电化学传感检测

p　　要进行一个具体的测量工作，首先要考虑采用何种原理的传感器，这需要分析多方面的因素之后才能确定。因为，即使是测量同一物理量，也有多种原理的传感器可供选用，哪一种原理的传感器更为合适，国产还是进口，价格能否承受，还是自行研制。在考虑上述问题之后就能确定选用何种类型的传感器，然后再考虑传感器的具体性能指标。/ppstrong1.电化学型气体传感器的结构/strong/pp　　电化学式气体传感器，主要利用两个电极间的化学电位差，一个在气体中测量气体浓度，另一个是固定的参比电极。电化学式传感器采用恒电位电解方式和伽伐尼电池方式工作。有液体电解质和固体电解质，而液体电解质有分为电位型和电流型。电位型是利用电极电势和气体浓度之间的关系进行测量；电流型采用极限电流原理，利用气体通过薄层透气膜或毛细孔扩散作为限流措施，获得稳定的传质条件，产生正比于气体浓度或分压的极限扩散电流。/pp　　电化学传感器有两电极和三电极结构，主要区别在于有无参比电极。两电极CO传感器没有参比电极，结构简单，易于设计和制造，成本较低适用于低浓度CO的检测和报警；三电极CO传感器引入参比电极，使传感器具有较大的量程和良好的精度，但参比电极的引入增加了制造工序和材料成本，所以三电极CO传感器的价格高于两电极CO传感器，主要用于工业领域。两电极电化学CO传感器主要由电极、电解液、电解液的保持材料、出去干涉气体的过滤材料、管脚等零部件组成。/ppstrong2.电传感器工作原理/strong/pp　　电化学气体传感器是一种化学传感器，按照工作原理一般分为：a.在保持电极和电解质溶液的界面为某恒电位时，将气体直接氧化或还原，并将流过外电路的电流作为传感器的输出；b.将溶解于电解质溶液并离子化的气态物质的离子作用与离子电极，把由此产生的电动势作为传感器输出；c.将气体与电解质溶液反应而产生的电解电流作为传感器输出；d.不用电解质溶液，而用有机电解质、有机凝胶电解质、固体电解质、固体聚合物电解质等材料制作传感器。/ppstrong表1 各种电化学式气体传感器的比较/strong/ptable cellspacing="0" cellpadding="0" border="1"tbodytr class="firstRow"td style="border-width: 1px medium border-style: solid none border-color: rgb(79, 129, 189) currentcolor padding: 0px 7px " width="142" valign="top"p style="text-align:left"strongspan style=" font-family:' 微软雅黑' ,' sans-serif' color:#365F91"种类/span/strong/p/tdtd style="border-width: 1px medium border-style: solid none border-color: rgb(79, 129, 189) currentcolor padding: 0px 7px " width="142" valign="top"p style="text-align:left"strongspan style=" font-family:' 微软雅黑' ,' sans-serif' color:#365F91"现象/span/strong/p/tdtd style="border-width: 1px medium border-style: solid none border-color: rgb(79, 129, 189) currentcolor padding: 0px 7px " width="142" valign="top"p style="text-align:left"strongspan style=" font-family:' 微软雅黑' ,' sans-serif' color:#365F91"传感器材料/span/strong/p/tdtd style="border-width: 1px medium border-style: solid none border-color: rgb(79, 129, 189) currentcolor padding: 0px 7px " width="142" valign="top"p style="text-align:left"strongspan style=" font-family:' 微软雅黑' ,' sans-serif' color:#365F91"特点/span/strong/p/td/trtrtd style="border: medium none background: rgb(211, 223, 238) none repeat scroll 0% 0% padding: 0px 7px " width="142" valign="top"p style="text-align:left"strongspan style=" font-family:' 微软雅黑' ,' sans-serif' color:#365F91"恒电位电解式/span/strong/p/tdtd style="border: medium none background: rgb(211, 223, 238) none repeat scroll 0% 0% padding: 0px 7px " width="142" valign="top"p style="text-align:left"span style=" font-family:' 微软雅黑' ,' sans-serif' color:#365F91"电解电流/span/p/tdtd style="border: medium none background: rgb(211, 223, 238) none repeat scroll 0% 0% padding: 0px 7px " width="142" valign="top"p style="text-align:left"span style=" font-family:' 微软雅黑' ,' sans-serif' color:#365F91"气体扩散电极，电解质水溶液/span/p/tdtd style="border: medium none background: rgb(211, 223, 238) none repeat scroll 0% 0% padding: 0px 7px " width="142" valign="top"p style="text-align:left"span style=" font-family:' 微软雅黑' ,' sans-serif' color:#365F91"通过改变气体电极，电解质水溶液，电极电位等可测量CO、Hsub2/subS、HOsub2/sub、SOsub2/sub、HCl等/span/p/td/trtrtd style="border: medium none padding: 0px 7px " width="142" valign="top"p style="text-align:left"strongspan style=" font-family:' 微软雅黑' ,' sans-serif' color:#365F91"离子电极式/span/strong/p/tdtd style="border: medium none padding: 0px 7px " width="142" valign="top"p style="text-align:left"span style=" font-family:' 微软雅黑' ,' sans-serif' color:#365F91"电极电位变化/span/p/tdtd style="border: medium none padding: 0px 7px " width="142" valign="top"p style="text-align:left"span style=" font-family:' 微软雅黑' ,' sans-serif' color:#365F91"离子选择电极，电解质水溶液，多孔聚四氟乙烯膜/span/p/tdtd style="border: medium none padding: 0px 7px " width="142" valign="top"p style="text-align:left"span style=" font-family:' 微软雅黑' ,' sans-serif' color:#365F91"选择性好，可测量NHsub3/sub、HCN、Hsub2/subS、SOsub2/sub、COsub2/sub等气体/span/p/td/trtrtd style="border: medium none background: rgb(211, 223, 238) none repeat scroll 0% 0% padding: 0px 7px " width="142" valign="top"p style="text-align:left"strongspan style=" font-family:' 微软雅黑' ,' sans-serif' color:#365F91"电量式/span/strong/p/tdtd style="border: medium none background: rgb(211, 223, 238) none repeat scroll 0% 0% padding: 0px 7px " width="142" valign="top"p style="text-align:left"span style=" font-family:' 微软雅黑' ,' sans-serif' color:#365F91"电解电流/span/p/tdtd style="border: medium none background: rgb(211, 223, 238) none repeat scroll 0% 0% padding: 0px 7px " width="142" valign="top"p style="text-align:left"span style=" font-family:' 微软雅黑' ,' sans-serif' color:#365F91"贵金属正负电极，电解质水溶液，多孔聚四氟乙烯膜/span/p/tdtd style="border: medium none background: rgb(211, 223, 238) none repeat scroll 0% 0% padding: 0px 7px " width="142" valign="top"p style="text-align:left"span style=" font-family:' 微软雅黑' ,' sans-serif' color:#365F91"选择性好，可测量Clsub2/sub、NHsub3/sub、Hsub2/subS等/span/p/td/trtrtd style="border-width: medium medium 1px border-style: none none solid border-color: currentcolor currentcolor rgb(79, 129, 189) -moz-border-top-colors: none -moz-border-right-colors: none -moz-border-bottom-colors: none -moz-border-left-colors: none border-image: none padding: 0px 7px " width="142" valign="top"p style="text-align:left"strongspan style=" font-family:' 微软雅黑' ,' sans-serif' color:#365F91"固体电解质式/span/strong/p/tdtd style="border-width: medium medium 1px border-style: none none solid border-color: currentcolor currentcolor rgb(79, 129, 189) -moz-border-top-colors: none -moz-border-right-colors: none -moz-border-bottom-colors: none -moz-border-left-colors: none border-image: none padding: 0px 7px " width="142" valign="top"p style="text-align:left"span style=" font-family:' 微软雅黑' ,' sans-serif' color:#365F91"测定电解质浓度差产生的电势/span/p/tdtd style="border-width: medium medium 1px border-style: none none solid border-color: currentcolor currentcolor rgb(79, 129, 189) -moz-border-top-colors: none -moz-border-right-colors: none -moz-border-bottom-colors: none -moz-border-left-colors: none border-image: none padding: 0px 7px " width="142" valign="top"p style="text-align:left"span style=" font-family:' 微软雅黑' ,' sans-serif' color:#365F91"固体电解质/span/p/tdtd style="border-width: medium medium 1px border-style: none none solid border-color: currentcolor currentcolor rgb(79, 129, 189) -moz-border-top-colors: none -moz-border-right-colors: none -moz-border-bottom-colors: none -moz-border-left-colors: none border-image: none padding: 0px 7px " width="142" valign="top"p style="text-align:left"span style=" font-family:' 微软雅黑' ,' sans-serif' color:#365F91"适合低浓度测量，需要基准气体，耗电，可测量COsub2/subsub、/subNOsub2/sub、Hsub2/subS等/span/p/td/tr/tbody/tablep表1汇集了各类电化学气体传感器的种类、检测原理所用材料与特点。/pp2.1 恒电位电解式气体传感器/pp　　恒电位电解式气体传感器的原理是：使电极与电解质溶液的界面保持一定电位进行电解，通过改变其设定电位，有选择的使气体进行氧化或还原，从而能定量检测各种气体。对于特定气体来说，设定电位由其固有的氧化还原电位决定，但又随电解时作用电极的材质、电解质的种类不同而变化。电解电流和气体浓度之间的关系如下式表示：/pp　　　　I=(nfADC)/ σ/pp　　式中：I-电解电流；n-1mol气体产生的电子数；f-法拉第常数；A-气体扩散面积；D-扩散系数；C-电解质溶液中电解的气体浓度；σ-扩散层的厚度。/pp　　在统一传感器中，n、f、A、D及σ是一定的，电解电流与气体浓度成正比。/pp　　自20世纪50年代出现CIDK电极以来，控制电位电化学气体传感器在结构、性能和用途等方面都得到了很大的发展。20世纪70年代初，市场上就有了31检测器。有先后出现了CO、Nsubx/subOsubY/sub（氮氧化物）、Hsub2/subS检测仪器等产品。这些气体传感器灵敏度是不同的，一般是Hsub2/subS NO NOsubb/sub Sq CO，响应时间一般为几秒至几十秒，大多数小于1min；他们的寿命相差很大，短的只有半年，有的CO监测仪实际寿命已近10年。影响这类传感器寿命的主要因素为：电极受淹、电解质干枯、电极催化剂晶体长大、催化剂中毒和传感器使用方法等。/pp　　以CO气体监测为例来说明这种传感器隔膜工作电极对比电极的结构和工作原理。在容器内的相对两壁，安置作用电极h’和对比电极，其内充满电解质溶液构成一密封结构。瓦在化田由极3g对冲由极AnljI进行恒定电位差而构成恒压电路。此时，作用电极和对比电极之间的电流是I，恒电位电解式气体传感器的基本构造根据此电流值就可知CO气体的浓度。这种方式的传感器可用于检测各种可燃性气体和毒气，如Hsub2/subS、NO、NOsubb/sub、Sq、HCl、Clsub2/sub、PHsub3/sub等，还能检测血液中的氧浓度。/pp2.2离子电极式气体传感器/pp　　离子电极式气体传感器的工作原理是：气态物质溶解于电解质溶液并离解，离解生成的离子作用于离子电极产生电动势，将此电动势取出以代表气体浓度。这种方式的传感器是有作用电极、对比电极、内部溶液和隔膜等构成的。/pp　　现以检测NHsub3/sub传感器为例说明这种气体传感器的工作原理。作用电极是可测定pH的玻璃电极，参比电极是A8从姐电极，内部溶液是NIkCE溶液。NEACt离解，产生铵离子NHsub4/subsup+/sup，同时水也微弱离解，生成氢离子Hsup+/sup，而NH4sup+/sup与Hsup+/sup保持平衡。将传感器侵入NHsub3/sub中，NHsub3/sub将通过隔膜向内部渗透，NHsub3/sub增加，而Hsup+/sup减少，即pH 增加。通过玻璃电极检测此PH的变化，就能知道NHsub3/sub浓度。除NHsub3/sub外，这种传感器海能检测HCN（氰化氢）、Hsub2/subS、Sq、C0sub2/sub等气体。/pp　　离子电极式气体传感器出现得较早，通过检测离子极化电流来检测气体的体积分数，电化学式气体传感器主要的有点是检测气体的灵敏度高、选择性好。/pp2.3电量式气体传感器/pp　　电量式气体传感器的原理是：被测气体与电解质溶液反应生成电解电流，将此电流作为传感器输出，来检测气体浓度，其作用电极、对比电极都是Pt电极。/pp　　现以检测C12为例来说明这种传感器的工作原理。将溴化物MBr（M是一价金属）水溶液介于两个铂电极之间，其离解成比，同时水也离解成Hsup+/sup，在两铂电极间加上适当电压，电流开始流动，后因Hsup+/sup反应产生了Hsub2/sub ，电极间发生极化，发生反应，其结果，电极部分的Hsub2/sub被极化解除，从而产生电流。该电流与Hsub2/sub浓度成正比，所以检测该电流就能检测Clsub2/sub浓度。除Clsub2/sub外，这种方式的传感器还可以检测NHsub2/sub、Hsub2/subS等气体。/ppstrong3.传感器的检测/strong/pp　　电化学型气体传感器可分为原电池式、可控电位电解式、电量式和离子电极式四种类型。原电池式气体传感器通过检测电流来检测气体的体积分数，市售的检测缺氧的仪器几乎都配有这种传感器。可控电解式传感器是通过检测电解时流过的电流来检测气体的体积分数，和原电池式不同的是，需要由外界施加特定电压，除了能检测CO、NO、NOsub2/sub、Osub2/sub、SOsub2/sub等气体外，还能检测血液中的氧体积分数。电量式气体传感器是通过被测气体与电解质反应产生的电流来检测气体的体积分数。离子电极式气体传感器出现得较早，通过检测离子极化电流来检测气体的体积分数。电化学式气体传感器主要的优点是检测气体的灵敏度高、选择性好。/pp　　综上所述，不同种类的气体传感器适用于不同气体检测与控制的需求，随着现代工业的发展，尤其是绿色环保理念的不断加强，气体传感器技术的开发应用必将具有非常广阔的发展前景。两电极电化学CO传感器，是近年来研究的热点，属于国际上先进的传感器技术，通过实验研究，在电极、过滤层、电解质等材料选择和结构的设计中，攻克了影响传感器寿命的诸多技术难题，研制成功了具有实用意义的新型CO传感器，它必将在CO气体检测领域发挥积极的作用。/p

