电化学（中英文）

第25卷第3期封面和目次

2019, 25(3): 0.

摘要 ( 591 )

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纳流控-电化学技术在生化分析领域的研究进展

李仲秋, 吴增强, 夏兴华

2019, 25(3): 291-301. doi:10.13208/j.electrochem.181059

摘要 ( 1212 )

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纳流控作为一个崭新的研究领域正受到越来越多的关注，并且已被成功应用到纳米尺度分离、生化传感、能量转化等诸多领域. 纳流控的发展与电化学紧密相连，一方面，电化学可以为纳米孔道中的物质传输特性的研究提供驱动力；另一方面，纳米孔道可以为限域电化学研究提供微环境. 纳流控和电化学技术相辅相成，催生了许多单分子、单粒子分析以及纳米流体操控的新理念与新技术. 本综述从纳米孔道与电极的结合方式出发，对纳流控-电化学相关研究进行了总结与展望.

纳米通道内酶组装及其催化反应研究进展

上官莉, 徐璇, 刘松琴

2019, 25(3): 302-311. doi:10.13208/j.electrochem.181057

摘要 ( 974 )

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研究酶的组装和催化反应不仅有利于探索生命活动的本质，同时对开发酶在工业合成、分析检测、疾病治疗等领域的实际应用价值具有重要的指导意义. 研究发现，酶的有效固定和有序组装是保持酶活性、酶促反应的稳定性和对酶催化过程进行控制的重要途径，而在纳米通道内进行单酶或多酶的有序组装，利用纳米通道的限域效应可有效保持酶的构型进而提高酶催化反应的选择性和催化效率，增强酶级联反应的动力学进程. 本文概述了近年来基于纳米通道的酶反应器在生物传感领域的研究进展，着重描述纳米通道限域空腔内酶的组装方法、酶催化反应及其动力学机制，并展望了基于纳米通道的酶反应器的应用前景.

柔性可穿戴传感器件与储能器件的发展现状与挑战

宋忠乾, 韩方杰, 孔惠君, 许佳楠, 包宇, 韩冬雪, 牛利

2019, 25(3): 326-339. doi:10.13208/j.electrochem.181047

摘要 ( 1748 )

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随着人们生活质量与对可穿戴监测设备需求的提高以及物联网、人工智能和人机交互等科技水平的发展，能够对人体生命体征信号采集、转化与识别的可穿戴柔性电子装置成为连接智能生物与非智能机械装置的桥梁. 可穿戴柔性电子器件对人体生命体征信号的采集包括人体脉搏、温度、皮肤应变、呼吸和心跳等指标. 本文总结概述了近年来可穿戴柔性传感器对人体生命信号采集的现状以及存在的问题和挑战，并对可穿戴柔性供能器件做了简要的总结和展望.

电催化过氧化氢还原的纳米材料作为潜在的辐射防护剂

贾瑞虹, 张瑾轩, 张晓东, 李美仙

2019, 25(3): 340-348. doi:10.13208/j.electrochem.181060

摘要 ( 968 )

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纳米材料由于独特的物理化学性质，在生物医学领域显示出许多潜在的应用前景，诸如医学成像、药物输运和生物传感等. 这篇综述总结了对过氧化氢和氧还原表现出好的电催化活性的一些纳米材料显示了辐射防护性能. 作者讨论了这些纳米材料的辐射防护性能来源于它们的类酶活性，因为它们的催化性质表现为和活性氧的快速反应，为清除体内的自由基提供了一条有效通道. 作者也提出了纳米材料的电催化活性和作为临床转化关键的辐射防护性能之间关系的见解. 最后，作者指出了这些纳米材料作为新的辐射防护剂用于辐射防护治疗辅助成份所面临的挑战和将来的研究方向.

