[發明專利]二氧化硅納米腔陣列電極作為離子通道的應用

在審

• 申請號: 201710272486.8
• 申請日: 2017-04-24
• 公開（公告）號: CN107195521A
• 公開（公告）日: 2017-09-22
• 發明（設計）人: 盧小泉;姬玲霞;何靜;王晶;陳海詠;姚敏;汪天勝;魏紅娟;陜多亮
• 申請（專利權）人: 西北師范大學
• 主分類號: H01J37/26
• 分類號: H01J37/26;H01J37/04;B82Y15/00
• 代理公司: 北京中恒高博知識產權代理有限公司11249
• 代理人: 鐘國

技術領域

本發明涉及二氧化硅納米腔陣列電極作為離子通道的應用。

背景技術

近年來，液/液界面微電極取得了很大的發展，它有增加傳輸通量，降低未補償溶液電阻的特性，如拉制的玻璃微管、在聚合物膜上用激光鉆孔形成的微洞、微孔。

著名的電分析化學家Bard等結合掃描隧道顯微鏡(Scanning Tunnel Microscope, STM)和超微電極發展起來了一種新的電化學現場檢測技術—掃描電化學顯微鏡(Scanning Electrochemical Microscopy，SECM)。它具有高的化學靈敏性和空間分辨率，不但可以研究探頭和基底之間溶液層中的均相反應動力學，還可以探究探頭、基底上的異相反應動力學，分辨電極表面微區的電化學不均勻性，對材料進行微加工。SECM研究液/液界面過程的優點：

1、可以克服液/液界面間的iR降

2、可以區分電子轉移（ET）和離子轉移（IT）

3、充電電流較小

4、電位窗較寬過程。

發明內容

本發明的目的是利用二氧化硅納米腔陣列電極作為離子通道，可用于檢測液/液界面的離子轉移。

為了解決上述技術問題，本發明提供了如下的技術方案：

二氧化硅納米腔陣列電極作為離子通道的應用。

優選地，所述二氧化硅納米腔陣列電極由ITO導電玻璃以及孔道垂直于ITO導電玻璃表面的二氧化硅納米腔陣列組成。

優選地，二氧化硅納米腔陣列電極作為離子通道在檢測液/液界面離子轉移中的應用。

優選地，所述離子通道為鉀離子和/或鈉離子的離子通道。所述離子通道為受pH控制的離子通道。

與現有液/液界面微電極相比，本發明中的介孔二氧化硅納米腔陣列電極是一種新型的液/液界面電極，除了具有現有液/液界面微電極的優點外，其制作方法簡單、便宜，實驗中所需要的液體體積更小，材料的生物相容性更好，并且能夠利用其表面的電荷特性對電荷轉移進行調控，能更好的模擬生物膜上的電荷轉移過程。

本發明利用SiO₂納米腔陣列電極模擬生物膜離子通道，在不同pH值條件下，介孔SiO₂表面荷電性質的差異調控離子在限域環境中的轉移。運用SiO₂納米腔陣列電極作為離子通道，能更好的研究離子轉移的動力學過程，有助于更好地認識液/液界面離子轉移機理，認識生命過程中鉀離子和鈉離子膜轉移機理，對揭示生命奧秘具有重要的意義。

附圖說明

附圖用來提供對本發明的進一步理解，并且構成說明書的一部分，與本發明的實施例一起用于解釋本發明，并不構成對本發明的限制。在附圖中：

圖1為0.5 M KCl在SiO₂納米腔陣列電極中液/液界面的K⁺轉移循環伏安圖。

圖2為0.5 M NaCl在SiO₂納米腔陣列電極中液/液界面的Na⁺轉移循環伏安圖。

圖3為離子強度對K⁺轉移的SECM反饋曲線，水相溶液的離子強度變化分別從0.1～0.5 M，pH為6.0，有機相中18-冠-6-醚（DB18C6）的濃度是1 mM，掃速為50 mV/s。

圖4為離子強度對Na⁺轉移的SECM反饋曲線，水相溶液的離子強度變化分別從0.1～0.5 M，pH為6.0，有機相中DB18C6的濃度是1 mM，掃速為50 mV/s。

圖5為pH對K⁺轉移的SECM反饋曲線，水相溶液pH從上到下分別是6.0，5.0，3.5，3.0，2.0，離子強度為0.5M，有機相中DB18C6的濃度是1 mM，掃速為50 mV/s。

圖6為pH對Na⁺轉移的SECM反饋曲線，水相溶液pH從上到下分別是6.0，5.0，3.5，3.0，1.9，離子強度為0.5M，有機相中DB18C6的濃度是1 mM，掃速為50 mV/s。

具體實施方式

以下結合附圖對本發明的優選實施例進行說明，應當理解，此處所描述的優選實施例僅用于說明和解釋本發明，并不用于限定本發明。

實施例1

實驗過程中使用的水均為二次蒸餾水（簡稱二次水），實驗所用的試劑均為分析純。實驗均在室溫 ( 20 ± 2 ) ℃下進行。

（1）、本實施例所使用的儀器與試劑

a、微米管的制備