做循环伏安,与紫外分光的联机的电化学工作的仪器有?
请问电化学检测器和紫外检测器的区别,或者是各自优缺点?我对液相的知识懂的很少,想利用这个平台学点东西
请教各位大神,有没能和紫外分光可见联机的电化学工作站?
请问在便携式气体分析仪器中,电化学法和非分散红外(紫外)法法各有什么优缺点。
我要做电化学紫外联用,请问哪里有铂网电极卖啊!
液相色谱连接紫外和电化学检测器(LC-UV-ECD),先流经紫外,再流经电化学检测器。原来我用普通的C18柱子做的,紫外图有拖尾现象,而电化学图拖尾很严重;最后我换了碳载量搞的柱子做,结果紫外不拖尾了,电化学图仍旧拖尾!我以为是两个检测器串联死体积太大的缘故,于是我就把紫外去掉直接接电化学检测器,结果电化学图还是拖尾,没有任何改变!是不是电化学检测器有问题,请高手指点!备注:我测得样品:黄芩苷和 槲皮素 流动相:甲醇:缓冲液(NH4HCOO/HCOOH PH = 3.0) = 60:40 电化学图谱:黄芩苷拖尾 槲皮素拖尾更严重 而且都比较宽 我的样品都是50ppm 进样量:10微升
版主,各位高人,电化学中的检测限究竟怎么得到来?几乎所有的文章中给出线性关系方程就给出了检测限(3s/N),但是检测限究竟怎么得来的?似乎所有的人都知道,但就是不说清楚。有趣的是我问了很多同行,却没有谁能说出个所以然来。因为我们都知道,电化学测量,比如CHI的CV,DPV的峰电流对应相应的浓度,很多体系中零浓度时是没有峰电流的,不像其他的仪器,如红外,紫外等能直接给出仪器的噪音,那么这里3s/N中的s 究竟是如何得来的呢?平行测定多次,还是线性关系给出的,还是?望畅所欲言,不吝指教!
大家好!我遇到这样一个难题:我的毕业论文要检测的指标是大鼠单胺类递质,要用高效液相-电化学检测法或荧光检测法才行,可是我能用的高效液相仪上却只有紫外检测器,我该怎么办?请哪位高人帮我出个主意,本人将十分感谢,或者是能帮我检测一下咱们商讨一下费用的问题,多谢!!!!!!!!!
版主,各位高人,电化学中的检测限究竟怎么得到来?几乎所有的文章中给出线性关系方程就给出了检测限(3s/N),但是检测限究竟怎么得来的?似乎所有的人都知道,但就是不说清楚。有趣的是我问了很多同行,却没有谁能说出个所以然来。因为我们都知道,电化学测量,比如CHI的CV,DPV的峰电流对应相应的浓度,很多体系中零浓度时是没有峰电流的,不像其他的仪器,如红外,紫外等能直接给出仪器的噪音,那么这里3s/N中的s 究竟是如何得来的呢?平行测定多次,还是线性关系给出的,还是?望畅所欲言,不吝指教!
一、电化学水处理技术的发展概况 20世纪60年代初期,随着电力工业的迅速发展,电解法开始引起人们的注意。传统的电解反应器采用的是二维平板电极, 这种反应器有效电极面积很小,传质问题不能很好地解决。而在工业生产中,要求有高的电极反应速度,所以客观上需要开发新型、高效的电解反应器。 1969 年, Backnurst等提出流化床电极(Fluid Bed Electrode简称FBE) 的设计。这种电极与平板电极不同,有一定的立体构型,比表面积是平板电极的几十倍甚至上百倍,电解液在孔道内流动,电解反应器内的传质过程得到很大的改善。 1973年,M.Fleischm amm与F.Goodridge等研制成功了双极性固定床电极(Bipolar Packed Bed Electrode简称BPBE)。内电极材料在高梯度电场的作用下复极化,形成双极粒子,分别在小颗粒两端发生氧化-还原反应,每一个颗粒都相当于一个微电解池。由于每个微电解池的阴极和阳极距离很小,迁移就容易实现。同时,由于整个电解槽相当于无数个微电解池串联组成,因此效率大大提高。二、电化学水处理技术 电化学水处理技术的基本原理是使污染物在电极上发生直接电化学反应或间接电化学转化,即直接电解和间接电解。1.直接电解 直接电解是指污染物在电极上直接被氧化或还原而从废水中去除。直接电解可分为阳极过程和阴极过程。阳极过程就是污染物在阳极表面氧化而转化成毒性较小的物质或易生物降解的物质,甚至发生有机物无机化,从而达到削减、去除污染物的目的。阴极过程就是污染物在阴极表面还原而得以去除,主要用于卤代烃的还原脱卤和重金属的回收。2.间接电解 间接电解是指利用电化学产生的氧化还原物质作为反应剂或催化剂,使污染物转化成毒性更小的物质。间接电解分为可逆过程和不可逆过程。可逆过程(媒介电化学氧化)是指氧化还原物在电解过程中可电化学再生和循环使用。不可逆过程是指利用不可逆电化学反应产生的物质,如具有强氧化性的氯酸盐、次氯酸盐、H2O2和O3等氧化有机物的过程,还可以利用电化学反应产生强氧化性的中间体, 包括溶剂化电子、HO、HO2、O2-等自由基。另外根据具体的使用方法还可分为:1.电凝聚电气浮法 在外电压作用下,可溶性阳极(铁或铝)被氧化产生大量阳离子继而形成胶体使废水中的污物凝聚,同时在阴极上产生的大量氢气形成微气泡与絮粒粘附在一起上浮,这种方法称为电凝聚电气浮。在电凝聚中,常常用铁铝做阳极材料。2.电沉积法 利用电解液中不同金属组分的电势差,使自由态或结合态的溶解性金属在阴极析出。适宜的电势是电沉积发生的关键。无论金属处于何种状态,均可根据溶液中离子活度的大小,由能斯特方程确定电势的高低,同时溶液组成、温度、超电势和电极材料等也会影响电沉积过程。3.电化学氧化 电化学氧化分为直接氧化和间接氧化两种,属于阳极过程。直接氧化是通过阳极氧化使污染物直接转化为无害物质;间接氧化则是通过阳极反应产生具有强氧化作用的中间物质或发生阳极反应之外的中间反应,使被处理污染物氧化,最终转化为无害物质。对于阳极直接氧化而言,如反应物浓度过低会导致电化学表面反应受传质步骤限制 对于间接氧化,则不存在这种限制。在直接或间接氧化过程中,一般都伴有析出H2 或O2 的副反应,但通过电极材料的选择和电势控制可使副反应得到抑制。4.光电化学氧化 通过半导体材料吸收可见光和紫外光的能量,产生“电子-空穴”对,并储存多余的能量,使得半导体粒子能够克服热动力学反应的屏障,作为催化剂使用,进行一些催化反应。5.电渗析 依靠在电场作用下选择性透过膜的独特功能,使离子从一种溶液进入另一种溶液中,达到对离子化污染物的分离和浓缩。利用电渗析处理金属离子时并不能直接回收到固体金属,但能得到浓缩的盐溶液,并使出水水质得到明显改善。目前研究最多的是单阳膜电渗析法。6.电化学膜分离 利用膜两侧的电势差进行的分离过程。常用于气态污染物的分离。三、电化学水处理技术的优点 (1) 过程中产生的OH自由基可以直接与废水中的有机污染物反应, 将其降解为二氧化碳、水和简单有机物, 没有或很少产生二次污染,是一种环境友好技术(Environm ent Friendly Technology); (2) 能量效率高, 电化学过程一般在常温常压下就可进行; (3) 电化学方法既可以单独使用, 又可以与其他处理方法结合使用, 如作为前处理方法, 可以提高废水的生物降解性; (4) 电解设备及其操作一般比较简单, 费用较低。
我们用的在线设备是紫外差分方法测定二氧化硫,测定值在200-300.再用便携式设备比对测定时,检测数值在700-800.便携式设备为青岛涝应设备,电化学方法。在网上查一些资料显示,样品中含有一定量的一氧化碳会对电化学方法检测有影响,有没有遇到这种情况的,另外一氧化碳怎么对电化学方法测定二氧化硫影响的。经检测,样品中一氧化碳浓度在12000mg/m3。
刚买了一台Zahner Im6ex电化学工作站,但不知如何验收?卖方说只需要用仪器自带的模拟电化学池测一下就可以了,我现在有些拿不准!高手指教啊!!!!!!!!另外,什么是法拉第笼?(卖方说是测高阻抗体系用)有卖现货的吗?价格是多少?还有一个很弱的问题:做电化学实验除了准备电极外,是否用烧杯就可以完成实验?还需要准备什么东西呢?