外泌体作为一种直径约30-150 nm的脂质双层膜囊泡，几乎所有的细胞均可分泌，广泛分布于人体体液中。外泌体携带着起源细胞的多种物质，如膜蛋白、核酸、脂质等，在肿瘤的发生、发展和转移中起着至关重要的作用，是早期癌症临床诊断中的一类重要标志物。电化学方法具有稳定性强、灵敏度高、易操作等特点，使其在临床诊断、生物传感、环境监测等方面得到了广泛的应用。采用电化学生物传感技术实现外泌体的高灵敏精准检测对于癌症的早期诊断、疗效评价及预后分析具有重要意义。　　近期，中国科学院苏州生物医学工程技术研究所与中科院重庆绿色智能技术研究院研究人员开发了一种基于二维过渡金属碳/氮化物MXene材料的新型电化学传感器，用于外泌体的识别与检测。MXene作为一种新兴的二维材料，具备大的比表面积、高的导电性以及较强的催化能力，针对该材料的研究丰富了其在催化、电容器、生物传感和成像等领域中的应用。　　在该研究中，研究人员通过真空辅助的方法制备二维MXene平面膜，并利用电化学外加电位作用在二维膜表面负载金（Au）纳米阵列，得到Au-MXene二维复合膜。一方面，该方法利用了MXene二维材料构筑成膜，能够负载大量的上皮细胞粘附分子蛋白适配体，特异性识别捕获外泌体；另一方面，通过超速离心分离纯化肺癌细胞（A549）分泌的外泌体，对其进行溶酶体相关膜蛋白适配体修饰，能够填充复合膜表面未结合的活性位点，进一步放大检测信号。结果表明，所构建的电化学传感器对外泌体的检出限可以达到每毫升58个，具有良好的重复性、宽的检测范围以及高的灵敏度。该研究为外泌体的精准检测提供了一种高灵敏的新平台，也拓宽了二维材料在生物传感领域的应用。　　相关研究成果以Hierarchical Au nanoarrays functionalized 2D Ti2CTx MXene membranes for the detection of exosomes isolated from human lung carcinoma cells为题发表在Biosensors and Bioelectronics上。研究工作获得了国家重点研发计划、国家自然科学基金委、江苏省自然科学基金等的资助。二维材料复合膜用于外泌体检测示意图

近期，中科院合肥物质院智能所吴正岩和张嘉团队设计出一种可检测铅离子(Pb2+)的便携式电化学传感器，实现了铅离子的精准和便捷检测。相关研究成果已被电化学分析领域权威期刊Journal of Electroanalytical Chemistry接收发表。 　　重金属离子对环境的污染被认为是全世界最严重的环境问题之一。铅离子作为一种高毒性的重金属离子，排放到环境中可造成较严重的污染，被动植物吸收后，通过食物链进入人体，会显著影响人体的健康，因此对铅离子的检测也受到越来越多的关注。然而，传统的检测方法具有样品预处理过程复杂、耗时长和仪器昂贵等缺点，研发特异性高、灵敏便捷、检测步骤简单的铅离子检测方法尤为迫切。 　　针对此类问题，课题组开发出基于钴掺杂的普鲁士蓝结合MXene材料的便携式电化学传感器。该传感器可以检测纳摩尔浓度的铅离子，同时也展现出较高的抗干扰能力，良好的稳定性，并在瓶装水、自来水和湖水等真实样品检测中均表现出出色的铅离子检测性能。 　　该研究工作得到国家自然科学基金和安徽省科技重大专项的资助与支持。传感器的制备及检测机理图

近日，南华大学化学化工学院 " 低维纳米材料光电技术实验室 " 团队成功研制了一种基于蛋白质冠诱导聚集效应的便携式光电化学传感器，用于水生环境中聚苯乙烯微塑料的检测。相关研究成果以 " 基于蛋白质冠诱导聚集效应的水生环境微塑料检测平台 " 为题，在高水平 SCI 期刊《生物传感器和生物电子学》上发表研究论文。微塑料是指直径小于 5 mm 的塑料颗粒。它们广泛分布于河流、湖泊、海水和沉积物中，常被称为水中的 "PM 2.5"。微塑料具有较大的表面积，可携带致病菌，使人出现感染、头晕、呼吸困难等症状，甚至引起死亡。为了解决微塑料带来的不可预测的威胁，" 低维纳米材料光电技术实验室 " 团队创新性地运用蛋白质冠诱导聚集效应，设计了一种检测微塑料的便携式光电化学传感器。在不破坏微塑料结构的前提下，该传感器可选择性快速捕捉水生环境中的微塑料，实现对微塑料灵敏地原位检测。该传感器具有灵敏度高、重现性好、检测能力强等优点。在 0.5 ~ 500 μ g/mL 的线性范围内，其方法检出限为 0.06 μ g/mL，定量限为 0.14 μ g/mL。该传感器在真实水样中的表现也十分出色，其日内精度和日间精度的相对标准偏差分别为 0.56% ~ 4.63% 和 0.84% ~ 3.36%，平均相对回收率为 100.39% ~ 104.48%。此外，该团队对光电化学传感系统进行集成，可以通过蓝牙或无线传输的手段将检测数据实时传输到智能手机上，大大提升了检测效率。这种创新方法解决了传统检测方法对大型仪器设备过度依赖的问题，简化了检测流程。相关研究成果为微塑料的现场实时检测提供了新的方法，并在水生环境的微塑料污染分析中具有广阔的应用前景。南华大学在读硕士生肖子祯为第一作者，南华大学张也教授为该研究论文的通讯作者，南华大学化学化工学院为第一单位。该研究得到了南华大学科研启动经费、国家自然科学基金等项目的支持。

