基于扫描电化学显微镜技术研究细胞实时释放ROS

文献综述：电化学扫描隧道显微镜在表面科学中的应用电化学扫描隧道显微镜（ECSTM）在表面科学中的应用电化学扫描隧道显微镜（ECSTM）是一种在表面科学领域中广泛应用的先进技术。

它利用扫描隧道显微镜（STM）的基本原理，结合电化学技术，实现了对表面形貌和电子态的高分辨率成像。

ECSTM的工作原理主要基于隧穿效应。

当一个极细的尖针接近样品表面，当针尖和样品表面靠得很近，即小于1纳米时，针尖头部的原子和样品表面原子的电子云发生重叠。

此时若在针尖和样品之间加上一个偏压，电子便会穿过针尖和样品之间的势垒而形成纳安级10A的隧道电流。

通过控制针尖与样品表面间距的恒定，并使针尖沿表面进行精确的三维移动，就可将表面形貌和表面电子态等有关表面信息记录下来。

ECSTM的主要功能和用途包括：1. 描绘表面三维的原子结构图：ECSTM能够以高分辨率成像表面的形貌和电子态，从而揭示表面的原子结构和排列。

这对于研究表面的物理化学性质、催化反应机制以及表面工程等领域具有重要意义。

2. 在纳米尺度上研究物质的特性：ECSTM可以用于研究纳米尺度的物质特性，如纳米颗粒的形貌、尺寸分布以及表面修饰等。

这对于理解纳米材料的性质和应用潜力具有重要意义。

3. 实现对表面的纳米加工：利用ECSTM，可以对表面进行纳米尺度的加工，如直接操纵原子或分子，完成对表面的刻蚀、修饰以及直接书写等。

这对于纳米制造、纳米电子学等领域具有重要意义。

在具体应用方面，ECSTM已经被广泛应用于各种表面科学领域的研究。

例如，在催化剂研究领域，ECSTM被用于研究催化剂表面的形貌和电子态，揭示催化反应的机制和活性位点的分布。

在材料科学领域，ECSTM被用于研究材料的表面结构和性质，探索材料的合成、加工和性能之间的关系。

总的来说，电化学扫描隧道显微镜（ECSTM）作为一种先进的表面科学成像技术，在揭示表面形貌、电子态以及实现表面纳米加工等方面具有广泛的应用前景。

随着技术的不断发展和完善，ECSTM将在未来为表面科学领域的研究和应用提供更多的可能性。

激光共聚焦扫描显微镜检测ros的原理
激光共聚焦扫描显微镜检测ROS（活性氧簇）的原理如下：
1. 共聚焦显微镜采用单色激光扫描束形成点光源，对标本内焦平面上每一点进行扫描。

2. 标本上被照射点在检测器检测针孔处成像，由检测针孔后光电倍增管逐点或逐线接受，迅速在计算机监视器屏幕上形成荧光图像。

3. 照明针孔与检测针孔相对于物镜焦平面是共轭的，即焦平面点同步聚焦于照明针孔和检测针孔，焦平面以外点不会在检测针孔处成像。

这样得到的共聚焦图像是标本的光学横切面，克服了普通荧光显微镜图像模糊的缺陷。

4. 通过显微镜载物台上加装的微量步进马达，可以使载物台沿着Z轴上下移动，将样品各个层面移到照明针孔和检测针孔的共焦面上，使样品不同层面的图像都能清晰地显示，成为持续光切图像。

通过以上步骤，可以有效地利用激光共聚焦扫描显微镜检测ROS，获得更准确的结果。

类风湿关节炎（RA ）是一种全身性自身免疫性疾病，主要临床表现为关节滑膜炎症、滑膜异常增生、血管翳形成以及骨和软骨破坏［1］。

成纤维样滑膜细胞（FLSs ）［2］约占关节滑膜细胞总量的70%［3］，是RA 主要的效应细胞［4］，在疾病进展过程中呈现“类肿瘤样增殖”，同时分泌多种基质金属蛋白酶（MMPs ），包括MMP2、MMP9等，以及大量促炎症细胞因子包括肿瘤坏死因子-α（TNF-α）、白细胞介素-1β、白细胞介素-6等，进而导Berberine inhibits autophagy and promotes apoptosis of fibroblast-like synovial cells from rheumatoid arthritis patients through the ROS/mTOR signaling pathwayZONG Shiye 1,ZHOU Jing 2,CAI Weiwei 1,YU Yun 1,WANG Ying 1,SONG Yining 1,CHENG Jingwen 1,LI Yuhui 1,GAO Yi 1,WU Baihai 1,XIAN Hao 1,WEI Fang 11School of Pharmacy,Bengbu Medical College,Bengbu 233030,China;2Department of Pharmacy,Hangzhou Hospital of Traditional Chinese Medicine,Hangzhou 310007,China摘要：目的探究小檗碱（BBR ）对类风湿关节炎（RA ）成纤维样滑膜细胞（FLSs ）凋亡/自噬失衡的调控作用及机制。