论文题目:液相注射氯苯类污染物的电化学检测方法研究发表文章题目:Electrochemical DNA biosensor for screening of chlorinated benzene pollutants论文内容及概述:本论文的研究目的及意义:氯苯类污染物严重威胁着人类的健康,引起了社会极大的关注。目前多采用传统色谱方法对其进行检测,然而传统液相色谱检测仪器昂贵,需要复杂的样品预处理,很难实现样品的现场检测。我们设计了新型的液相泵系统注射氯苯类污染物样品到电化学DNA传感器检测池的检测方法。电化学DNA传感器结合了DNA和电化学的优点,总体来说,包括以下几个方面的优势:1)、特异性好,DNA分子双链之间通过特定的碱基配对而具有非常高的特异性识别能力。2)、稳定性好,离体DNA比多数蛋白质(酶)分子的热稳定性好,制成的传感器可以保存较长时间。3)、制备简单,可以大批量合成。4)、电化学响应快,操作比较简便。5)、灵敏度高,成本低廉,适合大批量筛查检测。然而电化学方法直接检测DNA产生的响应信号较低,微弱的响应信号容易受到噪声干扰,发生基线偏移,降低了仪器的灵敏度。而环境中基因毒性化合物的浓度低,引起的电信号变化不明显。本研究使用亚甲基蓝作为信号分子探针增大DNA电化学传感器的灵敏度,使得低至皮摩尔浓度的氯苯类化合物产生的电信号变化也能够被检测到。该检测方法不需要复杂的样品预处理,检测限低,仪器设备简单便携,能够实现环境中氯苯类污染物的现场检测,具有很好的应用前景。此外我们以六氯苯为模拟底物,通过紫外可见光谱和石英晶体微天平方法研究了六氯苯与DNA的作用原理;对氯苯类污染物引起人体健康危害的机理研究具有很好的参考价值。
[color=#00008B][B]序言:[/B]电化学分析是仪器分析的一个重要分支,也是很大的一类,在之前也是大家广泛研究的对象。而电化学本身是建立在溶液电化学性质基础上的一类分析方法,即利用物质在其溶液的电化学性质及其变化规律进行分析。然而其他的分析化学都在不断的向前发展,而电化学缺停步不前,面临着逐渐被人忽视的尴尬境界,面对如此的情景,您觉得我们的电化学该何去何存?我们的电化学该研究些什么内容?电位分析?电解?库仑?极谱?伏安?电导?欢迎大家前来讨论~也欢迎您申请电化学的斑竹~[/color][B]电化学性质:[/B]是指溶液的电学性质(如电导、电量、电流等)与化学性质(如溶液的组成、浓度、形态及某些化学变化等)之间的关系。[B]其主要内容:[/B][color=#DC143C][B]电位分析、电解、库仑分析、极谱分析、溶出伏安法、电导分析等[/B][/color]。
111112221前言电化学噪声(Electrochemicalnoise,简称EN)是指电化学动力系统演化过程中,其电学状1,2态参量(如:电极电位、外测电流密度等)的随机非平衡波动现象.B.A.TЯΓaЙ等1967年3首先注意到了这个现象,之后,电化学噪声技术作为一门新兴的实验手段在腐蚀与防护科4~11学领域得到了长期的发展.电化学噪声的起因很多,常见的有腐蚀电极局部阴阳极反应活性的变化、环境温度的改变、腐蚀电极表面钝化膜的破坏与修复、扩散层厚度的改变、表面膜1,12~20层的剥离及电极表面气泡的产生等.迄今为止,已有很多技术用于表征电极的界面状态,但是它们都存在着各自不同的缺陷.例如:基于真空技术的低能电子衍射法(LEED)和俄歇电子能谱法(AES)等以及基于电磁波原理的椭圆偏光法(Ellipsometry)和扩展X-射线吸收精细结构技术(EXAFS)等诸多光学方法15,21~25都不能对电极腐蚀现象进行原位观察 基于对研究电极施加外界扰动信号的极化曲线法等传统电化学研究方法则可能因为外加信号的介入而影响腐蚀电极的腐蚀过程,同样无26,27法对被测体系进行原位监测.而电化学噪声技术相对于诸多传统的腐蚀监测技术(如:重量法、容量法、极化曲线法和电化学阻抗谱等)具有明显的优良特性.首先,它是一种原位无损的监测技术,在测量过程中无须对被测电极施加可能改变腐蚀电极腐蚀过程的外界扰28~3126动 其次,它无须预先建立被测体系的电极过程模型 第三,它无须满足阻纳的三个27,32基本条件 最后,检测设备简单,且可以实现远距离监测.2电化学噪声的分类根据所检测到的电学信号视电流或电压信号的不同,可将电化学噪声分为电流噪声或电33~36压噪声.1,29,37,38根据噪声的来源不同又可将其分为热噪声、散粒效应噪声和闪烁噪声:(1)热噪声是由自由电子的随机热运动引起的,是最常见的一类噪声.电子的随机热运动带来一个大小和方向都不确定的随机电流,它们流过导体则产生随机的电压波动.但在没有外加电场存在的情况下,这些随机波动信号的净结果为零.1928年贝尔实验室的J.B.Johnson首先对热噪声进行了详细地实验研究(所以热噪声又称为约翰逊噪声),之后,H.Nyquist根据热力学原理在理论上对其进行了大量探讨.实验与理论结果表明,电阻中热噪声电压的均方值2E[VN]正比于其本身的阻值大小(R)及体系的绝对温度(T):2E[VN]=4KBTRΔυ(1)式中,V是噪声电位值,Δυ是频带宽,KB是Boltzmann常数[KB=1.38×(-23)J/K.上式在13直到10Hz频率范围内都有效,超过此频率范围后量子力学效应开始起作用.此时,功率谱将按量子理论预测的规律而衰减.热噪声的谱功率密度一般很小,例如,1MΩ的电阻在室温298K时所产生的热噪声的谱2功率密度的最大值仅为0.0169μV/Hz.因此,在一般情况下,在电化学噪声的测量过程中,热噪声的影响可以忽略不计.热噪声值决定了待测体系的待测噪声的下限值,因此当后者小于监测电路的热噪声时,就必须采用前置信号放大器对被测体系的被测信号进行放大处理.(2)散粒效应噪声是Schottky于1918年研究此类噪声时,用子弹射入靶子时所产生的噪声命名的.因此,它又称为散弹噪声或颗粒噪声.在电化学研究中,当电流流过被测体系时,如果被测体系的局部平衡仍没有被破坏,此时被测体系的散粒效应噪声可以忽略不计.然而,在实际工作中,特别当被测体系为腐蚀体系时,由于腐蚀电极存在着局部阴阳极反应,整个腐蚀电极的Gibbs自由能ΔG为:ΔG=-(Ea+Ec)zF=-E外测zF(2)式中,Ec和Ea为局部阴阳极的电极电位,E外测为被测电极的外测电极电位,z为局部阴阳极反应所交换的电子数,F为Faraday常数.所以,即使外测E外测或流过被测体系的电流很小甚至为零,腐蚀电极的散粒效应噪声也决不能忽略不计.散粒噪声类似于温控二极管中由阴极发射而达到阳极的电子在阳极所产生的噪声.Schottky从理论上证明了该噪声符合下列公式:2E[IN]=2eI0Δυ(3)式中,e为电子电荷,等于1.59×(-19)C,I0为平均电流.在电化学研究中,e应该用q代替,而q是远大于电子电荷的电量.