p　　发展适合于现场快速检测海洋生物大分子及海洋细菌的生物传感器技术，对于及时快速地开展海洋环境监测和评价具有重要意义。目前，对生物大分子的检测，一般采用酶联免疫法、生物化学测试法、聚合酶链式反应法等技术 对全细胞的检测，则通常需要通过细胞培养实验来完成。然而，上述方法存在仪器复杂、设备昂贵、检测耗时长等缺点，仅适用于实验室分析。/pp　　在海洋环境中，贻贝可通过其足丝分泌贻贝粘蛋白，该蛋白具有优越的粘滞性和良好的生物相容性。近期，中国科学院烟台海岸带研究所研究员秦伟课题组利用聚多巴胺类仿贻贝粘蛋白材料，成功构建了表面分子印迹聚合物电位型传感器，实现了对蛋白质分子及细胞体的高灵敏、高选择、快速电化学检测。他们采用基于仿贻贝粘蛋白的表面分子印迹技术，在电位型传感器表面原位构建了生物分子选择性识别印迹层 利用表面分子印迹层与待测生物分子之间的高选择性识别作用，实现了样品中生物分子在传感器表面的高选择性分离与富集 利用聚离子作为指示离子，指示富集前后传感器膜界面的电位变化，从而实现了对蛋白质分子及细胞体的免标记电化学检测(如下图)。该方法有效解决了电化学生物传感器难以实现免标记分析的难题，有望应用于海洋病毒及海洋致病菌的现场快速检测中。/pp　　相关研究成果已于近日发表在化学期刊《德国应用化学》(Rongning Liang, Jiawang Ding, Shengshuai Gao, Wei Qin*. Mussel-Inspired Surface-Imprinted Sensors for Potentiometric Label-Free Detection of Biological Species. Angew. Chem. Int. Ed., 2017, 56, doi: 10.1002/anie.201701892)。此外，秦伟课题组也于近期在该期刊发表了关于电化学生物传感研究的其它成果(Angew. Chem. Int. Ed., 2016, 55, 13033–13037)。/pp style="text-align: center "img width="600" height="495" title="W020170526571669789953.jpg" style="width: 600px height: 495px " src="http://img1.17img.cn/17img/images/201705/insimg/dfa6e65f-ceeb-4ed3-8f15-be9f33a61853.jpg" border="0" vspace="0" hspace="0"/ p/pp 基于海洋贻贝粘蛋白的仿生电化学生物传感器检测原理/pp/pp/p/p

7月17日，黑龙江省首个外籍院士工作站&mdash &mdash 哈尔滨盈江科技有限公司电化学传感器院士工作站在高新区科技大厦揭牌。俄罗斯科学院亚历山大· 布加耶夫（Alexander S. Bugaev）院士驻站与盈江科技公司合作，主要从事电化学传感器的研发，并为相关电化学传感元器件的产业化提供必要的技术支持。　　物联网的兴起离不开传感器的广泛应用。其中，电化学传感器因为体积小、灵敏度高、装配便捷成为传感器领域的新兴高端产品。为更好地消化吸收该领域的新技术，盈江科技有限公司建立电化学传感器外籍院士工作站，采用联合攻关的方式，与亚历山大· 布加耶夫院士及其团队合作，主要从事电化学传感器的研发，包括新型电化学惯性传感技术的研发和电化学气体传感器检测仪器及系统的理论研究，为中国电化学传感器发展提供技术支撑。　　在揭牌仪式上，盈江科技公司还与俄罗斯莫斯科物理技术学院签署了关于电化学传感器的技术合作协议。　　盈江科技公司是以研发电化学气体传感器和电化学惯性传感器为主导的高科技企业，主要从事化学传感器研发及成果转化，产品质量已达到国际先进水平。

瑞士万通DropSens，电化学传感器定制和生产的理想合作伙伴。现在，电化学传感器进入市场的机会近在眼前。 瑞士万通DropSens生产的定制化电化学传感器具有可扩展、低成本的制造工艺，并且可应对大规模生产。 一个想法、一个应用或是一个初期研究设想都可以变成一个理想的，经过权威认证的，可立即投入市场使用的解决方案。该解决方案可以满足各种需求，无论您处于哪个领域。 瑞士万通DropSens具有设计和定制化电化学解决方案的能力，且可以应对大批量生产，为开发小型传感器和生物传感器创造了巨大的机遇。专业制造能力可以确保较低生产成本，高水平的产品质量和稳定性以及无缺货风险的交付能力，为许多潜在的项目和研究拓宽视野。 由于传感器的可定制性，因此可以进行多种修改和选择，例如空间分布、形状、面积、基材或多种材料的使用。这种多功能性使该传感器适合于各种应用，以测量各种参数。 其中包括人类健康、污染、食品和饮料信息、环境分析、水污染、非法药物检测、病毒、农业和畜牧业等。 电化学传感器的定制和大批量生产能力是进入市场，响应新的分析范式并获得强大而准确结果的有力保障，同时也是各个行业所迫切寻找的。从小规模的原型制作到大规模的传感器生产，瑞士万通DropSens将在全过程中提供支持：概念化、原型设计和具有高质量标准的结果，另外还有服务于全球，可靠和专业的技术团队。

近期，中国科学院合肥物质科学研究院智能机械研究所仿生功能材料与传感器件研究中心&ldquo 973&rdquo 首席科学家刘锦淮研究员和中科院&ldquo 引进海外杰出人才&rdquo 黄行九研究员领导的课题组研究人员在探索砷(III)电化学检测影响机制上实现新突破。　　长期以来，实现复杂环境中砷(III)稳定高效的电化学检测是困难且重要的问题。因其他离子如汞（II）、铜（II）和天然有机物等产生的干扰，一直是研究人员特别关注的问题。而此前的诸多报道对干扰的影响机制研究甚少，缺乏理论及实验依据。　　合肥研究院智能所研究人员从实际应用的角度出发，依托内蒙古托 克托县兴旺庄村地下水为背景，借助于光谱法深入研究了腐植酸和铁(III)对砷(III)的电化学信号的影响。研究结果表明，腐植酸可以和水中砷 (III)发生络合，从而影响到检测信号；而铁 (III)的存在可以更强的作用力与腐殖酸结合，消除腐植酸与金电极或者As(III)的结合，从而实现砷(III)稳定高效的电化学检测。研究论文发表 在环境类期刊《危险材料》上（J. Hazard. Mater. 2014, 267, 153）。评审人认为&ldquo 相对于砷(III)的检测，该工作对干扰物对电化学信号的影响提出了比较深刻的理解&rdquo ；&ldquo 该工作具有新颖性，并且对消除这些对砷分 析产生影响的腐植酸的新的可能性带来一种思路&rdquo 。　　近几年来，该课题组研究人员一直致力于探索纳米材料在电分析行为与吸附性能的相关性。 对此，他们利用氨基功能化氧化石墨烯和多孔双金属氧化物（氧化铈-氧化锆）纳米微球探究了水中重金属如砷(III)、砷(V)、钴(II)的吸附性能。相 关研究深入论证了表面官能团对去除重金属的重要作用。该研究成果也以全文发表在《危险材料》上（J. Hazard. Mater. 2013, 260, 498；J. Hazard. Mater. 2014, 270, 1）。　　以上研究工作得到了国家重大科学研究计划项目、中科院&ldquo 引进海外杰出人才&rdquo 百人计划项目以及合肥物质科学技术中心方向项目等的支持。

p　　中科院合肥物质科学研究院智能所黄行九研究团队利用表面具有大量氧空位的TiO2-x纳米片，实现对重金属离子高灵敏的电化学检测，对一直困扰人们的重金属离子检测干扰机制做了深入的探索，并提出了“电子诱导干扰机制”这一原理。相关成果日前已发表在美国化学学会的《分析化学》（Analytical Chemistry）杂志上。/pp　　纳米材料已经被广泛的应用于电分析化学中。然而，对于纳米材料活性位点与电化学传感机制的构效关系，仍然缺乏一个原子层面的解释。由于电化学分析原理的内在原因，重金属离子之间的相互干扰在电化学检测领域中也是研究人员不可回避的一个问题。/pp　　研究人员已经发现了二氧化钛TiO2表面掺杂氧空穴调控晶面的表面电子结构，激发了惰性半导体纳米材料对重金属离子的检测活性。在此基础上，研究人员通过调控反应物中氟化氢的比例，制备了具有大量表面氧空位的TiO2-x纳米片。通过高分辨透射电子显微镜（HRTEM），X射线衍射（XRD），拉曼，电子顺磁共振（ESR），X射线光电子能谱（XPS）等多种技术揭示了纳米材料活性位点与电化学传感性能的构效关系。实验证实，在离子共存体系中，研究人员利用同步辐射技术（EXAFS），从原子层面上系统的阐述了二价镉离子Cd(II)对二价铜离子Cu(II)的干扰原因。研究表明，Cd(II)能够促进电子从TiO2-x纳米片表面向Cu(II)的转移，同时，Cu(II)的存在增长了Cu-O的键长，导致解吸能降低。/pp　　这些发现为从原子层面上发展高灵敏纳米材料和研究电化学检测干扰机制夯实了坚定的道路。/ppbr//p

