1、電分析化學(xué)張蕓 循環(huán)伏安法測(cè)試 交流阻抗測(cè)試 毛細(xì)管電泳技術(shù)循環(huán)伏安法v 循環(huán)伏安法(Cyclic Voltammetry)一種常用的電化學(xué)研究方法。該法控制電極電勢(shì)以不同的速率，隨時(shí)間以三角波形一次或多次反復(fù)掃描，電勢(shì)范圍是使電極上能交替發(fā)生不同的還原和氧化反應(yīng)，并記錄電流-電勢(shì)曲線。根據(jù)曲線形狀可以判斷電極反應(yīng)的可逆程度，中間體、相界吸附或新相形成的可能性，以及偶聯(lián)化學(xué)反應(yīng)的性質(zhì)等?；驹?以等腰三角形的脈沖電壓加在工作電極上，得到的電流電壓曲線包括兩個(gè)分支，如果前半部分電位向陰極方向掃描，電活性物質(zhì)在電極上還原，產(chǎn)生還原波，那么后半部分電位向陽(yáng)極方向掃描時(shí)，還原產(chǎn)物又會(huì)重新在電極上氧化

2、，產(chǎn)生氧化波。因此一次三角波掃描，完成一個(gè)還原和氧化過程的循環(huán)，故該法稱為循環(huán)伏安法。圖示循環(huán)伏安法的應(yīng)用 循環(huán)伏安法是一種很有用的電化學(xué)研究方法，可用于電極反應(yīng)的性質(zhì)、機(jī)理和電極過程動(dòng)力學(xué)參數(shù)的研究。也可用于定量確定反應(yīng)物濃度，電極表面吸附物的覆蓋度，電極活性面積以及電極反應(yīng)速率常數(shù)、交換電流密度，反應(yīng)的傳遞系數(shù)等動(dòng)力學(xué)參數(shù)。(1)電極可逆性的判斷循環(huán)伏安法中電壓的掃描過程包括陰極與陽(yáng)極兩個(gè)方向，因此從所得的循環(huán)伏安法圖的氧化波和還原波的峰高和對(duì)稱性中可判斷電活性物質(zhì)在電極表面反應(yīng)的可逆程度。若反應(yīng)是可逆的，則曲線上下對(duì)稱，若反應(yīng)不可逆，則曲線上下不對(duì)稱。(2)電極反應(yīng)機(jī)理的判斷循環(huán)伏安法還

3、可研究電極吸附現(xiàn)象、電化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)物、電化學(xué)化學(xué)耦聯(lián)反應(yīng)等,對(duì)于有機(jī)物、金屬有機(jī)化合物及生物物質(zhì)的氧化還原機(jī)理研究很有用。交流阻抗法 交流阻抗法是一種利用小幅度交流電壓或電流對(duì)電極擾動(dòng)，進(jìn)行電化學(xué)測(cè)試的方法。從獲得的交流阻抗數(shù)據(jù)，可以根據(jù)電極的摸擬等效電路，計(jì)算相應(yīng)的電極反應(yīng)參數(shù)。若將不同頻率交流阻抗的虛數(shù)部分對(duì)其實(shí)數(shù)部分作圖，可得虛、實(shí)阻抗（分別對(duì)應(yīng)于電極的電容和電阻）隨頻率變化的曲線，稱為電化學(xué)阻抗譜（electrochemical impedance spectrum;EIS）或交流阻抗復(fù)數(shù)平面圖?；驹?交流阻抗方法是用小幅度交流信號(hào)擾動(dòng)電解池，并觀察體系在穩(wěn)態(tài)時(shí)對(duì)擾動(dòng)的跟隨的情況，同

