在(zai)科(ke)研與(yu)環境監測領(ling)域，精(jing)準測量微觀(guan)環境中的(de)物(wu)質(zhi)變(bian)化(hua)至(zhi)關重(zhong)要。微電(dian)極(ji)技術憑借(jie)其(qi)優(you)勢(shi)，成(cheng)為(wei)眾(zhong)多科(ke)研人(ren)員(yuan)和(he)專業機(ji)構(gou)的(de)得力助手。
微(wei)電(dian)極(ji)技術是壹(yi)種(zhong)在微(wei)觀(guan)尺(chi)度(du)下(xia)進(jin)行分(fen)析測(ce)量的(de)技術，主要通過(guo)特(te)制的(de)微小電(dian)極(ji)來(lai)實(shi)現對(dui)物(wu)質(zhi)特(te)性(xing)和(he)環境參(can)數的(de)精(jing)準檢測，下(xia)面(mian)將(jiang)為妳詳(xiang)細介紹(shao)其(qi)工作(zuo)原(yuan)理(li)：
1、電(dian)極(ji)構(gou)造與特性(xing)：微(wei)電(dian)極(ji)通(tong)常(chang)是(shi)指電(dian)極(ji)的(de)有效(xiao)尺(chi)寸(cun)（如(ru)直(zhi)徑、長度(du)等(deng)）在(zai)微(wei)米(mi)級(ji)別(bie)甚至(zhi)更小的(de)電(dian)極(ji)。其(qi)制作(zuo)材(cai)料多樣，常(chang)見(jian)的(de)有金(jin)屬(shu)（如(ru)鉑、金(jin)、銀(yin)等）、碳(tan)材料（如(ru)碳(tan)纖維、玻璃碳(tan)等）。這些材(cai)料(liao)具有良好的(de)導電(dian)性(xing)和(he)化(hua)學(xue)穩(wen)定性(xing)。通(tong)過(guo)特(te)殊(shu)的(de)加(jia)工工藝，如(ru)拉制、腐(fu)蝕、鍍膜(mo)等，將(jiang)電(dian)極(ji)的(de)尺寸縮(suo)小(xiao)到微米(mi)級(ji)，使(shi)得電(dian)極(ji)能(neng)夠(gou)在(zai)微小的(de)空(kong)間內(nei)進(jin)行測(ce)量。例如(ru)，碳(tan)纖維微電(dian)極(ji)可通過(guo)將(jiang)碳(tan)纖維拉制成(cheng)極(ji)細的(de)絲狀，然後密(mi)封在玻璃管中，露(lu)出微(wei)小(xiao)的(de)端面作(zuo)為(wei)工作(zuo)電(dian)極(ji)，這(zhe)種(zhong)微小(xiao)的(de)尺寸使(shi)其(qi)能夠(gou)深(shen)入(ru)到(dao)細胞、組織或(huo)微環境中進行測(ce)量 。
2、測量原理(li)
電(dian)化(hua)學(xue)測量：基於(yu)氧(yang)化(hua)還(hai)原(yuan)反(fan)應(ying)原(yuan)理(li)。當微(wei)電(dian)極(ji)插入(ru)待(dai)測(ce)溶液(ye)或(huo)樣品(pin)中，在電(dian)極(ji)表(biao)面(mian)會(hui)發(fa)生(sheng)氧化(hua)還(hai)原(yuan)反(fan)應(ying)。以測量溶液(ye)中的(de)離子濃(nong)度(du)為(wei)例(li)，當(dang)電(dian)極(ji)與(yu)溶液(ye)接觸(chu)時(shi)，溶液(ye)中的(de)離子會(hui)在(zai)電(dian)極(ji)表(biao)面(mian)得(de)失(shi)電(dian)子，形(xing)成(cheng)電(dian)極(ji)反(fan)應(ying)。根(gen)據(ju)能(neng)斯特(te)方程(cheng)，電(dian)極(ji)電(dian)位(wei)與溶液(ye)中離子濃(nong)度(du)的(de)對(dui)數呈(cheng)線(xian)性(xing)關(guan)系(xi)，通(tong)過(guo)測(ce)量電(dian)極(ji)電(dian)位(wei)，就(jiu)可以計算出溶液(ye)中離子的(de)濃(nong)度(du)。比(bi)如(ru)，使(shi)用pH微(wei)電(dian)極(ji)測(ce)量溶液(ye)pH值時(shi)，電(dian)極(ji)表(biao)面(mian)的(de)玻璃膜(mo)對(dui)氫離子有選(xuan)擇(ze)性(xing)響(xiang)應(ying)，在(zai)電(dian)極(ji)與(yu)溶液(ye)界面(mian)形(xing)成(cheng)電(dian)位(wei)差，該電(dian)位(wei)差與(yu)溶液(ye)的(de)pH值相(xiang)關(guan)，通(tong)過(guo)測(ce)量電(dian)位(wei)差就(jiu)能得(de)出溶液(ye)的(de)pH值。