日本东芝公司(Toshiba)日前宣布研制成功高灵敏度的电化学DNA芯片，这种芯片能够在非常低的浓度下检测DNA。 这款新型芯片集成了目前广泛使用的半导体电路技术之一的CMOS电路及传感器，是对东芝先进DNA芯片系列产品及相关技术的最新补，可迅速投入的应用包括抗癌药物的易感性分析及用于疾病起因的预防性诊断的健康监测。 东芝在2001年10月推出其第一款电化学DNA芯片，采用原始的电流检测方案，用于支持感染肝炎病人单个治疗方案的研制。该芯片能调查单个病人的治疗疗效和副作用。这项研究涵盖六个领域的疾病：肺结核、消化紊乱、抑郁症(ademonia)、高血脂症、心脏停搏(Cardiac Arrest)及癌症等。同年，东芝还针对风湿病患者推出了DNA芯片。根据基因数据，东芝此次推出的新的DNA芯片能测定药物疗效和副作用的可能性，以及与病人可能出现的并发症。

p style="text-align: center"img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201711/insimg/78bd2ed6-e7a3-41e7-855c-2a1b604b415c.jpg" title="1.jpg"//pp　　可穿戴设备正在改变世界，除了设计时尚、能够跟踪心率等人体各项生理指标之外，加州大学研究人员发布最新报告显示，可穿戴式传感器也可以应用于检测身体外部的威胁，为此他们设计了一款可以检测诸如爆炸物等化学威胁的戒指。当检测到爆炸物和神经毒剂时，可穿戴的设备就会发射无线警报。/pp　　很多人使用手环来跟踪身体活动。致力于防御的可穿戴设备却始终不怎么被重视，但是加州大学圣地亚哥分校的Joseph Wang和同事们已经为解决这一差距迈出了一步。/pp style="text-align: center"img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201711/insimg/8cbdaab0-ab2d-4b4c-897e-2c8c5a520041.jpg" title="2.jpg"//pp　　研究者们设计、构造并测试了一个电池供电的指环，它可以监测空气和液体中的爆炸物和神经毒剂，并能立即将无线警报发送到手机上。指环外表面有印刷电极。表面上的半固态琼脂糖凝胶促进分析物扩散至电极，电极与设备内的微型电子器件连接，用来分析电化学信号并传输数据。/pp　　这个戒指使用计时电流和快速方波伏安法来监测硝基芳香化合物和过氧化爆炸物及有机磷类神经毒剂。研究者们确信这种设备能够扩展至监测其他有毒制剂。洛维拉依维尔基里大学的纳米传感器团队领导Francisco Andrade评论道：“在我看来，这项研究最显著的成就在于，将电子产品和传感器小型化和集成化在一个简单、紧凑、自发和无线连接的单元里。”他建议：“还可以将这个设备安装在腕带、帽子或通过魔术贴用到服装中。”/pp　　据全球分析公司“CCS Insight”称，到2020年，可穿戴电子产品市场将达到340亿美元。目前正在开发的可穿戴产品包括纹身、口罩、腕带和头带等形式，所有这些设备所应用的传感器都还面临着一定的挑战，行业内对传感器要求经济实惠、设计紧凑、对使用者无创、使用便捷，但是就目前而言，更加先进的传感器昂贵并且难以生产。例如，戴在手臂上的汗液传感器，需要使用者产生足够的汗液才能使装置正常工作，就是目前所遇到的一个尴尬现状。/p

随着科技的进步，传感器和光学元件都将趋于小型化和集成化。有机低维纳米材料由于其独特的结构和新颖的物理、化学性质，在生物传感、纳米光子学领域中展现出广阔的应用前景。近日，据国际知名期刊《Advanced Materials》报道，中国科学院化学研究所光化学院重点实验室利用高比表面积的一维纳米材料，制备出一种更加灵敏的电化学发光纳米生物传感器。该项研究也为低维纳米材料制备生物传感器提供了重要的理论和实验依据。　　从细菌到人，所有生物都在使用&ldquo 生物分子开关&rdquo 来监测环境。此类&ldquo 开关&rdquo ，即由RNA或蛋白制成、可改变形状的分子。这些&ldquo 分子开关&rdquo 的诱人之处在于：它们很小，足以在细胞内&ldquo 办公&rdquo ，而且非常有针对性，足以应付非常复杂的环境。受到这些天然&ldquo 开关&rdquo 的启发，纳米生物传感器应运而生。　　据中科院相关人员介绍，生物传感器是用固定化的生物体成分，如酶、抗原、抗体、激素等，或者是生物体本身的细胞、细胞器、组织等作为传感元件制成的传感器。按所用分子识别元件的不同，生物传感器可分为酶传感器、微生物传感器、组织传感器、细胞器传感器、免疫传感器等 按信号转换元件的不同可分为电化学生物传感器、半导体生物传感器、测热型生物传感器、测光型生物传感器、测声型生物传感器等。其中，电化学生物传感器由于具有体积小、分辨率高、响应时间短、所需样品少、对活细胞损伤小等特点，广泛应用于医药工业、食品检测和环境保护等领域。　　如今，纳米技术的介入更是为电化学生物传感器的发展提供了新的活力。纳米材料具有小尺寸效应、表面效应、量子尺寸效应及宏观量子隧道效应等，使得其表现出奇异的化学、物理性质。例如常见的碳纳米材料，特别是碳纳米管、石墨烯等，就表现出优良的力学性能、导电性能、表面性能及独特的电化学性质。此前，研究人员就曾用琼脂糖将葡萄糖氧化酶和连接了二茂铁的单壁碳纳米管固定在玻碳电极表面，实现了对葡萄糖的快速灵敏检测。碳纳米管的引入还能够显著提高电化学敏感膜中电活性物质的氧化还原可逆性，同时消除了溶解氧对测定的干扰。纳米材料应用于电化学生物传感器领域后，不仅提高了传感器的检测性能，而且提升了传感器的化学和物理性质以及它对生物分子或细胞的检测灵敏度，检测时间也得以缩短，与此同时还实现了高通量的实时分析检测。　　随着纳米技术和生物传感器交叉融合的发展，越来越多的新型纳米生物传感器涌现出来，如量子点、DNA、寡核苷配体等纳米生物传感器。未来纳米生物传感器的发展方向应该是集成多功能、便携式、一次性的快速检测分析机器，它可以广泛用于食品、环境、战场、人体疾病等领域的快速检测。例如，食品和饮料中病原体或者农药残留成分的快速灵敏检测 环境中污染气体或者污染金属离子等远程检测和控制 人体血液成分和病原体的快速实时检测，以及战场生化武器和爆炸物的快速检测。　　但是与此同时，新一代纳米生物传感器同样面临诸多挑战，如更高灵敏度、特异性、生物相容性、集成多种技术、检测方法简化、制备工艺、批量化生产、成本效益等。对此，这一生物传感器的研发课题组专家表示，分子自组装加工工艺简单可控，可以实现快速复制，而且成本较低，对生物传感器的发展有很重要的促进作用，有利于高灵敏度、低成本、一次性纳米生物传感器的发展。而生物分子自组装技术更值得关注，它具有天然的生物兼容性、优异的结合性能，或将成为生物传感器发展的另一个全新领域。