4、時(shí)測(cè)量電極的交流阻抗，進(jìn)而計(jì)算電極的電化學(xué)參數(shù)。由于電極過程可以用電阻R和電容C組成的電化學(xué)等效電路來表示，因此交流阻抗技術(shù)實(shí)質(zhì)上是研究RC電路在交流電作用下的特點(diǎn)和規(guī)律。圖示交流阻抗法的應(yīng)用 交流阻抗方法是一種暫態(tài)電化學(xué)技術(shù)，屬于交流信號(hào)測(cè)量的范疇，具有測(cè)量速度快，對(duì)研究對(duì)象表面狀態(tài)干擾小的特點(diǎn)，因此在實(shí)際科研工作中，交流阻抗技術(shù)的應(yīng)用范圍非常廣泛。(1)生物科學(xué)領(lǐng)域 電化學(xué)交流阻抗譜應(yīng)用于生物膜研究與傳統(tǒng)方法比較，小幅的交流電激勵(lì)信號(hào)能使體系更接近和保持其生命的原始狀態(tài)，具有特殊的意義。(2)物理學(xué)領(lǐng)域 許恒生等人首次將交流阻抗法應(yīng)用于雙電層電 容器電解液的研究，在測(cè)得阻抗頻譜曲線的基礎(chǔ)上

5、，對(duì)其進(jìn)行等效電路解析，再結(jié)合電解液性質(zhì)對(duì)雙電層的結(jié)構(gòu)、界面狀態(tài)等進(jìn)行分析，從而對(duì)電解液的優(yōu)劣從物理本質(zhì)上進(jìn)行分析與理解。交流阻抗技術(shù)用于研究導(dǎo)電聚合物的導(dǎo)電性是很成功的。(3)材料學(xué)領(lǐng)域 傳統(tǒng)電化學(xué)方法只能研究金屬表面膜的性能，而對(duì)其成膜過程的研究卻受到限制。交流阻抗方法因以測(cè)得很寬范圍的阻抗譜來研究電極體系，可以獲得比常規(guī)方法更多的動(dòng)力學(xué)信息和界面結(jié)構(gòu)信息。毛細(xì)管電泳技術(shù) 毛細(xì)管電泳（capillary electrophoresis,CE）又 叫高效毛細(xì)管電泳（HPCE）。CE統(tǒng)指以高壓電場(chǎng)為驅(qū)動(dòng)力，以毛細(xì)管為分離通道，依據(jù)樣品中各組分之間淌度和分配行為上的差異而實(shí)現(xiàn)分離的一類液相分離技

6、術(shù)毛細(xì)管電泳具有高效、快速，分析對(duì)象廣，試劑消耗少，環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)。電化學(xué)發(fā)光因具有較低的背景信號(hào)而使被分析物的檢出限低， 線性范圍寬。將這兩種方法結(jié)合一起，可以達(dá)到高效、快速，樣品消耗少，操作簡(jiǎn)單，成本低的效果?；驹?在電解質(zhì)溶液中，帶電粒子在電場(chǎng)作用下，以不同的速度向其所帶電荷相反方向遷移的現(xiàn)象叫電泳。CE所用的石英毛細(xì)管柱，在pH3情況下，其內(nèi)表面帶負(fù)電，和溶液接觸時(shí)形成了一雙電層。在高電壓作用下，雙電層中的水合陽(yáng)離子引起流體整體地朝負(fù)極方向移動(dòng)的現(xiàn)象叫電滲。粒子在毛細(xì)管內(nèi)電解質(zhì)中的遷移速度等于電泳和電滲流（EOF）兩種速度的矢量和。正離子的運(yùn)動(dòng)方向和電滲流一致，故最先流出；中性粒子的電泳流速度為“零”，故其遷移速度相當(dāng)于電滲流速度；負(fù)離子的運(yùn)動(dòng)方向和電滲流方向相反，但因電滲流速度一般都大于電泳流速度，故它將在中性粒子之后流出，從而因各種粒子遷移速度不同而實(shí)現(xiàn)分離。毛細(xì)管電泳技術(shù)的應(yīng)用v （1）CE在病毒檢測(cè)中的應(yīng)用 病毒的檢測(cè)大多采用細(xì)胞培養(yǎng)以及免疫學(xué)方法，但是細(xì)胞培養(yǎng)是非常繁瑣的，而免疫學(xué)方法也存在交叉反應(yīng)等問題