構(gòu)建和調(diào)控電化學(xué)界面是電化學(xué)研究的核心內(nèi)容之一。對(duì)電極-電解質(zhì)界面的研究在電池能量存儲(chǔ)、高效催化劑的合成、高選擇性傳感器的開發(fā)等多種應(yīng)用中具有重要意義。然而，電極的鈍化問題幾乎不可避免，一旦鈍化發(fā)生，電化學(xué)反應(yīng)效率和穩(wěn)定性均會(huì)大幅下降，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果造成干擾。發(fā)展新的技術(shù)手段，在保證高時(shí)空分辨率的前提下探究鈍化機(jī)理，延緩鈍化過程的發(fā)生是十分必要的。這之中，電化學(xué)發(fā)光（ECL）方法具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，因?yàn)槠浒l(fā)光過程由電化學(xué)反應(yīng)激發(fā)，靈敏度高且響應(yīng)迅速，因此對(duì)光信號(hào)進(jìn)行收集和分析，可以有效的反映出電極界面活性的變化。 近日，揚(yáng)州大學(xué)馬誠教授、徐琴教授、南京大學(xué)朱俊杰教授和法國(guó)波爾多大學(xué)Neso Sojic教授合作，利用微米級(jí)別的激光產(chǎn)生的局部光熱效應(yīng)，對(duì)電極表面鈍化層進(jìn)行了空間選擇性的清除，從而恢復(fù)了電極界面的活性。通過ECL反應(yīng)作為指示，成功實(shí)現(xiàn)了多種微米級(jí)別ECL圖案的繪制，提高了細(xì)菌細(xì)胞生物成像質(zhì)量，增強(qiáng)了磁珠標(biāo)記模型的ECL信號(hào)。
作者通過顯微鏡裝置將一束730 nm的激光聚焦在了電極表面，隨著ECL反應(yīng)的進(jìn)行，作者發(fā)現(xiàn)關(guān)閉激光后，在激光照射過的區(qū)域仍然存在一個(gè)微米級(jí)別的ECL亮點(diǎn)。相較于其他區(qū)域，該區(qū)域的ECL強(qiáng)度增強(qiáng)了約2倍，且發(fā)光電壓提前了約0.15V。 通過掃描電鏡、拉曼顯微成像、電化學(xué)掃描池顯微鏡(SECCM)、X射線光電子能譜（XPS）多種表征手段證明了消除電極表面鈍化以及ECL強(qiáng)度提升的原因是對(duì)鈍化過程中產(chǎn)生的氧化性物質(zhì)的清除。隨后作者通過控制激光和加電方式，成功實(shí)現(xiàn)了對(duì)ECL圖案的繪制、擦除、再繪制過程。 由于這種清除效應(yīng)無法通過明場(chǎng)觀察，因此獲得的ECL圖案具有防偽潛力。由于該圖案的產(chǎn)生原理是對(duì)鈍化膜的清除，因此也能提升單個(gè)細(xì)菌和細(xì)胞的ECL成像對(duì)比度。通過對(duì)標(biāo)記發(fā)光體的微球底面的鈍化物進(jìn)行清除后，微球的ECL信號(hào)強(qiáng)度提升了1.2倍。該方法在生物成像分析和免疫分析應(yīng)用中具有廣闊的應(yīng)用前景。 論文信息 Designable Electrochemiluminescence Patterning for Renewable and Enhanced Bioimaging Xiaodan Gou, Zejing Xing, Zhichen Zhang, Rong Jin, Prof.?Dr. Qin Xu, Prof.?Dr. Neso Sojic, Prof.?Dr. Jun-Jie Zhu, Dr. Cheng Ma Angewandte Chemie International Edition DOI: 10.1002/anie.202410825