方法CCK-8法检测BBR 对RA-FLSs 的增殖抑制作用，实验设空白对照组、TNF-α（25ng/mL ）组、TNF-α+BBR （10、20、30、40、50、60、70、80µmol/L ）组，Annexin V/PI 双染流式法和JC-1免疫荧光染色检测BBR 对RA-FLSs 凋亡的影响，Western blot 检测BBR 对RA-FLSs 自噬和凋亡相关蛋白表达水平的影响。

扫描电子显微镜工作原理
扫描电子显微镜（Scanning Electron Microscope，SEM）是一种利用电子束扫描样品表面并通过感应信号形成显像的仪器。

其工作原理如下：
1. 电子源发射电子束：SEM中有一个电子枪，用于产生高能电子。

电子枪中通常会使用热阴极，通过加热或电子轰击方式将电子从阴极中释放出来。

2. 高能电子束聚焦：释放出来的电子会受到聚焦系统的控制，将电子束聚焦成一个非常细小的束斑。

聚焦系统通常包括透镜或电磁镜等。

3. 电子束扫描：经过聚焦的电子束被定向扫描到样品表面。

样品通常需要先制备成非导电表面或镀上导电层，以便电子束能够顺利地与样品相互作用。

4. 电子-样品相互作用：电子束与样品表面相互作用会产生多种效应，如散射、反射、透射等。

其中最常用的效应是二次电子发射（secondary electron emission）和后向散射电子（backscattered electron）的产生。

5. 信号收集：通过安装在SEM中的多种探测器，可以收集和测量与电子-样品相互作用相关的信号。

常用的探测器包括：二次电子探测器、后向散射电子探测器、X射线能谱仪等。

6. 信号转换和处理：收集到的信号会经过放大、滤波、数字化
等处理，并转化成图像或谱图。

7. 图像显示：最后，处理好的信号通过计算机和显示器进行图像重建和显示，使得研究人员可以观察到样品表面的微观结构和形貌。

扫描电子显微镜通过以上步骤实现样品表面的高分辨率成像，并能提供有关样品表面化学元素的分布信息。

它在材料科学、生物学、纳米学等领域发挥着重要作用。

扫描电化学显微镜的原理及应用引言扫描电化学显微镜（Scanning Electrochemical Microscopy，SECM）是一种利用电化学方法实现表面成像的高分辨率显微镜技术。

它将电化学反应与显微镜成像结合起来，可以对材料表面的电化学行为进行原位观察和分析。

本文将介绍扫描电化学显微镜的原理以及其在各个领域的应用。

扫描电化学显微镜的原理1. 基本原理扫描电化学显微镜的基本原理是利用电化学探针在样品表面与电解液之间的相互作用进行成像。

主要包括两种测量模式：接触模式和非接触模式。

接触模式通过在样品表面移动探针，并测量由电流引起的探针的垂直位移来获得拓扑图像。

非接触模式则通过测量电流和电压之间的关系，实现对样品表面的电化学反应的原位观察。

2. 电化学探针电化学探针是扫描电化学显微镜的核心组件，它用于在样品表面与电解液之间传递电子和离子。

电化学探针一般由微型电极和参比电极组成。

微型电极可以是圆盘形、柱形或其他形状的电极，用于测量电流信号。

参比电极则用于提供一个稳定的电势参考。

3. 信号检测与成像信号检测与成像是扫描电化学显微镜的关键步骤。

它通过测量电化学反应引起的电流或电势变化来获得样品表面的信息。

扫描电化学显微镜可以通过控制电极位置在样品表面上扫描，记录每一个位置的电化学信号，从而生成完整的成像结果。

扫描电化学显微镜的应用1. 材料表面反应动力学的研究扫描电化学显微镜可以实时观察和测量材料表面的电化学反应动力学参数，如电化学反应速率、反应机制等。

这对于研究材料的电化学性能、催化剂的活性等具有重要意义。

2. 生物电化学研究扫描电化学显微镜可以在生物界面中实现高分辨率成像，用于研究生物体内各种生物电化学过程，例如细胞信号传递、药物递送等。

它可以提供与传统显微镜不同的电化学信息，为生物界面的研究提供了新的工具。

3. 腐蚀和防护研究扫描电化学显微镜可以对金属材料的腐蚀行为进行表征和研究。

通过观察腐蚀过程中的电流和电位变化，可以评估材料的耐蚀性，为材料的防护提供理论依据。

扫描电子显微镜工作原理
扫描电子显微镜（Scanning Electron Microscope，SEM）是一
种利用电子束与样品相互作用，通过控制电子束扫描样品来获得高分辨率图像的仪器。

