荧光成像的原理,总结了AFM-FM联用系统在仪器研制方面的发展概况,并结合本课题组在应用AFM-FM联用技术研究细胞膜上配受体相互作用等方面的工作,介绍了其在活细胞单分子检测中的应用进展.     

扫描电化学显微镜及其在界面电化学研究中的应用

对扫描电化学显微镜(Scanning Electrochemical Microscope，SECM)的发展及其在界面电化学中的研究应用进行了评述。介绍了SECM的工作原理以及常用的操作模式，并对SECM在液／液界面、固／液界面等方面的应用进行了总结。     

肿瘤细胞的原子力显微术成像及表征研究

本文简单介绍了原子力显微镜的发展史,以及原子力显微镜的工作原理、工作模式、活细胞在生理状态下的成像方式等,特别介绍了生物型原子力显微镜、高速原子力显微镜在生物学领域的研究及应用。原子力显微镜在扫描速度、扫描范围、扫描精度方面的不断改进将为肿瘤细胞学研究提供源源不断的动力。本文着重阐述了原子力显微术在肿瘤领域的研究进展,包括原子力显微镜在肿瘤细胞形貌学特性、硬度、粘弹性方面的研究现状,并对原子力显微镜在肿瘤诊断及抗肿瘤药物研发方面的应用前景进行了展望。