多年来，华南理工大学叶建山教授一直从事纳米电化学、传感器及生物传感器和电化学分析仪器等方面的研究工作，2001年至2006年间任职于新加坡国立大学，回国后任华南理工大学化学科学学院教授的同时，创建了广州盈思传感科技有限公司，并研制出国际领先、国内第一套拥有自主知识产权的高精度便携式重金属检测系统等高端设备和传感器。华南理工大学叶建山教授　　叶建山教授不但是电化学传感器技术研究的资深专家，也是一家分析仪器企业的创始人。我们相信，拥有这两个不同身份的叶建山教授，对于电化学传感器这一学科的发展历程、现今热点乃至未来发展趋势，以及该技术的产业化等必然有着自己独特的视角以及看法。为此，仪器信息网于近期采访了叶建山教授。“纳米材料传感器与电化学仪器的结合，是目前研究热点”　　Instrument：首先请您为我们介绍一下，电化学传感器发展过程中经历了哪些里程碑式进展?　　叶建山教授：电化学传感器用来测定目标分子或物质的电学和电化学性质，从而进行定性和定量的分析和测量。电化学传感器的发展具有悠久的历史，它的基本理论和技术发展与电分析化学密切相关，最早的电化学传感器可以追溯到20世纪50年代，并随着微电子和材料加工技术不断更新而发展。　　1959年，捷克科学家海洛夫斯基发明伏安分析法而获诺贝尔化学奖。伏安法之一的极谱法，可以区分不同价态的金属离子或键合态及游离的金属离子，因此可以对生物利用率和重金属毒性进行评估，使其成为环境分析所必须的技术。电极是伏安法仪器的核心部分，因为电极材料的限制，造成灵敏度低、检测时间长、操作较复杂或重现性差等缺陷，使得伏安法没有获得广泛的应用。　　20世纪60年代离子选择性电极及酶电极相继问世，电化学传感器进入了稳定发展时期，在环境监控、医药分析、在线分析等方面获得广泛应用。20世纪70年代，科学家利用化学修饰电极，改变电极表面结构以控制电化学过程，标志着电化学传感器的功能化修饰和控制进入分子水平。　　近年来，随着纳米材料科学和微电子技术的快速发展，新原理、新技术、新材料和新工艺的广泛采用，传感器在小型化、微型化、智能化方向得到了日新月异的发展，具有特殊性能和优点的电化学传感器不断涌现并进入实际应用。在欧美，伏安法已经取代了传统的原子吸收法大量应用于医药、生物和环境分析领域。　　Instrument：目前，国内外电化学传感器的研究热点与难点都集中到哪些方面?　　叶建山教授：目前，采用纳米技术，提高电化学传感器的选择性、灵敏度和多目标同时测定，成了国内外研究热点，具体地说，集中在碳纳米管和石墨烯传感器的制备和产业化。　　碳纳米管被认为是一种性能优异的新型功能材料和结构材料，世界各国均在其制备和应用方面投入大量的研究开发力量，期望能占领该技术领域的“制高点”。碳纳米管传感器是目前纳米传感器的最重要平台，在航天、机械、仪器仪表、汽车制造、油气勘探、电子工程及医疗器械行业都有广泛用途，并已经成为相关技术发展的基础条件。而石墨烯的出现，要比碳纳米管更晚，但在近几年已经超越了碳纳米管成为国际新热点。　　纳米材料传感器与电化学仪器的结合之所以成为热点，主要还是因为在构建物联网的成本和运营方面，比光谱类仪器有巨大的优势。随着新型功能化纳米材料的不断涌现，电化学传感器的一些缺陷将被克服，并在工农业、环境监控和医疗领域展示其应用价值，尤其是在新型的物联网建设中，可以应用到生命科学、环境、健康、国防等众多领域。　　Instrument：目前，国内重金属污染事故频发，电化学传感器技术在重金属检测中又有哪些独特优势?　　叶建山教授：近年来，重金属污染事故频发，造成了严重的环境污染和经济损失。各级政府对重金属污染的监控和治理十分重视。其中，重金属分析，特别是重金属污染事故的快速跟踪监测技术，一直是人们关注和研究的课题。　　目前检测重金属的技术主要有光谱法和电化学法，光谱法包括AAS、ICP-MS、ICP-AES、AFS等 电化学法包括伏安法、极谱法、电位分析法等。这些方法在不同的领域和检测环境需求中发挥各自的优势。电化学传感器技术属于电化学法，在重金属检测中具有独特特点和优点，包括：　　(1)便携和低成本　　随着微电子技术和纳米材料科学的快速发展，电化学传感器朝着微型化和智能化发展，在重金属检测中具有便携和低成本的明显优势，特别是应对重金属突发事故，可以现场进行监控，而且其使用和维护成本比较低。　　(2)操作简单、选择性好、灵敏度高和多元素同时检测　　纳米材料，比如碳纳米管、金纳米颗粒等，处于宏观体系和微观体系之间的过渡区域，是由数目极少的原子或分子组成的原子群。这一结构特征使纳米材料具有独特的微尺寸效应、表面效应和量子效应，表现出不同于宏观材料的电化学催化、特殊电子转移性能等。纳米材料在电化学传感器的广泛应用，使电化学传感器在重金属检测中具有操作简单、选择性好、灵敏度高和多元素同时检测的优点，极大的拓宽其在重金属离子监测的应用范围，在重金属痕量分析方法中占有越来越重要的地位。“物联网技术，或将是电化学传感器获得大发展的契机”　　Instrument：请您谈谈电化学传感器的未来发展前景?　　叶建山教授：电化学传感器具有十分广阔的市场，仅经典的pH传感器，每年全球的市场近100亿美元，另外一种电化学传感器--血糖仪，其市场规模也达到50亿美元以上。随着无线技术、微电子技术和纳米材料的快速发展，电化学传感器在许多领域将获得前所未有的机会，尤其在环境监控、食品安全和原材料质控等领域将有着极广泛的应用前景。　　国家在“十二五”规划发展期间，环保设备和监控领域的市场达5000亿元，并且以每年15%的速度增长。可以预见，利用新技术和新材料，紧密结合中国的市场实际，开发简单、实用、自动化、免维护的传感器，在水质、大气、工业过程监测和健康监控领域将具有十分广阔的市场。　　Instrument：请介绍一下您在电化学传感器领域的相关研究成果情况?　　叶建山教授：我多年来主要从事高灵敏度和高选择性的电化学传感器研究。在新加坡国立大学工作中，主要研制基于碳纳米管等材料的电化学传感器等高端传感器，并参与了新加坡国立大学、新加坡国防科技局和美国麻省理工学院联合的新型纳米传感器和生物传感器等国际领先的研发项目。例如，我们发现，利用强氧化的方法，打开碳纳米管的头部，将功能化基团修饰在碳纳米管的表面，大大提高了碳纳米管的电催化作用和加快电子传递速度，成功发展了阵列微传感器。同时，我们还研制了一系列电化学传感器配套仪器。　　此外，我们还在石墨烯传感材料和传感器研发方面取得了国际领先的进展。石墨烯是2004年才被发现的一种新型二维平面纳米材料, 其特殊的单原子层结构决定了它具有丰富而新奇的物理性质。过去几年中, 石墨烯开始超越碳纳米管成为备受瞩目的国际前沿和热点，是新材料和凝聚态物理等领域的新增长点，发现者因此获得2010年度诺贝尔物理学奖。相应的各国投入了大量的科研力量到石墨烯的研究和产业化工作中，而我们也已经掌握了合成石墨烯纳米材料的多项核心技术。　　Instrument：请谈谈此次广州开发区政府给予1500万资助的“物联网中的微纳米环境监测系统”项目前景、目前进展以及预期目标情况?　　叶建山教授：物联网是“十二五”期间我国重点发战略性新兴产业之一。据不完全了解，目前全国已有28个省市将物联网作为新兴产业发展重点之一。广东省政府2010年12月发布了《关于加快发展物联网建设智慧广东的实施意见》，《广州市“十二五”信息化发展规划》也计划5年内广州物联网产业产值将达千亿元。《物联网“十二五”发展规划》明确提出加快推进重点行业和重点领域的物联网先导应用。　　我们“物联网中的微纳米环境监测系统”项目希望抓住这个契机，为我国物联网产业做出自己的贡献，也使企业有飞跃式的发展。和3G网络结合，我们计划构建全面的智慧型环境和健康监测无线传感网，实现检测的远程传送、反馈、监控。　　传感器处在物联网金字塔的塔座，所以我们项目重点发展的基于碳纳米管和石墨烯的纳米传感器，致力于研究、开发和制造基于新型纳米传感器的环境保护、分析测试等领域的高端产品，如pH传感器、气体分子传感器、分子传感器和水体毒性传感器等，从而提供全面、专业的环境和健康应用解决方案及服务。“众多科研成果急需产业化，国外先进理念值得借鉴”　　Instrument：据了解，您在回国后创建了广州盈思传感科技有限公司。有了自己的公司，那么您的科研成果产业化就有了很好的途径，请您介绍一下这方面的情况?　　叶建山教授：这些年来，公司利用纳米科技自主研发了高灵敏度和选择性的重金属传感器，掌握了重金属监控的核心关键技术。该传感器具有选择性好、所需试样少，且操作简便的优点，其测定结果与ICP-AES所测结果相比，具有非常好的一致性。国际上，同类产品与我们达到同一技术水平的只有一、二家外国仪器公司。IGS10M系列重金属便携式检测系统　　公司目前已产业化生产便携式重金属检测系统、台式和在线式重金属检测系统，并获得了国家计量认证，进入重金属环境监控市场，取得了良好的经济和社会效益。　　公司充分发挥在纳米材料和电化学领域的长期积累，开发出了若干具有国际领先水平的在线和便携式水常规监测仪器。例如，我们的便携式和在线COD监测仪，采用独有的纳米羥自由基电极法，既不外加氧化剂,也不加热消解水样，测定过程无需校正，极大缩短了分析流程，还克服了传统方法中“二次污染”的问题，代表了COD测定方法的突破。采用羥自由基电化学传感器的便携式COD仪器，国际上仅有盈思公司拥有，技术国际领先，在环境监控领域已得到较广泛的应用。　　此外，公司的水中持久性有机污染物(POPs)电化学自动在线检测平台、氰化物自动监测仪及生物毒性预警监控设备也已基本完成产业化前期的研发工作。这几种仪器都是我国急需的，列入了《国家鼓励发展的重大环保技术装备目录》(2011年版)。广州盈思传感科技有限公司研发部　　Instrument：请谈谈您在创业过程中所面临的困难与挑战?　　叶建山教授：在创业的最初几年，我们团队专注于技术研发和做好、做精每一个产品，忽视了企业的商业运作，对于国内的政策和环境也了解得不够，在“做”企业的思路上没有很快适应国内的要求。　　我本人作为一个专注技术领域的科研人员，企业经营和管理不是我的强项。在国内往往要求科技企业的创业者，至少在早期是全能型选手，即要有较强的科研能力，也要能够把握外部资源并有效运用。我们有很好的产品和技术，但是当重大的市场机会出现时，企业往往缺乏抓住市场机遇的能力，所以要求我们去学习很多以前不了解的东西，找准发力点。　　Instrument：您在新加坡学习工作了5年多，请谈谈新加坡在科研成果产业化方面都有哪些经验值得我们国内借鉴?　　叶建山教授：新加坡的科技创新能力很强，在世界各机构和媒体的排名中，都稳居前五。其政府对科技扶持力度强，大量投入科研资金并对资金使用进行科学管理，整个国家研发投入在GDP中的比重达到了3%，科研以实用技术为主，强调科技创新和科研成果商业化。　　新加坡的科技体系很开放，通过国家的资金、软硬环境，建立了大批的国际一流研发基础设施，从而引来众多的跨国公司和国际专家。以国防领域为例，国立大学获得约4%的国防经费用于研发，相关机构又与澳大利亚、法国、以色列和美国等国防科技发达的国家建立了大规模的国防科技合作关系。　　如果总结一下特点，我觉得可以概括成：基础设施好、科研资金充足、发展方向明确、法律环境优异、开放合作等等。中国在很多方面，都在借鉴国外的先进理念和做法，虽然有个时间差，但一定会有后发优势。采访现场　　撰稿编辑：刘丰秋 审校：王海　　附录：华南理工大学叶建山教授简介　　叶建山，1990年在华东师范大学化学系获得学士学位，1993年获得硕士学位，1999年获得香港科技大学化学系博士学位，2000年至2001年在香港大学医学院从事博士后研究，2001年至2006年在新加坡国立大学生物科学系任研究员，2006年至今为华南理工大学化学科学学院教授。目前主要从事纳米电化学、传感器和电化学分析仪器等方面的研究工作。

光谱电化学（SEC）测量在分析化学中起着至关重要的作用，利用透明或半透明电极对电化学过程进行光学分析。电化学读数提供了有关电极状态的信息，而透射光谱的变化有助于识别电化学反应的产物。 据麦姆斯咨询报道，近日，波兰华沙理工大学（Warsaw University of Technology）的研究人员开发了一种增强型光谱电化学装置，其中，基于双域（光学和电化学）光纤的传感器直接用作工作电极，同时像光谱电化学一样单独测量分析物的光学特性。该传感器采用反射（探针状）配置，其中只有短纤芯部分涂有氧化铟锡（ITO）并浸入分析物中。对ITO纳米涂层的性能进行了优化，以满足在期望的反射光谱范围内获得损失模式共振（LMR）的条件。基于LMR和分光光度计的测量在单独的光路中进行。这产生了一种具有电化学激活的两个垂直定向光谱通道的新形式。相关研究成果以“Enhanced spectroelectrochemistry with lossy-mode resonance optical fiber sensor”为题发表在Scientific Reports期刊上。 在这项工作中，ITO-LMR传感器是基于聚合物包层的石英（PCS，芯径 = 380 μm）多模光纤。由于传感器设计为反射（探针状）配置以有效地引导在光纤端面之一处反射的光，因此使用直流磁控溅射技术在其中一个光纤端面上沉积一层铝膜。必须注意的是，只有当LMR传感器用作工作电极时，传感器/电极的光学询问（通道2中的光学测量）才是可能的，而当使用铂网或ITO涂覆的载玻片时则不可能。增强型SEC装置（LMR传感器作为工作电极）的示意图 增强型SEC装置提供了三种类型的询问读数：电化学测量、与分析物体积相对应的光谱分析（类似于标准SEC）、反映传感器/电极表面状态的LMR光谱分析。在每个询问路径中，分别用铁氰化钾和亚甲基蓝两种氧化还原反应探针进行循环伏安法（CV）实验。随后，在传感器的计时电流（CA）测量期间进行同步测量，并检查读数之间的相互关系。（A）铁氰化钾和亚甲基蓝溶液中LMR传感器的CV扫描；（B）LMR光谱的演变，其中施加电压以诱导氧化还原探针的氧化和还原；（C）计时电流响应，显示LMR传感器在亚甲基蓝溶液中的可重复响应。LMR传感器支持的增强型SEC配置中的多步电流法测量结果（铁氰化钾作为氧化还原探针）LMR传感器支持的增强型SEC配置中的多步电流法测量结果（亚甲基蓝作为氧化还原探针） 总而言之，研究人员开发了一种基于ITO的损失模式共振光纤传感器的增强型光谱电化学测量系统。由于ITO膜的优化厚度和光学性质，在光学域中观察到了LMR，而ITO的电学性质允许将传感器也用作电化学装置中的工作电极。通过检测两种氧化还原探针，即铁氰化钾和亚甲基蓝，证明了该方法。由于LMR强烈地依赖于外部介质的属性和传感器表面发生的变化，因此外加电压的变化会引起共振波长的移动以及特定波长的透射。此外，外加电压引起的变化具有高度可逆性。与标准工作电极相比，“针状”形式的传感器结构紧凑，因此在测量系统内传感器的放置方面提供了很大的灵活性，并能够减小分析样品的体积。此外，这种传感器的制造具有可扩展性，高度可重复性和低成本。利用ITO-LMR增强型光谱电化学装置，增加了关于工作电极表面状态、氧化还原反应本身的信息，并交叉验证了获得的结果，从而提高了分析的灵敏度。这种三通道系统将来可以应用于其他分析，也可以应用于需要使用便携式系统的传感应用。论文信息：https://www.nature.com/articles/s41598-023-42853-0延伸阅读：

