
微电极(microelectrode)指直径在微米量级的微型化电极装置,主要用于电化学分析、生物医学检测及神经科学研究领域。其核心特征在于通过缩小电极尺寸降低溶液电阻,提升电化学响应灵敏度。
在汉英词典中,"微电极"对应英文术语为"microelectrode",其结构通常包含三部分:1)金属或碳基导电芯材(如铂、金、玻璃碳);2)绝缘包覆层(石英或聚合物);3)暴露的活性检测端面。这种设计可实现细胞级电信号采集,例如在神经突触电位监测中,微电极能精准记录离子通道活动。
根据国际纯粹与应用化学联合会(IUPAC)标准,微电极的界定标准为电极特征尺寸小于200μm。相较于常规电极,其优势体现在更快的物质传质速率和更低的背景电流,这使检测限可达到纳摩尔级别。当前主流应用包括脑机接口、活体组织实时监测和微区腐蚀分析等领域,相关技术规范详见《电化学传感器技术国家标准》(GB/T 34872-2020)。
微电极是一种至少在一个维度上达到微米或纳米级别的电极装置,其核心特征在于微型化设计和特殊电化学性能。以下是综合多个权威来源的详细解释:
核心定义
微电极的至少一维尺寸小于100微米(通常≤25微米),属于微型化电极。根据应用场景可分为两类:
材料分类
传质优势
具备高达$M=4D/(pi r)$的扩散速率(D为扩散系数,r为电极半径),形成半球形扩散层,电流密度可达常规电极的100倍。
响应特性
生命科学研究
临床医学应用
分析化学
该技术起源于20世纪70年代,随着微加工技术的进步,现已发展出阵列式微电极(如16通道神经探针)和柔性植入式电极等新型器件。在材料科学领域,碳纤维微电极因其优异生物相容性,已成为活体分析的重要工具。
(注:完整技术细节可参考科学指南针及知网文献)
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