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微电极技术综述

 張小姐

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微电极是60年代发展起来的,并在电化学及电分析化学中显示了广阔的应用前景。随着电化学及微系统相关技术的迅猛发展,微电极在生物电化学、能源电化学、光谱电化学、生命科学及所涉及的相关学科如生物学、细胞生物学、免疫学、环境分析与监测等各个领域被广泛使用,尤其是在新兴的纳米技术和基因工程中占重要的地位。目前运用微电极,首先需要解决微电极的直径尺寸和改进伏安技术问题。但是,随着微电极直径的变小,会使有关电化学表面现象和基本问题发生变化如吸附、钝化、电泳、电渗透等。科学技术在不断地进步,解决以上问题,才能充分利用微电机技术,提高微电极技术的应用范围。

微电极是指其大小为微米级或更小的电极的总称,按电极尺寸不同可分为常规微电极和超微电极。超微电极是指电极的一维尺寸为微米或纳米级的一类电极,具有许多优良的电化学特性:①传质速率高;②响应时间短;③欧姆压降IR小;④电流密度高;⑤性噪比高。 微电极这些优点使其在分析化学中有广泛的应用,如可做离子选择电极;作为气体传感、生物传感器;可用于临床分析、环境、检验食品新鲜程度等。其中,纳米电极适用于高阻抗体系、超临界液体、固体甚至气体介质的研究,可测的电子转移反应速率常数比用其他电化学方法所能测的快两个数量级。

选择性微电极技术是一种不仅能直接测定活的生物细胞或细胞器内的离子或分子活度,而且能对活的生物相邻的位置、功能和代谢速率可能不同的特定微区细胞表面的离子或分子流分别测定的电生理方法。具有操作简便、实时、非入侵性(测定移动速率时)、灵敏度高等优点。

导航微电极是当今妇科微创的前沿技术,用电子声影导航仪立体定位卵巢囊肿的具体位置,运用细如发丝的微电极置入囊腔里,吸出积液,同时发挥电离作用,使病灶组织细胞失活,一次性即可达到消除囊肿的目的,具有创伤小、疼痛轻、恢复快、住院时间短、花费少等优点。

微电极的进一步发展就是纳米级,而纳米技术是当今的热门学科,在纳米技术运用于电化学研究中,微电极的发展起着至关重要的作用。微电极的发展必然会带动一些相关技术的发展,如电子学、材料科学、微系统、微加工技术、微流控技术、计算机科学。因此,微电极的发展潜力是可以进一步挖掘的。我们要应用已有的科学技术,克服微电极使用时的限制,扩大其使用范围。

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