CRISPR近年来被广泛专注，Cas 13a在crRNA的引导下识别靶RNA后，对单链RNA表现出“附带切割”能力。较之荧光检测方法，电化学生物传感技术具有成本低，高效，灵敏，易于微型化和集成化的优势。基于CRISPR的电化学检测方法在生物分子检测方面显示出极大的应用前景。 　　近日，中国科学院微系统与信息技术研究所第八研究室宓现强课题组构建了一种基于CRISPR的电化学传感器(CRISPR-E)。该研究将DNA四面体框架结构修饰在印刷电极上，进一步与RNA探针杂交，最后连接HRP分子构建TCP探针。通过将电化学技术、DNA四面体框架结构与CRISPR技术相结合，实现了对miRNA的无扩增、高灵敏度检测。由于整个反应过程可以在电极上实现，因此有望推动miRNA的及时快速(POC)检测。 　　相关论文“Tetrahedral DNA framework based CRISPR electrochemical biosensor for amplification-free miRNA detection”发表于国际生物传感著名期刊Biosensors and Bioelectronics。该论文的第一通讯单位为中科院上海微系统所，通讯作者为上海微系统所宓现强研究员。 　　该工作得到得到上海市优秀学术带头人计划项目(20XD1404600)，中国科学院项目(KFJ-STS-QYZD-2021-08-002 )上海市科委项目(20511107600, 19511107100, 19511107102)等支持。基于CRISPR的电化学传感器原理图

生物传感器为基因分析、传染病检测和食品安全等领域提供了一种廉价、便携检测生物分子的新工具。中国科学院上海应用物理研究所物理生物学研究室樊春海课题组长期致力于电化学生物传感器的研究，取得了系列研究进展。近日，应化学综述杂志Accounts of Chemical Research邀请，裴昊、左小磊等撰写了相关综述论文，并发表于Acc. Chem. Res.,2014, 47, 550&ndash 559。　　生物分子探针在传感界面上的组装过程很大程度上决定了生物传感检测的性能。如何调控生物分子在界面上的密度和取向，减少生物分子与界面的非特异 性吸附并避免界面分子间的侧向作用力则已成为该领域的挑战性问题之一。针对这一问题，樊春海课题组对DNA分子在宏观和纳米界面上的组装过程进行了系统研 究。由于DNA是一种软物质，常规使用的一维单链探针容易产生链间纠缠而聚集。2003年发展出了具有一定刚性的二维结构DNA探针，在一定程度上解决了 这一问题(Fan et al. PNAS 2003, 100, 9134) ，并在DNA和核酸适配体检测方面展现出明显的优越性。近年来，通过引入DNA纳米技术发展出刚性的三维结构DNA探针，实现了DNA探针之间距离的精确 调控。这为构筑有序的生物分子界面提供了新的途径，提高了界面生物识别能力，进而显著提升了生物传感器的检测能力。在这一新型生物传感平台上深入研究了界 面识别和电子传递等物理化学机制，并实现了核酸、抗原和小分子的超高灵敏检测，相关结果相继在JACS, Angew. Chem.,Adv. Mater., Sci. Rep.等杂志发表。

近期，中科院合肥研究院智能所仿生功能材料与传感器件研究中心&ldquo 百人计划&rdquo 黄行九研究员和973首席科学家刘锦淮研究员领导的课题组研究人员在砷的微纳米电化学检测中取得新进展。　　长期以来，地下水砷污染问题已成为世界性的环境问题，已被世界卫生组织称为&ldquo 人类史上最大的危害&rdquo 。实现地下水环境中砷的痕量、高准确性、高选择性检测，是正确评估环境污染的关键所在，可为环境管理和规划、污染防治提供科学依据。近几年来，该课题组研究人员一直致力于探索纳米材料应用于电分析行为实现环境中无机砷的可行性检测。通过对相关文献的调研、总结归纳，提出了自身对电分析技术检测无机砷的认识与理解。该研究成果也以综述形式发表在顶级分析化学杂志&mdash 《分析化学发展趋势》上。　　近期，智能所科研人员从实际应用的角度出发，依托内蒙古托克托县兴旺庄村地下水为背景，通过简易方式构建了金丝微纳米结构电化学电极，从多方面系统研究了其应用于地下水砷的电化学检测问题，并讨论地下水无机离子及有机质分子对砷检测的影响规律，实现了复杂地下水环境中砷的高效准确灵敏检测，可针对大量监测点砷污染情况进行实时分析。同时也提供了一种可实现高效稳定在线检测砷的方法。研究论文发表在环境类知名期刊《危险材料杂志》上。　　以上研究工作得到了国家重大科学研究计划项目、中科院&ldquo 引进海外杰出人才&rdquo 百人计划项目以及合肥物质科学技术中心方向项目等的支持。金丝微纳结构电极实现复杂环境中As(III)的电化学检测

饮用水中重金属离子的去除与检测，是21世纪人类面临的重大研究课题。重金属离子以多种形态存在于饮用水中，只要微量浓度即产生毒性效应，且具有持续性和放大作用。因而，发展高效去除和检测饮用水中的重金属离子的技术至关重要。　　近期，中科院合肥物质科学研究院智能所仿生功能材料与传感器件研究中心973首席科学家刘锦淮研究员和中科院“引进海外杰出人才”黄行九研究员率领的课题组首次制备了具有蛋形水母状的γ-AlOOH(勃姆石)@SiO2/Fe3O4空心磁性微球，该磁性微球能够高效地去除水中的Pb2+，Cu2+，Hg2+，Cd2+，Zn2+等二价重金属离子，且能够通过磁性分离解决常规吸附剂难以回收利用的难题。同时，课题组科研人员采用蛋形水母状的γ-AlOOH(勃姆石)@SiO2/Fe3O4空心磁性微球修饰电化学电极，能实现对痕量Pb2+，Cu2+，Hg2+，Cd2+，Zn2+五种重金属离子实现高灵敏同时的电化学检测，且具有非常好的选择性和检测下限。课题组科研人员经过一系列论证表明，修饰电极的电化学行为和修饰材料的优异吸附性能之间具有相关性，并在此基础上提出了吸附-电化学还原-溶出的重金属离子检测模型，模型对于揭示纳米材料修饰电极的电化学行为具有极其重要的科学意义。　　以上研究工作得到了国家重点基础研究发展计划(973项目)“应用纳米技术去除饮用水中微污染物的基础研究”、“面向持久性有毒污染物痕量检测与治理的纳米材料应用基础研究”、国家自然科学基金委重大研究计划“纳米制造的基础研究”、中科院“引进海外杰出人才”百人计划等项目的支持。相关研究结果已分别发表在英国皇家化学学会(RSC)的国际知名学术期刊《材料化学期刊》(J. Mater. Chem., 2011, 21, 16550-16557)和《化学通讯》(Chem. Commun., 2011, 47, 11062-11064)上。　 　　蛋形水母状的γ-AlOOH(勃姆石)@SiO2Fe3O4空心磁性微球去除水中Pb2+的吸附容量曲线　 　　蛋形水母状的γ-AlOOH(勃姆石)@SiO2Fe3O4空心磁性微球修饰电极实现对水中Pb2+，Cu2+，Hg2+，Cd2+，Zn2+五种重金属离子实现高灵敏同时检测

本周我们推荐5篇前沿学术成果，针对电化学、传感器、医药、环境领域，涉及拉曼、荧光、粒度技术。电化学传感器医药环境“学术简讯”栏目旨在帮助光谱技术使用者时时掌握新发表的科学研究前沿资讯。我们将每周给您推送新增学术论文：包括但不限于主流期刊Nature index、ACS、RSC、Wiley、Elsevier等，帮助您了解全球范围用户使用 HORIBA 光谱技术的新动态，为您的科学研究提供新思路，激发学术灵感。更多光学光谱文献欢迎访问Wikispectra

海水中的致病菌包括来自生活污水、城市径流以及海岸沙滩流入的陆源性致病菌及自然海水中致病菌。海水中致病菌的污染不仅威胁人们的健康安全，而且会对水产养殖业带来巨大的危害和损失。因此，发展快速、准确、高灵敏检测海水中主要致病菌的传感器技术受到了广泛关注。近期，中国科学院烟台海岸带研究所海洋环境电化学与传感器技术研究团队和海岸带微型生物生态与应用团队合作，在前期研究工作的基础（analytical chemistry,2012,84,2055-2031）上，进一步发展了一种免标记、免固定化电位型传感器用于海水致病菌的检测。该检测系统以核酸适体作为识别分子，鱼精蛋白作为指示离子，避免了对核酸适体的标记和固定化，从而实现了对致病菌的快速、高效、低成本检测。海水高盐度能够降低核酸适体和靶致病菌的结合能力，并会干扰聚离子选择性电极的电位响应。在实际样品分析中，研究采用了样品在线快速过滤法，有效消除海水基体效应，并通过致病菌富集提高了检测灵敏度，满足了实际海水检测的要求。以单增李斯特菌为例，该检测系统的检出限达到了10 CFU mL-1。该研究成果近期发表在国际化学刊物analytical chemistry上（doi:10.1021/ac502335g）。