例如,在单晶Ag的电结晶过程中,q相当于在基体表面上生长一单层Ag所需的电荷 在电极腐蚀过程中,q相当于一个孔蚀的产生或单位钝化膜的破坏所消耗的电量.公式(3)在频率小于100MHz的范围内成立.热噪声和散粒噪声均为高斯型白噪声,它们主要影响频域谱中SPD曲线的水平部分.α(3)闪烁噪声又称为1/f噪声,α一般为1、2、4,也有取6或更大值的情况.与散粒噪声一样,它同样与流过被测体系的电流有关、与腐蚀电极的局部阴阳极反应有关 所不同的是引起26散粒噪声的局部阴阳极反应所产生的能量耗散掉了,且E外测表现为零或稳定值,而对应于极局部腐蚀部位的修复而正移 如果在恒压情况下测定,则在电流-时间曲线上有一个正的脉冲尖峰.关于电化学体系中闪烁噪声的产生机理有很多假说,如“时间常数假说”和“渗透理论假说”等,但迄今能为大多数人接受的只有“钝化膜破坏/修复”假说.该假说认为:钝化膜本身就是一种半导体,其中必然存在着位错、缺陷、晶体不均匀及其它一些与表面状态有关的不规则因素,从而导致通过这层膜的阳极腐蚀电流的随机非平衡波动,于是导致电化学体系中产生了α3类似半导体中1/f噪声.闪烁噪声主要影响频域谱中SPD曲线的高频(线性)倾斜部分.3电化学噪声的测定28,41电化学噪声的测定可以在恒电位极化或在电极开路电位的情况下进行.当在开路电位下测定EN时,检测系统一般采用双电极体系,它又可以分为两种方式:同种电极系统和异种电极系统:(1)传统测试方法一般采用异种电极系统,即一个研究电极和一个参比电极.参比电极一般为饱和甘汞电极(SCE)或Pt电极,也有采用其它形式的参比电极的(如Ag-AgCl参比电极42-47等).电化学噪声用参比电极的选择原则为:除了符合作为参比电极的一般要求以外,还1,44要满足电阻小(以减少外界干扰)、电位稳定和噪声低等要求.(2)同种电极测试系统是近年才发展起来的,它的研究电极与参比电极均为被研究的材48,49料.研究表明:电极面积影响噪声电阻,采用具有不同研究面积的同种电极系统测定体系27的电化学噪声时有利于获取电极过程的机理.当在恒电位极化的情况下测定EN时,一般采用三电极测试系统.在双电极测试系统的基础上外加一个辅助电极给研究电极提供恒压极化.3测试系统应置于屏蔽相中,以减少外界干扰.应采用无信号漂移的低噪声前置放大器,1特别是其本身的闪烁噪声应该很小,否则将极大程度地限制仪器在低频部分的分辨能力.4电化学噪声的分析411频域分析电化学噪声技术发展的初期主要采用频谱变换的方法处理噪声数据,即将电流或电位随时间变化的规律(时域谱)通过某种技术转变为功率密度谱(SPD)曲线(频域谱),然后根据SPD曲线的水平部分的高度(白噪声水平)、曲线转折点的频率(转折频率)、曲线倾斜部分的斜率和曲线没入基底水平的频率(截止频率)等SPD曲线的特征参数来表征噪声的特性,探寻电极过程的规律.常见的时频转换技术有快速傅立叶变换(FastFourierTransform,FFT)、最大熵值法(MaximumEntropyMethod,MEM)、小波变换(WaveletsTransform,WT).特别是其中的小波变换,它是傅立叶变换的重要发展,既保留了傅氏变换的优点又能克服其不足.因此,它代表了电化学噪声数据时频转换技术的发展方向.在进行噪声的时频转换之前应剔除噪声的直流部分,否则SPD曲线的各个特征将变得模糊不清,影响分析结果的可靠性.15,50,51(1)傅立叶变换(FFT)傅立叶变换是时频变换最常用的方法.假设信号为s(t),则由该信号经Fourier变换后得1-ωjt2到频谱s(ω)=s(t)edt,及其相应的能量密度频谱(频率密度)P(ω)=|s(ω)|.根∫39,40闪烁噪声的E外测则表现为具有各种瞬态过程的变量.局部腐蚀(如孔蚀)能显著地改变腐蚀电极上局部微区的阳极反应电阻值,从而导致Ea的剧烈变化.因此,当电极发生局部腐蚀时,如果在开路电位下测定腐蚀电极的电化学噪声,则电极电位会发生负移,之后伴随着电
电化学生物传感器 传感器与通信系统和计算机共同构成现代信息处理系统。传感器相当于人的感官,是计算机与自然界及社会的接口,是为计算机提供信息的工具。 传感器通常由敏感(识别)元件、转换元件、电子线路及相应结构附件组成。生物传感器是指用固定化的生物体成分(酶、抗原、抗体、激素等)或生物体本身(细胞、细胞器、组织等)作为感元件的传感器。电化学生物传感器则是指由生物材料作为敏感元件,电极(固体电极、离子选择性电极、气敏电极等)作为转换元件,以电势或电流为特征检测信号的传感器。图1是电化学生物传感器基本构成示意图。由于使用生物材料作为传感器的敏感元件,所以电化学生物传感器具有高度选择性,是快速、直接获取复杂体系组成信息的理想分析工具。一些研究成果已在生物技术、食品工业、临床检测、医药工业、生物医学、环境分析等领域获得实际应用。 根据作为敏感元件所用生物材料的不同,电化学生物传感器分为酶电极传感器、微生物电极传感器、电化学免疫传感器、组织电极与细胞器电极传感器、电化学DNA传感器等。(1) 酶电极传感器 以葡萄糖氧化酶(GOD)电极为例简述其工作原理。在GOD的催化下,葡萄糖(C6H12O6)被氧氧化生成葡萄糖酸(C6H12O7)和过氧化氢: 根据上述反应,显然可通过氧电极(测氧的消耗)、过氧化氢电极(测H2O2的产生)和pH电极(测酸度变化)来间接测定葡萄糖的含量。因此只要将GOD固定在上述电极表面即可构成测葡萄糖的GOD传感器。这便是所谓的第一代酶电极传感器。这种传感器由于是间接测定法,故干扰因素较多。第二代酶电极传感器是采用氧化还原电子媒介体在酶的氧化还原活性中心与电极之间传递电子。第二代酶电极传感器可不受测定体系的限制,测量浓度线性范围较宽,干扰少。现在不少研究者又在努力发展第三代酶电极传感器,即酶的氧化还原活性中心直接和电极表面交换电子的酶电极传感器。 目前已有的商品酶电极传感器包括:GOD电极传感器、L 乳酸单氧化酶电极传感器、尿酸酶电极传感器等。在研究中的酶电极传感器则非常多。(2) 微生物电极传感器 由于离析酶的价格昂贵且稳定性较差,限制了其在电化学生物传感器中的应用,从而使研究者想到直接利用活的微生物来作为分子识别元件的敏感材料。这种将微生物(常用的主要是细菌和酵母菌)作为敏感材料固定在电极表面构成的电化学生物传感器称为微生物电极传感器。其工作原理大致可分为三种类型:其一,利用微生物体内含有的酶(单一酶或复合酶)系来识别分子,这种类型与酶电极类似 其二,利用微生物对有机物的同化作用,通过检测其呼吸活性(摄氧量)的提高,即通过氧电极测量体系中氧的减少间接测定有机物的浓度 其三,通过测定电极敏感的代谢产物间接测定一些能被厌氧微生物所同化的有机物。 微生物电极传感器在发酵工业、食品检验、医疗卫生等领域都有应用。