超四面体硫簇结构调控与电化学发光研究进展

雷刚, 刘洋

2019, 25(3): 349-362. doi:10.13208/j.electrochem.181058

摘要 ( 921 )

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电化学发光(ECL)因其独特的性能特点在生物分析等领域展现出广阔的应用前景，高效ECL试剂的开发则为性能优异的传感器件的发展和临床应用提供了重要工具. 开放骨架超四面体硫簇由于同时具有分子筛的多孔结构和半导体的优异光电性能，在ECL分析中受到了越来越多的关注. 超四面体硫簇的结构组成可以实现原子级别的精确调控，并且其本身还可以作为结构单元来构筑多孔结构半导体材料. 这些特点使通过原子级别的结构组成调节来调控超四面体硫簇的性能成为可能，为发展性能优异的电化学发光材料，拓展其在生化传感、免疫分析和生物成像等方面的应用提供有效工具. 本综述总结了超四面体硫簇的合成、缺陷掺杂、功能调控及ECL生化分析等方面的研究进展，为推进高效ECL新材料的发展和新应用的拓展提供了借鉴.

电化学生物传感器在污水分析及污水流行病学中的应用进展

潘昱韡, 毛康, Tuerk Franziska, 杨竹根

2019, 25(3): 363-373. doi:10.13208/j.electrochem.181050

摘要 ( 1119 )

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近年来，污水流行病学（wastewater-based epidemiology, WBE）已被证明是用来监测社区毒品滥用和公共健康的一种有效评估方法，该方法通过定量分析指定社区污水回收站中污水的药物残留或者代谢物来反推社区中人们对毒品的消耗量并结合指定社区的人口数量对其进行归一化处理. 电化学生物传感器具有响应时间快、成本低、分析样品需求量小、数据分辨率高以及能够现场快速测试等特点，已被广泛应用于疾病快速诊断、环境污染监测、食品安全以及毒品检测等领域. 液相色谱-质谱联用是分析污水中的毒品及其代谢物的主要方法，但随着传感技术尤其是电化学传感器近来的快速发展，也开始被用于研究污水传染病学并可实现现场快速测量. 本文综述了电化学生物传感器在污水中无机污染物（如重金属）、有机污染物（如农药、毒品）、生物分子（如 DNA）以及细菌等微生物分析中的最新进展，同时还论述了目前电化学传感器技术在污水流行病学领域的应用和未来所面临的主要挑战.

单颗粒电化学：纳米颗粒及生物分子的分析检测

张建花, 周一歌

2019, 25(3): 374-385. doi:10.13208/j.electrochem.181054

摘要 ( 1313 )

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单颗粒碰撞电化学近年来已得到迅速发展并在纳米颗粒的性质分析及包括DNA、RNA、蛋白质、酶、细菌、病毒、囊泡类物质等生物体的检测上展示出广阔的前景. 在这篇综述中，作者总结了近年来单颗粒碰撞电化学在电化学分析中的进展，按分析检测的策略不同分为以下几个部分阐述：纳米粒子或标记纳米粒子的直接电解；包含氧化还原活性分子的软颗粒的直接电解；颗粒的间接电化学行为；区域扩散阻塞效应；电流强度及碰撞频率的改变.

结合光学成像技术研究单颗粒碰撞电化学

孙琳琳, 王伟, 陈洪渊

2019, 25(3): 386-399. doi:10.13208/j.electrochem.181061

摘要 ( 1550 )

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近年来，单颗粒碰撞技术在纳米电化学领域受到广泛关注. 该技术通常控制超微电极处于某一电位，检测单个纳米颗粒随机碰撞到电极表面后产生的瞬时电流. 通过分析电流信号，可以研究单个纳米颗粒的性质. 尽管该技术可以检测单个纳米颗粒的电化学或电催化电流，但是传统的单颗粒碰撞技术缺乏空间分辨率，难以识别和表征特定的纳米颗粒. 因此，结合光学成像技术研究单颗粒碰撞电化学来补充电化学技术缺失的空间信息已成为一种趋势. 本文首先简要综述了单颗粒碰撞技术的三种检测原理，主要介绍了近年来单颗粒碰撞技术与荧光显微镜、表面等离激元共振显微镜、全息显微镜和电致化学发光相结合的研究进展，最后展望了单颗粒碰撞技术未来的发展趋势.

