納米電化學(xué)在單細(xì)胞、單顆粒以及單分子水平化學(xué)測量學(xué)領(lǐng)域逐漸發(fā)展成為一種重要檢測手段。華東理工大學(xué)龍億濤教授課題組在空間限域納米孔電化學(xué)研究上取得了突破性進(jìn)展，《德國應(yīng)用化學(xué)》近日以“A 30 nm Nanopore Electrode: Facile Fabrication and Direct Revealing of the Intrinsic Feature in Single Nanoparticle Collision”為題，在線報道了這一電化學(xué)限域方面的工作（Angew. Chem. Int. Ed. 2017, DOI: 10.1002/anie.201710201）。
納米電化學(xué)借助納米電極獲取微納尺度下的物質(zhì)傳輸信息，是一個重要的微納尺度動態(tài)檢測手段。傳統(tǒng)的電極制備過程依賴于微納加工技術(shù)，其尺寸形貌較難控制，極大地限制了納米電化學(xué)檢測中的可重復(fù)性和精準(zhǔn)分析。研究團(tuán)隊以納米孔道尖端限域空間為模板，通過“化學(xué)-電化學(xué)”制備策略，在普通化學(xué)實驗室即可簡單快速地制備30-200 nm尺寸可控的限域納孔電極(Confined Nanopore Electrode, CNE)。研究發(fā)現(xiàn)，借助CNE尖端電化學(xué)限域增強(qiáng)的特點，能夠大大提升納米顆粒與電極相互作用過程中的檢測靈敏度，將電信號分辨率提升至0.6皮安(均方根值)、信號時間分辨率提升至10 微秒。同時由于納米電極表面形貌均一度高，使得以往檢測過程中的隨機(jī)性與不確定性顯著降低，將單個體之間的相互作用頻率提升了兩個數(shù)量級，為準(zhǔn)確獲取單個納米顆粒的本征信息提供了新途徑。CNE不僅可被用來進(jìn)行單個細(xì)胞內(nèi)化學(xué)過程的低損傷研究，借助納米孔道突出的光學(xué)特性，還可應(yīng)用于納米尺度下的單個體光電信號的多維同步獲取。
論文第一作者為博士生高瑞，應(yīng)佚倫副研究員為共同通訊作者。近期，在國家自然科學(xué)基金委國際合作與交流項目、創(chuàng)新研究群體項目、重大科研儀器研制項目等項目的支持與資助下，課題組在空間限域納米孔電極與單分子化學(xué)測量新方法的探索方面取得了一系列成果(Small, 2017, 13 (25), 1700234., Anal. Chem.,2017, 89 (14), 7382–7387., Anal. Chem.,2017, 89 (16), 8203–8206., Chem. Commun.,2017, 53, 8620–8623., Sci. China Chem.,2017, 60(9), 1187-1190.)，推動了納米電化學(xué)的進(jìn)一步發(fā)展。