例如:在食品发酵过程中测定葡萄糖的佛鲁奥森假单胞菌电极 测定甲烷的鞭毛甲基单胞菌电极 测定抗生素头孢菌素的Citrobacterfreudii菌电极等等。微生物电极传感器由于价廉、使用寿命长而具有很好的应用前景,然而它的选择性和长期稳定性等还有待进一步提高。(3) 电化学免疫传感器 抗体对相应抗原具有唯一性识别和结合功能。电化学免疫传感器就是利用这种识别和结合功能将抗体或抗原和电极组合而成的检测装置。 根据电化学免疫传感器的结构可将其分为直接型和间接型两类。直接型的特点是在抗体与其相应抗原识别结合的同时将其免疫反应的信息直接转变成电信号。这类传感器在结构上可进一步分为结合型和分离型两种。前者是将抗体或抗原直接固定在电极表面上,传感器与相应的抗体或抗原发生结合的同时产生电势改变 后者是用抗体或抗原制作抗体膜或抗原膜,当其与相应的配基反应时,膜电势发生变化,测定膜电势的电极与膜是分开的。间接型的特点是将抗原和抗体结合的信息转变成另一种中间信息,然后再把这个中间信息转变成电信号。这类传感器在结构上也可进一步分为两种类型:结合型和分离型。前者是将抗体或抗原固定在电极上 而后者抗体或抗原和电极是完全分开的。间接型电化学免疫传感器通常是采用酶或其他电活性化合物进行标记,将被测抗体或抗原的浓度信息加以化学放大,从而达到极高的灵敏度。 电化学免疫传感器的例子有:诊断早期妊娠的hCG免疫传感器 诊断原发性肝癌的甲胎蛋白(AFP或αFP)免疫传感器 测定人血清蛋白(HSA)免疫传感器 还有IgG免疫传感器、胰岛素免疫传感器等等。(4) 组织电极与细胞器电极传感器 直接采用动植物组织薄片作为敏感元件的电化学传感器称组织电极传感器,其原理是利用动植物组织中的酶,优点是酶活性及其稳定性均比离析酶高,材料易于获取,制备简单,使用寿命长等。但在选择性、灵敏度、响应时间等方面还存在不足。 动物组织电极主要有:肾组织电极、肝组织电极、肠组织电极、肌肉组织电极、胸腺组织电极等。测定对象主要有:谷氨酰胺、葡萄糖胺 6 磷酸盐、D 氨基酸、H2O2、地高辛、胰岛素、腺苷、AMP等。 植物组织电极敏感元件的选材范围很广,包括不同植物的根、茎、叶、花、果等。植物组织电极制备比动物组织电极更简单,成本更低并易于保存。 细胞器电极传感器是利用动植物细胞器作为敏感元件的传感器。细胞器是指存在于细胞内的被膜包围起来的微小“器官”,如线粒体、微粒体、溶酶体、过氧化氢体、叶绿体、氢化酶颗粒、磁粒体等等。其原理是利用细胞器内所含的酶(往往是多酶体系)。(5) 电化学DNA传感器 电化学DNA传感器是近几年迅速发展起来的一种全新思想的生物传感器。其用途是检测基因及一些能与DNA发生特殊相互作用的物质。电化学DNA传感器是利用单链DNA(ssDNA)或基因探针作为敏感元件固定在固体电极表面,加上识别杂交信息的电活性指示剂(称为杂交指示剂)共同构成的检测特定基因的装置。其工作原理是利用固定在电极表面的某一特定序列的ssDNA与溶液中的同源序列的特异识别作用(分子杂交)形成双链DNA(dsDNA)(电极表面性质改变),同时借助一能识别ssDNA和dsDNA的杂交指示剂的电流响应信号的改变来达到检测基因的目的。 已有检测灵敏度高达10-13g/mL的电化学DNA传感器的报道,Hashimoto等[8]采用一个20聚体的核苷酸探针修饰在金电极上检测了PVM623的PatⅠ片断上的致癌基因v myc。电化学DNA传感器离实用化还有相当距离,主要是传感器的稳定性、重现性、灵敏度等都还有待于提高。有关DNA修饰电极的研究除对于基因检测有重要意义外,还可将DNA修饰电极用于其它生物传感器的研究,用于DNA与外源分子间的相互作用研究[9],如抗癌药物筛选、抗癌药物作用机理研究 以及用于检测DNA结合分子。无疑,它将成为生物电化学的一个非常有生命力的前沿领域。 生物电化学所涉及的面非常广,内容很丰富。以上介绍的只是该交叉学科一些领域的概况。可以相信,随着相关学科的发展,生物电化学将进一步蓬勃发展。
《应用电化学》教学大纲柳厚田学分数 2周学时 2总学时 34教学目的与要求 课程性质:《应用电化学》是一门利用电化学基本原理,解决科学研究和生产实际中涉及电化学应用领域内有关金属腐蚀、金属电沉积及化学电源等方面的实际问题的课程。《应用电化学》为化学系“应用化学”及“化学”专业的选修课程。基本内容:本课程的基本教学内容包括五大部分:(1)电化学的基础概念。(2)金属的腐蚀与防护。(3)金属电沉积的原理及应用。(4)化学电源的原理及制造。(5)电解及有机合成:在教学时间允许的情况下,计划增加电解及有机电合成等方面的内容。基本要求:通过本课程的学习,使学生了解电化学基础知识及基本原理,初步学会分析和解决电化学应用领域中各种实际问题的能力。教学内容及学时分配绪论及第一章:电化学基础知识 (3学时) 讲课重点:1.1学习《应用电化学》的重要性1.2《应用电化学》的研究领域及近期发展1.3电化学基础知识介绍第二章:金属的腐蚀与防护 (14学时)讲课要点:2.1金属腐蚀的热力学2.2均匀腐蚀的腐蚀电流和腐蚀电位2.3金属腐蚀速度的电化学测量2.4金属的阳极行为2.5金属的局部腐蚀2.6金属的电化学防腐第三章:金属电沉积原理及应用 (8学时)讲课要点:3.1金属电沉积原理3.2金属络离子的阴极还原3.3有机表面活性剂对金属电沉积的影响3.4合金电镀3.5电流在阴极上的分布3.6电镀实例分析第四章:化学电源的原理及制造4.1化学电源的组成、基本参数及性能比较4.2多孔性电极理论4.3化学电源中的电极反应4.4常用化学电源4.5新型化学电源4.6化学电源的新进展第五章:电解及有机合成 (暂不列入讲授内容)讲课要点:5.1电化学电解体系5.2电压平衡和电能消耗5.3电流效率5.4电解槽的结构5.5无机产品的电解生产5.6有机电合成5.7电化学氟化5.8熔化电解及湿法电冶金教学方式:本课程以课堂讲授为主,全部课程在1学期(34学时)内完成。考核方式:期末闭卷考试参考书:1、《腐蚀电化学原理》,曹楚南著,化学工业出版社,19852、《金属电沉积》,周绍民著,上海科技出版社,19873、《化学电源导论》,张文保等编,上海交通大学出版社,1992本课程的历史沿革 本课程自1988年9月开始,在化学系作为选修课开设,当时的选修对象主要为物理化学专业电化学专门化的学生。至1988年共开设10次。现在,本课程已作为《应用电化学》的选修课,本系及外系对本课程感兴趣的学生,例如学习物化、催化、分析、无机的本系学生及环境化学,材料化学等外系学生,也参加本课程的选修。
分享一本电化学电子书——电化学与电池,希望对从事电化学研究工作者有所帮助
哪位知道表面活性剂对有机电化学聚合生成的聚合物纳米线的形貌的影响?不知道有多少人做有机电化学合成,除了有机电化学聚合外,电化学合成还能合成那些物质?