快速、廉价和准确的检测对于流行病学监测以及遏制新冠肺炎的传播至关重要。巴西科学家通过开发一种检测病毒抗体的电化学免疫传感器，为这一领域的努力作出了贡献。最近发表在《ACS生物材料科学与工程》杂志上的一篇论文描述了这项创新。为寻找一种新颖的诊断方法，研究小组选择了一种经常用于冶金的材料氧化锌，并首次将其与掺氟氧化锡(FTO，用于光伏电极的导电材料)玻璃相结合。论文第一作者、圣保罗州ABC联邦大学化学家温代尔埃尔维斯称，通过这种不寻常的组合和添加生物分子——病毒刺突蛋白，研究人员开发了一种能够检测新冠病毒抗体的表面，结果以该表面捕获的电化学信号显示。新制造的电极在大约5分钟内检测出血清中的新冠抗体，灵敏度为88.7%，特异性为100%，甚至优于目前的黄金标准临床诊断工具酶联免疫吸附试验。这一平台能将病毒刺突蛋白与氧化锌纳米棒静电结合。氧化锌因其多功能性和独特的化学、光学和电学特性而越来越多地用于制造生物传感器。该免疫传感器易于制作和使用，生产成本相对较低。纳米棒在FTO的导电表面形成一层薄膜，为固定S蛋白创造了一个有利的分子微环境，构建出检测病毒抗体的简单方法。用刺突蛋白修饰的氧化锌结构及其与样品中抗体相互作用的图示。图片来源：DK DESIGN研究共分析了107份血清样本。样本被分为4组：疫情前（15人）、新冠康复者（47人）、先前未对该病呈阳性结果的情况下接种疫苗（25人）以及在阳性后接种疫苗（20人）。该设备可检测因病毒感染和疫苗接种而产生的抗体，并显示出作为监测血清转化和血清阳性率工具的巨大潜力。研究人员强调，检测对疫苗接种的反应，对于帮助公共卫生部门评估不同疫苗以及免疫计划的有效性非常重要。此外，该电极的优点是其灵活的结构，这意味着也可使用不同生物分子，轻松定制用于其他诊断和生物医学应用。未来研究人员计划调整该平台，使其便携并可连接到移动设备，以用于诊断新冠和其他传染病。

p　　近日，工业和信息化部发布公告称，根据行业标准制修订计划，相关标准化技术组织已完成《钢制化工容器设计基础规范》等10项化工行业标准、《合成纤维厂供暖通风与空气调节设计规范》等10项石化行业标准、《有色金属矿山井巷工程质量检验评定标准》1项有色行业标准、《霍尔元件 通用技术条件》等62项机械行业标准、《纺织品 定量化学分析 牛皮纤维与某些其他纤维的混合物》等37项纺织行业标准、《工业用温轮胶》等17项轻工行业标准、《增雨防雹炮弹生产安全技术条件》1项民爆行业标准的制修订工作。/pp　　在以上138项行业标准批准发布之前，为进一步听取社会各界意见，现予以公示，截止日期2020年8月20日。/pp　　我们注意到，在138项行业标准中，有《JB/T 13999—2020 电化学VOCs气体传感器》和《JB/T 14000—2020 光学粉尘传感器》两项标准。/pp　　《JB/T 13999—2020 电化学VOCs气体传感器》规定了电化学VOCs气体传感器的术语和定义、分类、要求、试验方法、检验规则、标志、包装、运输和贮存。标准中传感器按所测气体类型给出了醛类传感器系列、醇类传感器系列、苯系物传感器系列、其他VOCs传感器系列（以环氧乙烷最为常用）的技术参数。/pp　　《JB/T 14000—2020 光学粉尘传感器》规定了光学粉尘传感器的术语和定义、要求、试验方法、检验规则、标志、包装、运输和贮存。/pp　　两项标准的起草单位相同，包括：郑州炜盛电子科技有限公司、沈阳仪表科学研究院有限公司、汉威科技集团股份有限公司、国家仪器仪表元器件质量监督检验中心、传感器国家工程研究中心。/pp　　两项标准均为首次发布。/pp　　详情如下：/pp　　a href="https://www.instrument.com.cn/download/shtml/954054.shtml" target="_self" style="color: rgb(0, 112, 192) text-decoration: underline "span style="color: rgb(0, 112, 192) "《JB/T 13999—2020 电化学VOCs气体传感器》；/span/a/ppspan style="color: rgb(0, 112, 192) "　　/spana href="https://www.instrument.com.cn/download/shtml/954056.shtml" target="_self" style="color: rgb(0, 112, 192) text-decoration: underline "span style="color: rgb(0, 112, 192) "《JB/T 14000—2020 光学粉尘传感器》。/span/a/p

西北工业大学副教授赵廷凯和该校教授李铁虎等人对采用电化学方法简单快速检测三聚氰胺进行了深入研究，为三聚氰胺的快速准确检测提供了新思路。研究成果近日发表于国际期刊《电化学会志》。　　赵廷凯向《中国科学报》记者介绍说，目前三聚氰胺的检测主要采用色谱法、质谱法和荧光法。这些方法在一定条件下可以检测三聚氰胺，但存在灵敏度低、前期处理复杂、耗时长等问题。而电化学方法具有简单快速、灵敏度高、准确等特点。同时，使用碳纳米管与壳聚糖纳米复合材料作为电极材料来检测三聚氰胺，具有实际应用前景。　　据悉，近年来，李铁虎团队对碳纳米管及复合材料的制备工艺进行了系统研究，为其进一步在电化学、生物医药、航空航天领域的实际应用打下了基础。　　研究人员结合碳纳米管的巨大比表面积和壳聚糖的高溶解性及吸附活性，制备出了碳纳米管与壳聚糖的纳米复合材料。用涂覆在玻碳电极上的该纳米复合材料检测三聚氰胺，检测极限达到3×10-9摩尔/升，比目前使用的传统检测方法提高了近一个数量级。同时，该方法简单环保，无需前期处理且速度快，检测仅需2分钟，为在乳制品或食品中三聚氰胺的简单快速检测提供了试验依据。　　事实上，赵廷凯等人在最近的实验中已得到接近10-10摩尔/升的三聚氰胺检测极限。赵廷凯表示，利用该研究制备出的碳纳米管复合材料作为涂层，在普通电化学测试仪器上即可进行三聚氰胺检测，检测成本低。

南方科技大学近期采购荷兰PalmSens产的八通道电化学分析仪(型号：PS3+MUX8,由雷迪美特中国有限公司提供)，用于生物传感器研发和检测。 仪器采用锂电池或USB供电的，可以应用绝大多数的伏安法、电流法技术、ACV交流伏安法和交流阻抗测量（100 μHz~50 kHz）。PSTrace 软件编程是基于Windows界面，满足PalmSens的需求。 PStouch软件通过蓝牙连接PS3和Android手机或平板电脑，方便野外现场检测。

北京时间11月11日消息 据科学日报报道，近日德国海德堡大学的科学家与吉森大学的研究人员密切合作，首次成功的电化学检测到蛋白结合的半导体材料，这多亏了基于电荷差异而研发出的一种新的调查方法。现在物理学家正在研究光学过程以实现在显微镜下检测和定位蛋白结合，这种方法将在医学研究和诊断领域具有新的应用。　　电化学检测蛋白结合的基础是实验室产生的生物膜，后者包含所谓的支持性脂质单分子膜&mdash &mdash 一种作为分子膜至关重要的建构单元的二维分子结构。研究人员将这些膜放在半导体氮化镓(GaN)的纳米结构上，氮化镓因它的化学和电化学稳定性以及独特的光电子特性闻名(它是蓝光LED器件中的一种具有重要应用价值的半导体)。科学家们利用电化学电荷传感器首次检测到混合生物膜-氮化镓结构上的蛋白结合。传感器测量了当蛋白结合到所谓的膜的脂质锚上时的电荷差异。这种混合的生物膜-氮化镓结构的发展是基于海德堡大学田中元梦(Motomu Tanaka)教授带领的生物系统的物理化学研究小组的博士研究生娜塔莉雅&bull 弗兰科尔(Nataliya Frenkel)的研究工作。海德堡的研究人员与吉森大学的半导体物理学家们在马丁&bull 艾柯夫(Martin Eickhoff)教授的指导下进行了传感器应用方面的研究。　　这项发表在期刊《先进功能材料》上的研究为研发新的过程奠定了基础，后者可以提供蛋白结合的光学证据。生物膜将被放置在基于氮化镓的量子点上，量子点是指大小只有几纳米的结构。随后将利用光激活量子点从而释放辐射。细胞膜上的蛋白结合将改变放射的密度。研究人员已经展示了这一方法适合蛋白结合的光学检测。目前他们正在与法原子能研究中心(CEA)密切合作研究具体的实现方法。

