通過掃描離子電導顯微鏡探測水/硝基苯界面的結構

綜上所述，利用高分子聚合反應構建的聚合物納米生物探針可以進一步增加信號分子的荷載量，從而使得單次識別反應的信號得到充分放大，實現蛋白質的超靈敏檢測。同時由于具有生物兼容性的聚合物能夠與很多生物分子結合，因此發展的聚合物納米生物探針能很方便地擴展到如DNA識別/雜交、核酸識體等分子地檢測。

北京大學邵元華教授課題組最近報道了一種探測液/液界面（兩互不相溶溶液界面）微觀結構的新方法（Chem. Sci.， 2011， 2： 1523～1529）。該方法利用掃描離子電導顯微鏡（SICM）與內半徑小于5 nm的超微玻璃管探針相結合，獲得了水/硝基苯（W/NB）界面的離子分布以及界面厚度等信息。

該研究基本原理如圖1所示，SICM的兩根電極分別置于納米管探針以及頂部有機相中；探針內灌入水相，并在Z方向以每步0.1 nm垂直漸進且穿過W/NB界面，實時記錄SICM的針尖電流與對應的探針位置，即可得到SICM漸進曲線。由于界面不同位置離子濃度不同，對應的針尖電流即不同，因此，通過分析漸進曲線的形狀可得出界面離子分布信息。一系列含有不同濃度電解質的液/液界面對應的漸近曲線證明，界面分散層的厚度與電解質濃度呈反比，與Gouy-chapman理論預期一致。另外，漸近曲線突變部分電流的連續性為液/液界面的混合溶劑模型提供了實驗基礎。分析電流突變區域，可估算界面厚度小于1 nm，與目前的理論研究及光譜技術所得結果相符。

為了減小探針移動對界面的干擾，該工作采用內半徑小于5 nm的石英玻璃管作為SICM探針，其尖端長度較通常應用于支撐微米級、納米級液/液界面的玻璃管尖端要長。根據Girault等人發展的經驗公式對探針管徑進行電化學表征，其結果與掃描電子顯微鏡（SEM）的表征基本一致，這也是迄今為止報道的最小的石英管SEM圖（如圖2）。

該工作為理解液/液界面的結構提供了一種新的實驗技術，也為拓展SICM的應用領域做出了貢獻。