生物电化学人类在认识自然、改造自然的社会实践中创立了各门自然科学。随着认识的不断深入,以及深层次解决实际问题的需要,对许多基本问题必须作深入细致的研究。因此,自然科学的各门学科逐渐分化出许多分支学科。特别是进入20世纪以来,分化的速度愈来愈快。各门一级学科已分化出众多的二级、三级、甚至四级、五级学科等等。但是,由于实际要解决的许多问题非常复杂,所涉及的知识又是高度综合性的,如神经细胞跨膜释放神经传递物质的研究,就涉及生物学、化学、物理学、信息科学等多学科的知识,这样,便出现了高度分化的相对狭窄的学科难以解决高度复杂的实际问题的矛盾。从学科自身的发展来看,相对狭窄的研究领域,如不借鉴、利用相关学科的最新研究成果,则很难有大的突破,并可能最终致使学科发展无路可走。因此,无论是从学科自身的发展,还是从实际需要来看,都迫切需要多学科之间相互交叉、相互渗透。深层次交叉的结果是在多学科的界面上通过学科间的“碰撞”而生长出新型的“交叉学科”,或称“边缘学科”。生物电化学便是本世纪70年代由电生物学、生物物理学、生物化学以及电化学等多门学科交叉形成的一门独立的学科。电化学与生物电现象电化学是研究电子导体(或半导体材料)/离子导体(一般为电解质溶液)和离子导体/离子导体的界面结构、界面现象及其变化过程与机理的科学。生命现象最基本的过程是电荷运动。生物电的起因可归结为细胞膜内外两侧的电势差。人和动物的代谢作用以及各种生理现象,处处都有电流和电势的变化产生。人或其它动物的肌肉运动、大脑的信息传递以及细胞膜的结构与功能机制等无不涉及电化学过程的作用。显然,电化学是生命科学的最基础的相关学科。细胞的代谢作用可以借用电化学中的燃料电池的氧化和还原过程来模拟 生物电池是利用电化学方法模拟细胞功能 人造器官植入人体导致血栓与血液和植入器官之间的界面电势差这一基本电化学问题密切相关 心电图、脑电图等则是利用电化学方法模拟生物体内器官的生理规律及其变化过程的实际应用。由以上几个基本例子可见,交叉学科生物电化学的创立具有极其重要的基础理论意义和极强的应用背景。生物电化学由于近20年来生物电化学的发展非常迅速,所涉及的范围很广,要想系统全面地对生物电化学的研究领域进行归纳分类是一件很难的事情。下面仅就其研究领域进行简单介绍。1. 生物膜与生物界面模拟研究 (1) SAM膜模拟生物膜的电化学研究 由于生物电的起因可归结为细胞膜内外两侧的电势差,因此生物膜或模拟生物膜的电化学研究受到人们的广泛关注。LB(Langmuir Blodgett)膜和BLM(BilayerLipidMembrane,双层磷脂膜)是人们了解生物膜结构与功能机制的常用模型体系。但由于LB膜是亚稳态结构,稳定性不好,且LB膜中分子的取向是基于亲水疏水作用而限制了对LB膜外表面性质的选择控制,因此使其电化学研究受到限制。BLM的稳定性也不太好,难以承受高的电场强度。因此在80年代初,迅速发展起来的自组装单分子层(Self AssembledMonolayer,SAM)技术成为膜电化学研究的热点领域之一。 SAM是基于长链有机分子在基底材料表面的强烈化学结合和有机分子链间相互作用自发吸附在固/液或气/固界面,形成的热力学稳定、能量最低的有序膜[3]。组成单分子层的分子定向、有序紧密排列,且单层的结构和性质可以通过改变分子的头基、尾基以及链的类型和长度来控制调节。因此,SAM成为研究界面各种复杂现象,如膜的渗透性、摩擦、磨损、湿润、粘结、腐蚀、生物发酵、表面电荷分布以及电子转移理论的理想模型体系。有关SAM的电化学主要是用电化学方法研究SAM的绝对覆盖量、缺陷分布、厚度、离子通透性、表面电势分布、电子转移等。利用SAM可研究溶液中氧化还原物种与电极间的跨膜(跨SAM)电子转移,以及电活性SAM本身与电极间的电子转移。在膜电化学中,硫醇类化合物在金电极表面形成的SAM是最典型的和研究最多的体系。下面主要介绍与生物电化学有关的SAM研究。 长链硫醇在金电极上形成的SAM这种人工自组装体系对仿生研究有重要意义,因为它在分子尺寸、组织模型和膜的自然形成三方面很类似于天然的生物双层膜[4],同时它具有分子识别功能和选择性响应,且稳定性高。可用SAM表面分子的选择性来研究蛋白质的吸附作用 以烷基硫醇化合物在金上的SAM膜为基体研究氧化还原蛋白质中电子的长程和界面转移机制。如细胞色素c(Cytc)在ω 羧基烷基硫醇化合物修饰金电极(SAM/Au)上的电子转移动力学和电子传递机理的研究,得到Cytc的表面式电势为+215mV(vs.NHE),接近于其在生理膜上的电势值。SAM在酶的固定化及其生物电化学研究中也有很好的应用,Kinnear等利用SAM研究了大肠杆菌延胡索酸还原酶的电化学,Porter和Murray分别报道了卟啉衍生物SAM对氧还原过程的电催化作用,董献堆[3]研究了葡萄糖氧化酶在SAM上的固定化及其催化行为,并研究了DNA与SAM间的相互作用。 在硫醇SAM上沉积磷脂可较容易地构造双层磷脂膜。以SAM来模拟双层磷脂膜的准生物环境和酶的固定化使酶进行直接电子转移已在生物传感器的研究中得到应用。如以胱氨酸或半胱氨酸为SAM,通过缩合反应键合上媒介体(如TCNQ、二茂铁、醌类等)和酶可构成测葡萄糖、谷胱甘肽、胆红素、苹果酸等的多种生物传感器。随着研究的深入,膜模拟电化学将在生命过程的研究中发挥更大的作用。
声明:本文转贴自“中国科技教育资源网” 电化学是研究电和化学反应相互关系的科学。电和化学反应相互作用可通过电池来完成,也可利用高压静电放电来实现,二者统称电化学,后者为电化学的一个分支,称放电化学。因而电化学往往专指“电池的科学”。 电池由两个电极和电极之间的电解质构成,因而电化学的研究内容应包括两个方面:一是电解质的研究,即电解质学,其中包括电解质的导电性质、离子的传输性质、参与反应离子的平衡性质等,其中电解质溶液的物理化学研究常称作电解质溶液理论;另一方面是电极的研究,即电极学,其中包括电极的平衡性质和通电后的极化性质,也就是电极和电解质界面上的电化学行为。电解质学和电极学的研究都会涉及到化学热力学、化学动力学和物质结构。 1791年伽伐尼发表了金属能使蛙腿肌肉抽缩的“动物电”现象,一般认为这是电化学的起源。1799年伏打在伽伐尼工作的基础上发明了用不同的金属片夹湿纸组成的“电堆”,即现今所谓“伏打堆”。这是化学电源的雏型。在直流电机发明以前,各种化学电源是唯一能提供恒稳电流的电源。1834年法拉第电解定律的发现为电化学奠定了定量基础。 19世纪下半叶,经过赫尔姆霍兹和吉布斯的工作,赋予电池的“起电力”(今称“电动势”)以明确的热力学含义;1889年能斯脱用热力学导出了参与电极反应的物质浓度与电极电势的关系,即著名的能斯脱公式;1923年德拜和休克尔提出了人们普遍接受的强电解质稀溶液静电理论,大大促进了电化学在理论探讨和实验方法方面的发展。 20世纪40年代以后,电化学暂态技术的应用和发展、电化学方法与光学和表面技术的联用,使人们可以研究快速和复杂的电极反应,可提供电极界面上分子的信息。电化学一直是物理化学中比较活跃的分支学科,它的发展与固体物理、催化、生命科学等学科的发展相互促进、相互渗透。 在物理化学的众多分支中,电化学是唯一以大工业为基础的学科。它的应用主要有:电解工业,其中的氯碱工业是仅次于合成氨和硫酸的无机物基础工业;铝、钠等轻金属的冶炼,铜、锌等的精炼也都用的是电解法;机械工业使用电镀、电抛光、电泳涂漆等来完成部件的表面精整;环境保护可用电渗析的方法除去氰离子、铬离子等污染物;化学电源;金属的防腐蚀问题,大部分金属腐蚀是电化学腐蚀问题;许多生命现象如肌肉运动、神经的信息传递都涉及到电化学机理。应用电化学原理发展起来的各种电化学分析法已成为实验室和工业监控的不可缺少的手段。