離子選擇(ze)性(xing)測(ce)量：部(bu)分(fen)微電(dian)極(ji)有(you)離(li)子選擇(ze)性(xing)，這(zhe)是(shi)通(tong)過(guo)在(zai)電(dian)極(ji)表(biao)面(mian)修(xiu)飾(shi)離子選擇(ze)性(xing)膜(mo)來(lai)實(shi)現的(de)。離子選擇(ze)性(xing)膜(mo)只(zhi)允許(xu)特定的(de)離子通過(guo)，並(bing)與這些離(li)子發生(sheng)特異(yi)性(xing)的(de)相(xiang)互(hu)作(zuo)用(yong)，產(chan)生(sheng)電(dian)位(wei)差或(huo)電(dian)流變化(hua)。例(li)如(ru)，鉀離子選擇(ze)性(xing)微(wei)電(dian)極(ji)表(biao)面(mian)塗(tu)覆(fu)有對(dui)鉀離子具有高度(du)選(xuan)擇(ze)性(xing)的(de)中性(xing)載體膜(mo)，當電(dian)極(ji)置(zhi)於(yu)含(han)有鉀離子的(de)溶液(ye)中時(shi)，鉀離子會(hui)選(xuan)擇(ze)性(xing)地(di)進(jin)入(ru)膜(mo)內(nei)，並(bing)與膜內(nei)的(de)載體結合(he)，在膜(mo) - 溶液(ye)界面(mian)形(xing)成(cheng)電(dian)位(wei)差，通(tong)過(guo)測(ce)量該電(dian)位(wei)差可確定溶液(ye)中鉀離子的(de)濃(nong)度(du)。
微(wei)電(dian)流測量：由(you)於(yu)微(wei)電(dian)極(ji)的(de)尺寸小(xiao)，其(qi)表(biao)面(mian)積(ji)也(ye)小，在進行測(ce)量時(shi)，參(can)與電(dian)極(ji)反(fan)應(ying)的(de)物(wu)質(zhi)的(de)量相(xiang)對(dui)較少(shao)，產(chan)生(sheng)的(de)電(dian)流也很微弱，通常為(wei)納(na)安(an)（nA）甚至(zhi)皮安(an)（pA）級(ji)。但(dan)正(zheng)是這(zhe)種(zhong)微小(xiao)的(de)電(dian)流，能夠(gou)反(fan)映(ying)出微(wei)區(qu)環境中物(wu)質(zhi)的(de)局部(bu)變化(hua)情(qing)況(kuang)。通(tong)過(guo)高靈敏(min)度(du)的(de)電(dian)流測量裝置(zhi)，如(ru)電(dian)化(hua)學(xue)工作(zuo)站(zhan)，對(dui)微電(dian)流進行精(jing)確測量和分(fen)析，從(cong)而(er)獲(huo)取(qu)關(guan)於物(wu)質(zhi)濃(nong)度(du)、反(fan)應(ying)速(su)率(lv)等信息(xi)。
3、信(xin)號(hao)處(chu)理(li)與分(fen)析：微(wei)電(dian)極(ji)測(ce)量得到(dao)的(de)電(dian)信(xin)號(hao)（電(dian)位(wei)、電(dian)流等）十分(fen)微弱(ruo)，需(xu)要經過(guo)信(xin)號(hao)放大(da)、濾波(bo)等處(chu)理(li)，去除噪聲(sheng)幹擾(rao)，提高信(xin)號(hao)的(de)質量和穩(wen)定性(xing)。然後，將處(chu)理(li)後的(de)信號(hao)傳輸(shu)到數(shu)據采(cai)集系(xi)統(tong)，轉化(hua)為(wei)數字信號(hao)進行存儲(chu)和分(fen)析。借(jie)助專業的(de)軟件(jian)，可以對(dui)信號(hao)進行進(jin)壹(yi)步(bu)處(chu)理(li)，如(ru)繪(hui)制電(dian)流 - 時(shi)間(jian)曲線、電(dian)位(wei) - 濃(nong)度(du)曲(qu)線(xian)等(deng)，從(cong)而(er)實(shi)現對(dui)微觀(guan)環境中物(wu)質(zhi)濃(nong)度(du)、反(fan)應(ying)動(dong)力學(xue)、傳質(zhi)過(guo)程(cheng)等參(can)數的(de)定量分(fen)析。
智(zhi)感(gan)環境團(tuan)隊(dui)推(tui)出的(de)單通道微(wei)電(dian)極(ji)分(fen)析系(xi)統(tong)（Micro1100）和(he)多(duo)通(tong)道微(wei)電(dian)極(ji)分(fen)析系(xi)統(tong)（Micro2100）為(wei)水(shui)質(zhi)監測提供了(le)壹(yi)種(zhong)更為精(jing)準和高效(xiao)的(de)監測手段(duan)。隨著(zhe)技術的(de)不斷進(jin)步(bu)和應用領(ling)域的(de)不斷拓(tuo)展，微電(dian)極(ji)技術將在環境監測中發揮(hui)越(yue)來(lai)越(yue)重(zhong)要的(de)作(zuo)用(yong)。智感(gan)環境為科(ke)研用(yong)戶(hu)提供平面(mian)光(guang)極系(xi)統(tong)的(de)全周(zhou)期(qi)服務(wu)支(zhi)持(chi)，包括(kuo)詳(xiang)盡(jin)的(de)售前(qian)技術咨詢(xun)與高效(xiao)的(de)售後解(jie)決(jue)方案(an)。歡迎感(gan)興趣(qu)的(de)科(ke)研工作(zuo)者(zhe)致電(dian)智(zhi)感(gan)客(ke)服熱(re)線獲(huo)取(qu)專業服務(wu)~
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