环化学院赵微团队研究成果在《Journal of the American Chemical Society》上发表

发布时间:  2021/10/27  乔雨   浏览次数:   返回

近日,赵微副研究员团队在化学领域国际顶级期刊《Journal of the American Chemical Society》(影响因子15.419)上发表题为“Super-Resolution Electrogenerated Chemiluminescence Microscopy for Single-Nanocatalyst Imaging”的研究论文。

电致化学发光(electrogenerated chemiluminescence,ECL)源于电化学反应电子传递过程中将电能转化为辐射能的过程。发光分子在电极表面经过氧化还原过程生成激发态,进而退激产生发光。电致化学发光显微镜(ECLM),结合电化学激发和光学读出的方式,具有低背景、无光热效应,高通量和可控性好等优点,可有效地弥补单颗粒、单细胞电化学分析中的不足,成为单颗粒电化学性能研究中一种创新性的技术手段。这种测量技术在能源领域及生命分析领域,具有卓越的应用前景。然而,作为一种光学成像技术,ECLM受到衍射极限的影响,无法得到更精细的结构信息。因此,发展超分辨电致化学发光显微镜(Super-resolution ECLM),打破传统衍射极限,对于单颗粒和单细胞分析成像具有重要意义。

环境与化学工程学院赵微副研究员首次报道了基于发光径向涨落的超分辨成像(SRRF)技术与电致化学发光技术的超分辨ECLM,用于研究单颗粒表面电化学活性的分布情况。通过ECL事件发生的随机性验证及强度涨落的测量,论述了SRRF技术在ECL成像中的适用性。在实验中,连续采集宽场ECL图像,并求解ECL信号涨落的径向梯度变化实现超分辨成像。ECL-SRRF成像突破了光学衍射极限,分辨率达到100 nm。将这种方法应用于单个零维、一维和二维纳米贵金属材料的电化学成像,可获得其更精细的电催化活性信息。此外,相较于单分子荧光成像,ECL-SRRF是一种直接的、所见即所得式的成像方式,时间分辨率可以达到秒级。ECL-SRRF的建立为此类技术更好地应用于能源材料和生命科学领域研究提供了理论参考和实践依据。

单颗粒ECL-SRRF成像示意图

该工作由上海大学和南京大学合作完成,赵微副研究员为论文唯一通讯作者,并得到了国家自然科技基金重点项目和面上项目等资助和支持。

论文链接:https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.1c07827



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