想请教一下各位大侠,我需要测试酶电极试纸的电化学性能,需要怎样的电化学仪或者恒电位仪呢?我是一个外行,现在公司想开发这个项目。现在还不是很清楚具体需要测试些什么指标,除了用到循环伏安法,还需要其他什么方法么?价格相对便宜的又能满足我们现在这种测试要求的有哪些型号呢?谢谢大家啦,我正发愁呢。
从今天开始,把整个论坛上的与电化学有关的资料,收集在这里,提供快速链接!有好建议请跟贴!第一章 推荐好书 [em24] [em24] [em24][em24] [em24] [em24][url=http://www.instrument.com.cn/show/search.asp?sel=admin_name&keywords=chemweb]《电化学分析》英文版2ed[/url] [em29] [url=http://www.instrument.com.cn/show/search.asp?sel=admin_name&keywords=chemweb]《电化学测定方法》 腾岛.昭.等著,陈震等译[/url][url=http://www.instrument.com.cn/download/shtml/013681.shtml]《电化学分析法教程》[/url][url=http://www.instrument.com.cn/download/shtml/013288.shtml]《电化学原理及应用》[/url][url=http://www.instrument.com.cn/download/shtml/014359.shtml]《化学工作站使用手册》[/url][url=http://www.instrument.com.cn/download/shtml/016100.shtml]Electrochemistry Principles, Methods, and Applications[/url] OXFORD UNIVERSITY PRESS[url=http://www.instrument.com.cn/download/shtml/018701.shtml]Electrochemical Methods: Fundamentals and Applications, 2nd Edition[/url] Allen J. Bard, Larry R. Faulkner[url=http://www.instrument.com.cn/download/shtml/018151.shtml]《电化学方法:原理和应用》[/url]A. J. Bard & L. R. Faulkner《现代电化学》 [研究生教学丛书] -- 电化学原理和方法《电泳涂装》 - H.S 英格赫姆《环境监测中的电化学分析法》_杜宝中编著216 《光谱电化学方法--理论与应用》_董绍俊等著290 《量子电化学》_[美]653 《有机物的电化学分析》_王昌益编著576 《有机电化学合成导论》_马淳安著365 《电化学技术在环境工程中的应用》 《电化学方法应用》_陈国华编著359 《应用电化学》_杨绮琴_编著309 《应用电化学》_前苏联496 《应用电化学》_杨辉_编著267 美国《化学文摘》及其检索方法Fuel Cells – 《燃料电池》美国能源部科普读物《如何做研究》 - 麻省理工学院[url=http://www.instrument.com.cn/download/shtml/014387.shtml]《FACTS 多功能滴定分析平台技术手册》[/url][url=http://www.instrument.com.cn/bbs/images/upfile/2005102685130.zip]《兰氏化学手册》(中文13版)[/url]英文原版的pdf文件,检索化合物的名称、结构式、物理化学性质很方便![url=http://www.instrument.com.cn/show/search.asp?sel=admin_name&keywords=chemweb]《兰氏化学手册》(第十五英文版)[/url][url=http://www.instrument.com.cn/bbs/shtml/20051031/264639/]国外大学化学化工资源[/url] 《分析化学手册》:第一分册 基础知识与安全知识第二分册 化学分析第三分册 光谱分析第四分册 电分析化学第五分册 [url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp]气相色谱[/url]分析第六分册 液相色谱分析第七分册 核磁共振波谱分析第八分册 热分析第九分册 质谱分析第十分册 化学计量学 [url=http://www.instrument.com.cn/show/search.asp?sel=admin_name&keywords=chemweb]《分析化学手册》2ed 全部十册火热下载中 ![/url][url=http://zongbubook.com/mall/ITEM_DESCR1.php?II=13546]下载:《最新色谱分析检测方法及应用技术实用手册》电子版(非扫描,可检索、拷贝!) 61,316K,2185p,最好的中文电子书![/url][url=http://www.instrument.com.cn/show/search.asp?sel=admin_name&keywords=chemweb]更 多 的 免 费 资 料,欢 迎 下 载 ! 欢 迎 到 [em29]电 化 学 版 块[em29] 发 表 高 论 ! [/url] [em61] 沟通无极限,世界触手可接,我能![em61][url=http://www.instrument.com.cn/download/shtml/014448.shtml]《分析仪器电子技术》----王德云编[/url][url=http://www.instrument.com.cn/download/shtml/014450.shtml]《分析仪器电子技术》----冯建国编[/url][url=http://www.instrument.com.cn/download/shtml/014454.shtml]《分析仪器电子技术》----杨一德等编著[/url] [url=http://www.instrument.com.cn/download/shtml/013920.shtml]《电化学分析仪器》[/url]
一、课程目的与要求电化学测试是基于动力学方法研究电化学过程特征的基本方法,本课程将通过对电化学基本研究方法的介绍,使学生了解电化学过程研究的原理和常用技术方法,为电化学过程研究奠定基础。本课程包括方法理论介绍和实验研究两个部分,其中理论介绍部分通过对电极过程动力学的概要介绍,帮助学生理解常用电化学研究方法的原理,以及实验结果的解析,并通过对一些研究实例的介绍,使学生了解电极过程原理在研究过程中如何应用;实验研究则通过对常用电化学仪器和方法的使用,是学生掌握电化学研究主要仪器的使用,并通过对实验结果的解析掌握电化学原理。 二、教学内容及学时安排第一章:电化学理论基础(8学时)电化学体系的基本单元电化学过程热力学非法拉第过程及界面性能法拉第过程及影响电极/溶液界面因素物质传递控制绪论电化学研究方法介绍稳态与暂态电位扫描技术——循环伏安法控制电位技术——单电位节跃法控制电流技术——恒电位电解光谱电化学方法微电极技术简介第二章:电催化过程(4学时)电催化原理氢电极催化过程氧电极催化过程有机小分子的催化过程第三章:化学电源(4学时)一次电池二次电池燃料电池第四章:电化学腐蚀与防护(4学时)金属的电化学腐蚀腐蚀电池电势—pH图及其在金属防护中的应用金属的电化学防腐蚀讨论:电化学实验结果的处理(2学时)实验一:恒电位仪性能的测试(2学时)参考资料:“北航”电化学实验技术讲义实验二:电势阶跃与电位扫描法测量金属腐蚀与缓蚀速度(4学时)阶跃法:Rp的测量;扫描:腐蚀曲线测量实验三:旋转电极技术——氢析出过程的电化学曲线与电容曲线测量(4学时)旋转电极:氢析出曲线;DDII电镀仪:电容曲线实验四:聚苯胺薄膜的电化学制备及应用(4学时)讨论:结合专题的电化学测试方案:自设计电化学实验(4学时) 三、教材及主要参考书1.《应用电化学》,杨辉等编著,科学出版社,2001年2.《电化学测试技术》,北航出版社,1999年。