其工作原理可以概括如下：
1. 电子枪和聚焦系统：SEM中的电子枪产生高能量的电子束，通常使用热阴极或冷阴极发射电子。

聚焦系统根据需要将电子束聚焦成细束。

2. 射线系统：聚焦后的电子束进入射线系统，经过一系列的电磁透镜和偏转磁铁来控制和定位电子束的位置。

3. 样品台和扫描系统：待观察的样品放置于样品台上，样品台可以进行高精度的位置调整。

电子束从顶部进入，并通过电磁透镜附近的扫描线圈来控制水平和垂直方向的束斑位置，从而实现对样品表面的扫描。

4. 信号检测和图像重建：当电子束与样品相互作用时，会产生多种不同的信号。

最常用的信号有二次电子（SE）和背散射
电子（BSE）。

二次电子是由被电子束激发的表面原子或分子
所发射的电子。

背散射电子是由高能电子与样品原子核的相互作用而散射产生的电子。

这些信号被探测器捕捉，并转换为电信号传输到图像处理系统。

通过组合并处理这些信号，最终形成高分辨率的样品图像。

5. 系统控制和图像显示：扫描电子显微镜通常配备有相应的系统控制软件，可以实时调整电子束的参数、样品扫描范围和扫
描速度等。

图像可以通过电子束的扫描和控制以及信号检测系统的输出，转化为显示在显示器上的图像。

总结起来，扫描电子显微镜通过利用电子束与样品相互作用并检测所产生的信号，通过电子束的扫描和控制，最终生成高分辨率的样品图像。

扫描电子显微镜原理
扫描电子显微镜（Scanning Electron Microscope, SEM）是一种利用电子束照射样本表面，通过采集样本散射的次级电子、反射电子、透射电子等生成显微图像的设备。

其原理与传统光学显微镜不同，利用电子束的波粒二象性和电子与物质相互作用的性质来获得高分辨率的图像。

扫描电子显微镜由电子光源、电子光学系统、样本台以及信号检测和图像处理系统等组成。

首先，电子显微镜的电子光源发射出高能电子束，通常通过热丝发射电子的方式。

这些电子束会经过准直和聚焦装置，使其成为一束细且聚焦的电子束。

接下来，样本被放置在扫描电子显微镜的样本台上。

样本表面会与入射电子束相互作用，产生不同的信号。

其中，主要信号包括次级电子（Secondary Electron, SE）、反射电子（Backscattered Electron, BE）以及透射电子（Transmitted Electron, TE）。

次级电子主要由入射电子与样本表面原子的相互作用而产生，其被采集并转化为图像。

反射电子主要是在样本内部物质的相互作用下被散射回来的电子，同样被采集和转化为图像。

透射电子则是透过样本的电子，其传感元件可将其图像化。

这些信号被接收后，经过放大和转换为电子图像信号。

电子图像信号可以通过荧光屏或者光电二极管进行观测和记录。

最后，通过图像处理系统将电子信号转化为高分辨率的图像，该图像具有较高的对比度和分辨率，可以用来观察样本的细微特征。

扫描电子显微镜以其高分辨率和强大的观察能力被广泛应用于材料科学、生命科学、纳米技术以及表面科学等领域。

电化学分析方法的新进展近年来，随着科学技术的进步，电化学分析方法在各个领域取得了重要的新进展。

电化学分析方法是通过研究物质在电解质溶液中的电荷传递过程来分析和检测物质的一种方法。

它具有灵敏度高、选择性强、测量范围广等优点，因此在环境监测、生物医学、食品安全等领域有着广泛的应用。

本文将重点介绍几种新的电化学分析方法及其应用。

一、电化学扫描显微镜(Electrochemical Scanning Microscopy, ESM)技术的新进展ESM技术是一种能够在微级尺度下观察电化学过程的方法。

近年来，随着扫描电化学显微镜(SCEM)和原子力显微镜(AFM)等技术的结合，ESM技术在分析和表征纳米材料、生物分子和电化学反应动力学等方面取得了重要进展。

例如，利用SCEM技术可以实现对金属纳米颗粒表面的电催化活性和反应动力学的研究，从而为设计和制备高效的电催化剂提供了有价值的信息。

同时，ESM技术还可以结合原子力显微镜的成像和谱学技术，实现对纳米粒子的形貌和组成的同时表征，为纳米材料的研究提供了全新的手段。

二、电子转移速度测量(Electron Transfer Rate Measurement)技术的新进展电子转移速度是评价电化学反应速率的重要参数，对于研究电解质溶液中的电荷传递过程非常关键。

近年来，通过引入纳米材料和表面增强拉曼光谱(Surface-Enhanced Raman Spectroscopy, SERS)技术，电子转移速度测量技术取得了重要的突破。

以金属纳米颗粒作为电化学反应界面，通过SERS技术可以实时监测和分析电荷传递过程中的振动信息，从而准确测量电子的转移速度。

这种技术在生物医学领域的应用前景广阔，可以用于疾病的早期诊断和治疗效果的监测。

三、电化学光谱(Electrochemical Spectroscopy)技术的新进展电化学光谱技术是将电化学和光谱学相结合的一种方法，可以通过测量电流和电压随时间和频率的变化来研究物质的电化学性质。