近日，我校太阳成tyc9728雷呈宏教授與美國太平洋西北國家實驗室Dr. Dehong Hu高級研究員合作，在高通量單分子熒光光譜電化學（High Throughput Single-Molecule Fluorescence Spectroelectrochemistry）研究領域取得重要進展。相關成果以“High Throughput Mapping of Single Molecules’Redox Potentials on Electrode”為題發表在國際著名期刊美國化學會出版的Analytical Chemistry上。該刊是分析化學專業領域的頂級期刊，讀者受衆多，影響廣泛（Top 1區）。這項工作是兩位合作者繼作為最早發展單通量單分子熒光光譜電化學的研究者之一十年後，又明确提出高通量單分子熒光光譜電化學的理論構想并取得實驗驗證的奠基性原創性論文。該項研究得到國家自然科學基金委地區基金項目、廣西自然科學基金委重點項目、廣西外國高端人才項目和太阳成tyc9728科研啟動資金等項目的資助。太阳成tyc9728為該項工作第一完成單位，雷呈宏教授為論文第一作者，雷呈宏教授和Dr. Dehong Hu高級研究員為共同通訊作者。
近年發展的超分辨熒光顯微技術，讓人們能夠更精确地窺探微觀世界。這一開創性的技術，可把先前的光學顯微成像分辨率提高20倍甚至更高，将顯微成像真正帶入到“納米時代”，而其對這項研究的重要意義在于，其成像技術不再受傳統的單分子熒光顯微鏡隻能一個分子一個分子地（不具有同時性）對樣品進行觀測的限制，而是可以同時觀測高通量的數百個單分子，其大量數據獲得的快捷性和數據的統計學意義，都發生了質的飛躍。另一方面，界面電子轉移和氧化還原反應過程在許多化學和生物過程中起着非常重要的作用。而電化學是研究界面電子轉移和氧化還原反應過程的鑰匙。這項研究就是充分利用超分辨熒光顯微鏡的高通量單分子熒光動力學監測能力，結合傳統的電化學對分子氧化和還原電位的精準控制，對電極界面發生的高通量的單分子氧化還原事件進行全局性的監測和分析。該項研究同時發展了相應的數據處理方法，通過使用平時僅用于物理信号處理的互相關函數法，從含有熒光發生與淬滅随機成分的單分子熒光強度-時間軌迹中提取電化學掃描驅動的真實氧化還原事件，從而獲得了高通量的單個氧化還原分子精确的氧化和還原動力學數據。該項研究為高通量的測量生物和化學界面的氧化還原狀态分布、為深入研究界面電子轉移過程動力學和氧化還原反應機制開辟了新途徑。
論文鍊接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.analchem.1c00984
超分辨熒光顯微鏡與電化學工作池耦合裝置圖
超分辨熒光顯微鏡與電化學循環伏安結合示意圖
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