纳米孔道单分子电化学测量的低噪音控温系统研究

杨铖宇, 顾震, 胡正利, 应佚伦, 龙亿涛

2019, 25(3): 312-318. doi:10.13208/j.electrochem.181056

摘要 ( 1112 )

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纳米孔道检测技术是一种利用单个分子测量界面实现在单分子水平上测量DNA、RNA、蛋白、多肽等生物分子的高灵敏的单分子检测技术. 由于单个分子与纳米孔道的相互作用受热力学控制，亟需精准控制纳米孔道单分子分析的实验温度. 因此，本文研制了一种低噪音控温系统用于具有皮安级电流分辨的纳米孔道单分子实验，以实现精确调控测量时的环境温度. 该系统利用半导体制冷片的热电效应对检测池环境加热/制冷，通过对高精度热敏电阻进行电磁屏蔽以实现在温度反馈的同时避免噪音的引入. 利用比例-积分-微分算法进行控制，达到高精度快速控温的要求. 该系统控温精度为±1 °C，无额外噪音引入至超灵敏纳米孔道单分子测量，获得了25 °C到5 °C下Poly(dA)5与单个气单胞菌溶素（Aerolysin）分子界面间作用产生信号的差异，应用于研究单分子与纳米孔道相互作用的热力学行为.

基于超分子离子晶体的湿度传感构效关系研究

唐会敏, 颜海龙, 张丽, 费俊杰, 于萍, 毛兰群

2019, 25(3): 319-325. doi:10.13208/j.electrochem.181049

摘要 ( 973 )

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相对湿度是许多领域的关键参数，环境湿度与人们的生活密切相关，因此对湿度进行测量和控制是各个领域中值得关注的问题之一. 在前期的研究中，作者制备了一种新型的超分子离子材料（SIM），它是由基于咪唑的双阳离子（如1,10-双（3-甲基咪唑-1-基）癸烷，C₁₀(mim)₂）和电活性二阴离子（如2,2'-连氮基-双（3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸），ABTS）组成的，发现其对湿度具有敏感且快速的响应. 在此基础上，本文制备了6种不同碳链（C₄，C₆，C₈，C₁₀，C₁₂，C₁₄）的咪唑基化合物，发现其中3种（C₁₀，C₁₂，C₁₄）可与ABTS形成水稳定的SIM. 循环伏安法、计时电流法以及石英晶体微量天平表征了这些超分子离子材料的湿度传感性能，发现基于C12的SIM具有最佳的湿度传感性能. 同时，SEM结果显示随着碳链的增加，离子材料的厚度变薄并且形态变得不规则. 因此，作者认为疏水作用和材料比表面积均会影响湿度传感的灵敏度. 本研究为发展新的湿度响应的离子传感材料奠定了基础.

L-半胱氨酸和胱胺共自组装膜活体检测抗坏血酸

张悦, 冯涛涛, 纪文亮, 张美宁

2019, 25(3): 400-408. doi:10.13208/j.electrochem.181045

摘要 ( 1037 )

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自组装单分子膜（SAM）由于其独特的物理化学性质近年来受到了极大的关注. SAM通过金硫键在电极表面形成高度有序的单分子膜，该稳定的分子膜不仅可以调节表面的亲疏水性质，而且可以促进电极表面氧化还原活性分子的反应速率. 本论文提出了一种简单有效的方法，在金微电极上构建半胱氨酸和胱胺共自组装单分子膜用于活体内抗坏血酸的检测. 研究发现，当混合单分子层中半胱氨酸和胱胺的摩尔比为1:1时，可以在低电位下（约为0.10 V）显著增强抗坏血酸氧化的电子转移动力学，同时该膜能在一定程度上抵抗蛋白质在电极表面的非特异性吸附. 将共自组装单分子膜应用到活体检测中，作者检测到鼠纹状体中抗坏血酸的基准值为257±30 mmol·L^-1（n = 3）. 本论文为活体电化学检测提供了一种简单、有效的方法.

近期热点文章

詹东平

2019, 25(3): 409-410.

摘要 ( 725 )

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