——电化学论坛冷清所想起的很荣幸出任电化学版主。初来乍到,有请各位坛友理解、支持!不到之处多多谅解,敬请多多指教!初来,为论坛的冷清而扼腕;为“benny8254”版主和“离子分析”、“小五”专家的坚持和敬业所折服;为诸多坛友的到访而感欣喜。电化学可以说是一门相对比较古老的学科,但电化学已经过时了吗?电化学的发展已经圆满、停滞了吗?电化学没有发展空间了吗?衡量一门学科的发展状况,可以找到一个指标部分说明其发展状况:相关论文发表数量。CNKI中国知网是中国最大的学术论文平台。其中数据可说明一定问题。以“电化学”、“电化学腐蚀”、“电化学发光”……等十一个主题词为文章全文检索关键词,检索可得到近10年(2003-2012)论文发表数量的统计结果(见图1-12):http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2013/05/201305221318_441034_1782539_3.jpg图1 检索关键词“电化学”
前面已经讲过生物芯片是生物传感器的延伸,所以生物传感器的研究就是生物芯片的研究基础中的重要部分了!下面对电化学生物传感器方面的研究进行简单的介绍。须指出的是,生物芯片中用到的生物传感器与传统的电化学传感器有一些不同,但这并不妨碍我们将传统电化学传感器的认识应用到生物芯片的研究中去。电化学生物传感器 传感器与通信系统和计算机共同构成现代信息处理系统。传感器相当于人的感官,是计算机与自然界及社会的接口,是为计算机提供信息的工具。 传感器通常由敏感(识别)元件、转换元件、电子线路及相应结构附件组成。生物传感器是指用固定化的生物体成分(酶、抗原、抗体、激素等)或生物体本身(细胞、细胞器、组织等)作为感元件的传感器。电化学生物传感器则是指由生物材料作为敏感元件,电极(固体电极、离子选择性电极、气敏电极等)作为转换元件,以电势或电流为特征检测信号的传感器。图1是电化学生物传感器基本构成示意图。由于使用生物材料作为传感器的敏感元件,所以电化学生物传感器具有高度选择性,是快速、直接获取复杂体系组成信息的理想分析工具。一些研究成果已在生物技术、食品工业、临床检测、医药工业、生物医学、环境分析等领域获得实际应用。 根据作为敏感元件所用生物材料的不同,电化学生物传感器分为酶电极传感器、微生物电极传感器、电化学免疫传感器、组织电极与细胞器电极传感器、电化学DNA传感器等。(1) 酶电极传感器 以葡萄糖氧化酶(GOD)电极为例简述其工作原理。在GOD的催化下,葡萄糖(C6H12O6)被氧氧化生成葡萄糖酸(C6H12O7)和过氧化氢: 根据上述反应,显然可通过氧电极(测氧的消耗)、过氧化氢电极(测H2O2的产生)和pH电极(测酸度变化)来间接测定葡萄糖的含量。因此只要将GOD固定在上述电极表面即可构成测葡萄糖的GOD传感器。这便是所谓的第一代酶电极传感器。这种传感器由于是间接测定法,故干扰因素较多。第二代酶电极传感器是采用氧化还原电子媒介体在酶的氧化还原活性中心与电极之间传递电子。第二代酶电极传感器可不受测定体系的限制,测量浓度线性范围较宽,干扰少。现在不少研究者又在努力发展第三代酶电极传感器,即酶的氧化还原活性中心直接和电极表面交换电子的酶电极传感器。 目前已有的商品酶电极传感器包括:GOD电极传感器、L 乳酸单氧化酶电极传感器、尿酸酶电极传感器等。在研究中的酶电极传感器则非常多。(2) 微生物电极传感器 由于离析酶的价格昂贵且稳定性较差,限制了其在电化学生物传感器中的应用,从而使研究者想到直接利用活的微生物来作为分子识别元件的敏感材料。这种将微生物(常用的主要是细菌和酵母菌)作为敏感材料固定在电极表面构成的电化学生物传感器称为微生物电极传感器。其工作原理大致可分为三种类型:其一,利用微生物体内含有的酶(单一酶或复合酶)系来识别分子,这种类型与酶电极类似 其二,利用微生物对有机物的同化作用,通过检测其呼吸活性(摄氧量)的提高,即通过氧电极测量体系中氧的减少间接测定有机物的浓度 其三,通过测定电极敏感的代谢产物间接测定一些能被厌氧微生物所同化的有机物。 微生物电极传感器在发酵工业、食品检验、医疗卫生等领域都有应用。例如:在食品发酵过程中测定葡萄糖的佛鲁奥森假单胞菌电极 测定甲烷的鞭毛甲基单胞菌电极 测定抗生素头孢菌素的Citrobacterfreudii菌电极等等。微生物电极传感器由于价廉、使用寿命长而具有很好的应用前景,然而它的选择性和长期稳定性等还有待进一步提高。(3) 电化学免疫传感器 抗体对相应抗原具有唯一性识别和结合功能。电化学免疫传感器就是利用这种识别和结合功能将抗体或抗原和电极组合而成的检测装置。 根据电化学免疫传感器的结构可将其分为直接型和间接型两类。直接型的特点是在抗体与其相应抗原识别结合的同时将其免疫反应的信息直接转变成电信号。这类传感器在结构上可进一步分为结合型和分离型两种。前者是将抗体或抗原直接固定在电极表面上,传感器与相应的抗体或抗原发生结合的同时产生电势改变 后者是用抗体或抗原制作抗体膜或抗原膜,当其与相应的配基反应时,膜电势发生变化,测定膜电势的电极与膜是分开的。间接型的特点是将抗原和抗体结合的信息转变成另一种中间信息,然后再把这个中间信息转变成电信号。这类传感器在结构上也可进一步分为两种类型:结合型和分离型。前者是将抗体或抗原固定在电极上 而后者抗体或抗原和电极是完全分开的。间接型电化学免疫传感器通常是采用酶或其他电活性化合物进行标记,将被测抗体或抗原的浓度信息加以化学放大,从而达到极高的灵敏度。 电化学免疫传感器的例子有:诊断早期妊娠的hCG免疫传感器 诊断原发性肝癌的甲胎蛋白(AFP或αFP)免疫传感器 测定人血清蛋白(HSA)免疫传感器 还有IgG免疫传感器、胰岛素免疫传感器等等。(4) 组织电极与细胞器电极传感器 直接采用动植物组织薄片作为敏感元件的电化学传感器称组织电极传感器,其原理是利用动植物组织中的酶,优点是酶活性及其稳定性均比离析酶高,材料易于获取,制备简单,使用寿命长等。但在选择性、灵敏度、响应时间等方面还存在不足。 动物组织电极主要有:肾组织电极、肝组织电极、肠组织电极、肌肉组织电极、胸腺组织电极等。测定对象主要有:谷氨酰胺、葡萄糖胺 6 磷酸盐、D 氨基酸、H2O2、地高辛、胰岛素、腺苷、AMP等。 植物组织电极敏感元件的选材范围很广,包括不同植物的根、茎、叶、花、果等。植物组织电极制备比动物组织电极更简单,成本更低并易于保存。 细胞器电极传感器是利用动植物细胞器作为敏感元件的传感器。细胞器是指存在于细胞内的被膜包围起来的微小“器官”,如线粒体、微粒体、溶酶体、过氧化氢体、叶绿体、氢化酶颗粒、磁粒体等等。其原理是利用细胞器内所含的酶(往往是多酶体系)。(5) 电化学DNA传感器 电化学DNA传感器是近几年迅速发展起来的一种全新思想的生物传感器。其用途是检测基因及一些能与DNA发生特殊相互作用的物质。电化学DNA传感器是利用单链DNA(ssDNA)或基因探针作为敏感元件固定在固体电极表面,加上识别杂交信息的电活性指示剂(称为杂交指示剂)共同构成的检测特定基因的装置。其工作原理是利用固定在电极表面的某一特定序列的ssDNA与溶液中的同源序列的特异识别作用(分子杂交)形成双链DNA(dsDNA)(电极表面性质改变),同时借助一能识别ssDNA和dsDNA的杂交指示剂的电流响应信号的改变来达到检测基因的目的。 已有检测灵敏度高达10-13g/mL的电化学DNA传感器的报道,Hashimoto等[8]采用一个20聚体的核苷酸探针修饰在金电极上检测了PVM623的PatⅠ片断上的致癌基因v myc。电化学DNA传感器离实用化还有相当距离,主要是传感器的稳定性、重现性、灵敏度等都还有待于提高。有关DNA修饰电极的研究除对于基因检测有重要意义外,还可将DNA修饰电极用于其它生物传感器的研究,用于DNA与外源分子间的相互作用研究[9],如抗癌药物筛选、抗癌药物作用机理研究 以及用于检测DNA结合分子。无疑,它将成为生物电化学的一个非常有生命力的前沿领域。 生物电化学所涉及的面非常广,内容很丰富。以上介绍的只是该交叉学科一些领域的概况。可以相信,随着相关学科的发展,生物电化学将进一步蓬勃发展。
