
微電極(microelectrode)指直徑在微米量級的微型化電極裝置,主要用于電化學分析、生物醫學檢測及神經科學研究領域。其核心特征在于通過縮小電極尺寸降低溶液電阻,提升電化學響應靈敏度。
在漢英詞典中,"微電極"對應英文術語為"microelectrode",其結構通常包含三部分:1)金屬或碳基導電芯材(如鉑、金、玻璃碳);2)絕緣包覆層(石英或聚合物);3)暴露的活性檢測端面。這種設計可實現細胞級電信號采集,例如在神經突觸電位監測中,微電極能精準記錄離子通道活動。
根據國際純粹與應用化學聯合會(IUPAC)标準,微電極的界定标準為電極特征尺寸小于200μm。相較于常規電極,其優勢體現在更快的物質傳質速率和更低的背景電流,這使檢測限可達到納摩爾級别。當前主流應用包括腦機接口、活體組織實時監測和微區腐蝕分析等領域,相關技術規範詳見《電化學傳感器技術國家标準》(GB/T 34872-2020)。
微電極是一種至少在一個維度上達到微米或納米級别的電極裝置,其核心特征在于微型化設計和特殊電化學性能。以下是綜合多個權威來源的詳細解釋:
核心定義
微電極的至少一維尺寸小于100微米(通常≤25微米),屬于微型化電極。根據應用場景可分為兩類:
材料分類
傳質優勢
具備高達$M=4D/(pi r)$的擴散速率(D為擴散系數,r為電極半徑),形成半球形擴散層,電流密度可達常規電極的100倍。
響應特性
生命科學研究
臨床醫學應用
分析化學
該技術起源于20世紀70年代,隨着微加工技術的進步,現已發展出陣列式微電極(如16通道神經探針)和柔性植入式電極等新型器件。在材料科學領域,碳纖維微電極因其優異生物相容性,已成為活體分析的重要工具。
(注:完整技術細節可參考科學指南針及知網文獻)
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