【摘 要】
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经典的扫描电化学显微镜依赖于单根微电极探针的空间扫描,其时间分辨率受制于扫描速率和成像面积,难以有效应用于快速细胞过程的实时研究.利用金属薄膜界面上的表面等离子共
【机 构】
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南京大学化学化工学院,生命分析化学国家重点实验室,江苏南京210093
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经典的扫描电化学显微镜依赖于单根微电极探针的空间扫描,其时间分辨率受制于扫描速率和成像面积,难以有效应用于快速细胞过程的实时研究.利用金属薄膜界面上的表面等离子共振现象作为联系电化学阻抗技术和光学成像技术的桥梁,提出了一种基于宽场光学信号获取局部电化学阻抗信息的新型电化学阻抗显微成像技术.此项技术在保持优异空间分辨率(0.3-0.5 微米)的同时,将传统电化学显微镜的时间分辨率由数十秒提高到数十毫秒.此项技术的基本原理是利用表面等离子共振光学信号与电极界面电荷密度之间敏感、定量的依赖关系，通过成熟的光学成像技术获取电化学阻抗的空间分布图像。在测定过程中，金属薄膜作为联系电化学技术与光学成像技术的桥梁，一方面作为电化学阻抗测量中的电极材料，另一方面也在其界面产生表面等离子共振效应以实现界面阻抗的成像分析。基于经典的界面双电层理论，讨论了这一成像技术的理论基础，实验结果与理论分析十分吻合。在分析应用方面，利用此技术以原位、无损的方式获取了单细胞电穿孔过程中细胞膜微孔的形成、分布和愈合图像，在单细胞水平上探讨了此动态过程的演化规律。此外还发展了其在界面分析和小分子检测方面的应用，发现此技术能够获取表面电荷分布图像，有望用于生物芯片和生物分子相互作用的研究。
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