分會

第三分會：生物分析化學(xué)

摘要

生命分析和清潔能源轉(zhuǎn)化是21世紀(jì)重要的科學(xué)主題。從單細(xì)胞和單個納米催化劑角度去認(rèn)識生命過程和催化現(xiàn)象能夠促進(jìn)對于微觀過程的理解。近幾年來，我們搭建了時空分辨電化學(xué)發(fā)光顯微鏡[1]，并由此開發(fā)出了一系列單細(xì)胞分析和單顆粒電催化監(jiān)測等技術(shù)。例如，我們發(fā)現(xiàn)了單顆粒的電化學(xué)發(fā)光閃爍現(xiàn)象并闡明了機(jī)制[2]，開發(fā)了基于單顆粒電化學(xué)發(fā)光閃爍的電催化產(chǎn)氫監(jiān)測技術(shù)，用于直接觀察空心氮化碳納米球及其復(fù)合材料在電催化產(chǎn)氫中所產(chǎn)生的氫氣納米氣泡。由于在單個納米球上生成的納米氣泡會阻礙其發(fā)光強(qiáng)度，所以可以通過記錄閃爍行為來分析電催化產(chǎn)氫的動力學(xué)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，電化學(xué)發(fā)光的閃爍機(jī)制與納米氣泡的產(chǎn)生、生長和坍塌密切相關(guān)。亮態(tài)和暗態(tài)的持續(xù)時間呈現(xiàn)冪律分布，表明在單個納米球上具有隨機(jī)分布的多個產(chǎn)氫活性位點(diǎn)。電化學(xué)發(fā)光閃爍的冪律系數(shù)提供了一個指標(biāo)來比較不同催化劑的電催化產(chǎn)氫活性。而在單細(xì)胞成像方面，由于細(xì)胞膜天然的屏障，傳統(tǒng)的電化學(xué)發(fā)光技術(shù)難以實(shí)現(xiàn)對細(xì)胞內(nèi)生理過程的監(jiān)測。于是，我們開發(fā)了生物分子增強(qiáng)電化學(xué)發(fā)光成像技術(shù)[3]，首次實(shí)現(xiàn)了對于細(xì)胞內(nèi)結(jié)構(gòu)成像和細(xì)胞內(nèi)分子傳輸過程的監(jiān)測。此技術(shù)能夠同時成像細(xì)胞內(nèi)多個細(xì)胞器、評估細(xì)胞自噬、監(jiān)測細(xì)胞電穿孔以及細(xì)胞內(nèi)分子擴(kuò)散率。除了能夠成像單細(xì)胞，此技術(shù)還能應(yīng)用于成像器官組織切片和微生物菌落，突破了傳統(tǒng)電化學(xué)發(fā)光無法成像生物體內(nèi)部結(jié)構(gòu)的缺陷。

關(guān)鍵詞

電化學(xué)發(fā)光;單顆粒;顯微成像;單細(xì)胞;電催化

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