供稿：张昕编辑：小武老师、Jiang电化学传感器在工业生产及生活领域中的应用非常广泛，尤其在优化控制过程方面起到非常重要的作用。常见领域有汽车尾气检测、电厂工业废气监测、工业锅炉以及家用壁炉的优化控制等。近几年，使用复合材料（例如：贵金属+金属氧化物）电的混成电位电化学传感器成为研究重点。近期研究人员发现相较于均匀材料分布的电，采用非均匀材料制成的电展现出了佳的气敏性能和应用前景，但非均匀材料电过程以及气敏机理一直没有得到较为全面系统的论述。传感器 （图片来源于：https://www.lamtec.de/en）基于此背景，2017年德国卡尔斯鲁厄应用技术大学（KUAS）传感器与信息系统研究所做了新的尝试，采用层级结构的金+铂+氧化锆合成电，用于混成电位型气敏传感器，并对其电过程和气敏机理进行了深入研究和论证。卡尔斯鲁厄应用技术大学（KUAS）图片转自网络实验中采用辉光放电光谱仪和环境扫描电镜等表征手段，同时配合稳态（开路电位法）和动态（循环伏安法）电化学方法，发现该复合电材料可以提高气敏传感器的灵敏度。同时实验还揭示了这种新型层级结构电的非均匀材料分布特性，以及与电电化学性能之间的相互关联。本次实验采用GD-Profiler2辉光放电光谱仪超快速剖析了电中各元素随深度变化的情况。结果表明，电表面修饰的金层在高温烧结后不仅仅附着在电表面，还扩散到了电内部。结合开路电位法，研究人员还发现，采用厚膜工艺制备的铂+氧化锆电（微米级）在表面修饰纳米级别的金层后，其电化学催化性能发生了明显改变。修饰后的电在含有一氧化碳的气氛中呈现出混成电位特性。相较于修饰较薄金层的电，拥有较厚金层的电对一氧化碳的响应更灵敏，这是因为修饰的金层削弱了电对氧还原反应的催化性能。实验表明：修饰的金层越厚，氧还原反应被削弱的越明显。这一结果也得到了循环伏安法的验证。金+铂+氧化锆合成电横截面结构示意图该工作以《Mixed-potential gas sensor with layered Au,Pt-YSZ electrode: Investigating the sensing mechanism with steady state and dynamic electrochemical methods》为题，发表于Sensors and Actuators B：Chemical，原文作者为Xin Zhang/Heinz Kohler/Ulrich Guth。（扫描下方二维码可直达英文原文）扫一扫阅读英文原文如需了解该研究中的测试方法，可扫描如下二维码留言咨询，我们的应用专家将乐于为您提供解答服务。扫一扫咨询技术附：卡尔斯鲁厄应用技术大学（传感器与信息系统研究所）研究方向：基于半导体材料的化学气体传感器的研究，包括气敏机理，气敏纳米材料的合成制备，微单片阵列式传感器器件的结构与设计，以及该型传感器在生活及工业过程中的应用 基于氧化锆的全固态电化学传感器及其在烟道废气检测中的应用 化学催化放热式气敏传感器研究，包括器件设计、催化涂层材料制备及其在可燃气体检测中的应用。KUAS传感器与信息系统研究所图片转自网络HORIBA科学仪器事业部结合旗下具有近 200 年发展历史的 Jobin Yvon 光学光谱技术，HORIBA Scientific 致力于为科研及工业用户提供先进的检测和分析工具及解决方案。如：光学光谱、分子光谱、元素分析、材料表征及表面分析等先进检测技术。今天HORIBA 的高品质科学仪器已经成为全球科研、各行业研发及质量控制的首选。

“学术简讯”栏目旨在帮助光谱技术使用者时时掌握新发表的科学研究前沿资讯。我们将每周给您推送新增学术论文：包括但不限于主流期刊Nature index、ACS、RSC、Wiley、Elsevier等。帮助您了解全球范围用户使用 HORIBA 光谱技术的新动态，为您的科学研究提供新思路，激发学术灵感。如您对本栏目有任何建议，欢迎留言。本周我们推荐5篇前沿学术成果，针对钙钛矿、制药、电化学、传感器、地质领域，涉及荧光光谱、颗粒分析、拉曼光谱、OSD技术。钙钛矿制药电化学传感器地质更多光学光谱文献，欢迎访问Wikispectra 文献库。

美国AMETEK集团旗下两大著名电化学仪器品牌：PAR（普林斯顿应用研究）及Solartron（输力强分析），一直以来作为电化学工作站设备领域内的技术领导者，为广大从事电化学研究的科研工作者提供高品质的技术解决方案。此次，阿美特克科学仪器部将于2014年5月22日（SINO?CORR 2014 NACE 中国国际腐蚀控制与涂料涂装展览期间）举办微区扫描电化学新技术讲座，现场提供全套微区扫描电化学设备供实际操作及样品测试，热忱欢迎各位的光临！ 近年来，微区扫描电化学技术发展迅猛，在腐蚀和电沉积科学中的表面反映过程基础研究，酶稳定性研究，生物大分子的电化学反应特性，化学传感器，点蚀孔蚀，涂层完整性和均匀性，涂层下或逾金属界面间的局部腐蚀，缓蚀剂性能等相关领域得到广泛应用，倍受科技工作者的关注。 本次新技术讲座特邀请了阿美特克公司科学仪器部产品经理Dr.John Harper和中国海洋大学王佳教授主讲。 Dr. John Harper （AMETEK GROUP 科学仪器部）Dr. John Harper师从英国莱斯特大学Andrew Abbott教授，并获得博士学位。他的研究关注于超临界二氧化碳中的电化学性质。在英国短暂博士后工作后，他进入工业界，参与了新型双极板的氢燃料电池的研发工作。他在燃料电池领域的成就使得他被英国剑桥的一个利用燃料电池催化剂的微传感器研发公司聘用。2003，John加入输力强分析担任应用专家并在公司发挥了巨大的作用，目前，John担任科学仪器部系统产品经理，主要负责的产品有Versascan / SECM， Modulab XM DSSC染料敏化太阳能电池测试系统等。 主讲内容：从腐蚀，基础电化学，能源领域探讨微区扫描电化学包括SECM, SVET, SKP, LEIS, OSP, SDS的基本原理及应用 王佳教授 （中国海洋大学）中国海洋大学化学化工学院王佳教授，博士生导师，曾担任中国科学院海洋研究所责任研究员，现任中国腐蚀与防护学会腐蚀电化学及测试方法专业委员会副主任，中国防腐蚀标准化技术委员会委员，中国造船工程学会高级会员，山东省腐蚀与防护学会副理事长，“中国腐蚀与防护学报”和“腐蚀科学与防护技术”编委。王佳教授在腐蚀电化学研究领域，专注于多种环境条件下的腐蚀机理，腐蚀控制与监测，腐蚀电化学电子仪器及传感器，腐蚀防护评价等，并在这些领域获得大量成绩，已发表研究论文225篇（SCI 50篇）；已发表专利46项。 主讲内容：腐蚀研究中的微区电化学方法腐蚀研究中的电化学阻抗谱等效电路模型解析方法 新技术讲座定于2014年5月22日（星期四）, 在阿美特克商贸(上海）有限公司北京分公司培训室举办。具体安排如下：9：00-11：00 / Dr. John Harper 从腐蚀，基础电化学，能源领域探讨微区扫描 电化学 包括SECM, SVET, SKP, LEIS, OSP, SDS的基本原理及应用11：15-12：30 / 王佳教授 微区扫描电化学测试技术及应用实例 交流阻抗谱数据分析及解析12：30-13：30 午餐13：30-16:30 分组进行仪器上机动手实践及自由讨论 联系方式：美国阿美特克科学仪器部（普林斯顿及输力强）联系人:乌鑫 女士电话: 010-85262111-15 北京市朝阳区酒仙桥路10号京东方大厦（B10)二层西侧邮编：100015 Email: michelle.wu@ametek.com.cn 回执姓名 单位及通讯地址电话 email参加人数 是否需要住宿

西北工业大学副教授赵廷凯和该校教授李铁虎等人对采用电化学方法简单快速检测三聚氰胺进行了深入研究，为三聚氰胺的快速准确检测提供了新思路。研究成果近日发表于国际期刊《电化学会志》。　　赵廷凯向《中国科学报》记者介绍说，目前三聚氰胺的检测主要采用色谱法、质谱法和荧光法。这些方法在一定条件下可以检测三聚氰胺，但存在灵敏度低、前期处理复杂、耗时长等问题。而电化学方法具有简单快速、灵敏度高、准确等特点。同时，使用碳纳米管与壳聚糖纳米复合材料作为电极材料来检测三聚氰胺，具有实际应用前景。　　据悉，近年来，李铁虎团队对碳纳米管及复合材料的制备工艺进行了系统研究，为其进一步在电化学、生物医药、航空航天领域的实际应用打下了基础。　　研究人员结合碳纳米管的巨大比表面积和壳聚糖的高溶解性及吸附活性，制备出了碳纳米管与壳聚糖的纳米复合材料。用涂覆在玻碳电极上的该纳米复合材料检测三聚氰胺，检测极限达到3×10-9摩尔/升，比目前使用的传统检测方法提高了近一个数量级。同时，该方法简单环保，无需前期处理且速度快，检测仅需2分钟，为在乳制品或食品中三聚氰胺的简单快速检测提供了试验依据。　　事实上，赵廷凯等人在最近的实验中已得到接近10-10摩尔/升的三聚氰胺检测极限。赵廷凯表示，利用该研究制备出的碳纳米管复合材料作为涂层，在普通电化学测试仪器上即可进行三聚氰胺检测，检测成本低。

近日，中科院长春应用化学研究所徐国宝等科研人员的一项发明专利“环境友好的高灵敏电化学发光检测方法”获得了国家知识产权局的授权(专利号：200510016848.4)。　　联吡啶钌电化学发光标记分析是继放射分析、酶联分析、荧光分析和化学发光分析之后的新一代标记分析技术。它是基于高浓度的三丙胺与低浓度的联吡啶钌标记物发生电化学发光反应来进行生物分析，该技术由于具有灵敏度高、线性范围宽、抗干扰能力强、试剂稳定、重现性好等优点，被广泛应用于临床分析和科学研究。但联吡啶钌/三丙胺体系需要很高浓度的三丙胺才能实现高灵敏检测 且在不同工作电极上发光强度差别较大，铂电极上的发光强度仅约为金电极上的十分之一。因此十几年来人们一直在寻找替代三丙胺的新型共反应物，但一直没有找到发光效率高于三丙胺的共反应物。　　该研究小组针对标记分析的特定条件，调研了一系列含有不同链长和基团如羟基、羧基和氨基等的共反应物的发光情况，找到一种高效的新型共反应物二丁基乙醇胺。在浓度为20 mM时，它在金电极和铂电极上的发光强度分别约是目前效率最好的三丙胺的十倍和一百倍。与一般采用外加增敏剂提高发光效率不同，二丁基乙醇胺是通过自身的羟乙基的催化来显著提高发光效率。由于羟乙基是一个吸电子基，因此该研究表明不是所有吸电子基团都是抑制电化学发光的，为寻找更加优良的试剂提供了新途径。二丁基乙醇胺具有优良的分析性能，在浓度只有三丙胺的五分之一时检测联吡啶钌比三丙胺的检测限好一个数量级。该研究对联吡啶钌电化学发光标记分析具有重要意义。