最近想利用电化学工作站开展一些气体性质的测量,包括气敏性质,有经验的虫子可否给点建议,如何改装和如何进行测量,先谢过了
电化学是从研究电能与化学能的相互转换开始形成的。随着科学技术的发展,特别是能源、计算机、新材料和生物技术的发展,电化学学科获得了进一步的发展与提高[1]。电化学是一门重要的边沿科学,与其它学科如电子学、固体物理学、生物学等学科有密切的联系,出现了电分析化学、催化电化学、量子电化学、半导体电化学、腐蚀电化学、生物电化学等分支。 超声波是指频率范围在20~106kHz的机械波,波速一般约为1500m/s,波长为10~0.01cm。超声波化学又称声化学,主要是指利用超声能量加速和控制化学反应,提高反应产率和引发新的化学反应,是声学与化学相互交叉渗透而发展起来的一门新兴的边缘学科,是声学和化学的前沿学科之一。超声化学的主要研究领域包括超声电化学、超声合成化学和超声高聚物化学等。 超声电化学将超声辐照与电化学方法相结合,兼有两者的优点。它可以通过控制电流的大小、反应温度的高低、超声功率的强弱等各种参数达到控制纳米材料的尺寸和形状的目的。最近以来,科学家发现超声电化学是一种高效的合成纳米材料的新方法,已合成Zn、Cu、Cu-Zn、Ni-Fe等金属及合金纳米粒子。Reisse和他的合作者在1995年首次用超声电化学的技术制备了金属超细粒子,用这种技术他们也合成了MnO2和CdTe。Gedanken课题组用这种方法合成了MoS2纳米材料。朱俊杰等制备了Pb-Se和各种形态的银纳米粒子(包括球形、棒状、枝晶、纳米线)。Mastai等用脉冲电化学法合成CdSe纳米粒子。这种方法可有效地控制材料尺寸和形状、加速传质、提高反应速率、清洁电极表面。由于该方法简单、快速、无污染,已成为合成纳米材料的一种有效手段。近年来,超声波诱导电化学反应研究发展很快,已成为超声化学和电化学的前沿研究领域之一。1 超声波作用原理 超声波的波长远大于分子尺寸,它不能直接对分子起作用,而是通过周围环境的物理作用转而影响分子,所以超声波的作用与其作用的环境密切相关。超声波是由一系列疏密相间的纵波构成的,并通过液体介质向四周传播。超声波在介质中传播时的平均声功率可以由下式计算: W=1/2ρCV2S=1/2PAV0S式中:W是声波在介质中传播时的平均声功率,w ρ是介质的密度,kg/m3 C是声波在介质中的传播速度,m/s V是介质质点的振动速度,m/s S是垂直于声波传播方向的介质面积,m2 PA是交变声压幅值,Pa V0是介质的体积,m3。由此式可知,超声波具有比普通声波强大得多的功率,这就是超声波在众多领域中能够获得广泛应用的重要原因之一。超声波在液体介质中的巨大能量能使介质质点获得很大的加速度,还能引起空化作用。超声空化是指在声波作用下,存在于液体中的微小气泡(空穴)所发生的一系列动力学过程:振荡、扩大、收缩乃至崩溃。声空化过程是集中声场能量并迅速释放的过程。空化气泡的寿命约0.1μs,它在爆炸时可释放出巨大的能量,并产生速度约110m/s,具有强烈冲击力的微射流,使碰撞密度高达1.5kg/s。空化气泡在爆炸的瞬间产生约4000K和100Mpa的局部高温高压环境,冷却速度可达109K/s。超声波的空化作用和传统搅拌技术相比更容易实现介质均匀混合,消除局部浓度不均匀,提高反应速度,刺激新相的形成,对团聚体还可以起到剪切作用。超声空化是许多超声波应用的物理基础,特别是声化学反应的主动力。2 超声波作用类型 超声辐照作为一种辅助实验手段,大体可分为两种类型:直接超声和间接超声。两种类型装置各有优缺点。2.1 直接超声此类型反应器为探针系统,亦称为号角系统,也称变幅杆式声化学反应器。这种设备是将超声换能器驱动的变幅杆的发射端(也称探头),直接浸入反应液体中,使声能直接进入反应体系,而不必通过清洗槽的反应器壁进行传递。其优点是能够将大量的能量直接输送到反应介质,通过改变输送到换能器的幅度加以调制。其缺点是探针尖的侵蚀和凹陷,使反应溶液污染。2.2 间接超声 此类型反应器为超声浴槽,主要用于清洗反应器皿和电极等。经典的超声浴槽将换能器附接在浴底,也可将换能器浸在浴槽中。超声浴槽比较方便和廉价,广泛应用于超声化学研究中。与直接超声相比,使用间接超声到达反应器皿的超声功率相对较小。此外,由于到达反应介质的功率在很大程度上依赖于样品在浴槽中所放的位置,所以实验重现性差。使用浴槽体系的另一个缺点是反应器皿周围的流体的耦合使温度增加,使保持等温条件困难。3 超声波对电化学反应的影响 在应用电化学领域,超声波在电有机合成、电化学分析、有毒化合物的降解和废水处理等方面有着广泛的应用前景。一般认为,超声波对电化学反应的影响主要有以下几个方面:1)通过超声空化微射流形成对溶液的强烈搅拌作用,从而提高电极表面的传质速率 2)由于空化产生的瞬间高温高压而使反应物分解成活性较高的自由基 3)改变反应物在电极表面的吸附过程 4)空化泡崩溃产生的微射流对电极表面形成连续的现场活化。由于超声波能够强化电化学的传质过程,提高电极电流的响应效果,因此在微量组分的分析方面可以提高其检测范围。
【篇名】 《电化学方法:原理和应用》简介【刊名】 高等学校化学学报 2005年10期 【摘要】 A. J. Bard教授和L. R. Faulkner教授的《电化学方法: 原理和应用》(第二版)已于2005年5月由化学工业出版社翻译出版. A. J. Bard教授和L. R. Faulkner教授是国际著名的电化学和电分析化学专家. 其中A. J. Bard教授是美国科学院院士和2002年度美国化学会最高奖PriestleyMedal得主, 曾任美国化学会志(Journal of American Chemical Society, JACS)主编20年. 两位作者在电化学与电分析化学的诸多领域均有开拓性的建树.该书系统地论述了电化学的基本原理和各种电化学技术方法原理, 具有国际一流水平, 本书第一版于1980年出版后, 得到全世界电化学及电分析化学界的广泛好评. 该书的翻译出版对于我国电化学及电分析化学界研究水平的提高和研究生教育具有重要意义. 该书适用于大学化学专业高年级学生和研究生作为教材, 同时也是在材料科学、, 环境科学和生命科学等从事电化学及电分析化学研究和应用的专业人员必备的参考书.该书获得化学工业出版社国外优秀科技著作出版专项基金资助, 由北京大学邵元华教授(原长春应用化学研究所电分析化学国家重点实验室研究员) 、朱果逸研究员、董献堆研究员、张柏林研究员共同翻译. 在翻译的过程中得到了汪尔康院士、陈洪渊院士、查全性院士以及董绍俊先生的大力支持和关怀, 汪尔康院士在百忙中还为本书题写序言. 该书为16 开本, 571 页, 114 万字, 定价80. 00 元. 详情可登录化学工业出版社网站查询( http://www.cip.com.cn ).
长期以来研究“耐腐蚀”一直是个重要的课题,各行各业都会牵涉到“腐蚀”问题,尤其是随着各国对环保要求的日益提高,“耐腐蚀”工艺、方法、配方、产品等应该是热门话题,所以我个人建议在“电化学”版下开设“耐腐蚀”子版。请官人考虑!