文献综述
微电极阵列的研究概况
以微阵列电极为基础的电化学研究在近年来发展迅速，作为电化学和电分析化学前沿领域，为人们对物质的微观结构进行探索提供了新的方式[1]。微阵列电极是由多个微电极组合在一起的，其电流是单支微电极的加和。实验室中，微电极阵列的研究通常借助于ITO导电玻璃，对于痕量物质的研究[2]，在常规电极上难以得到氧化还原电信号，阻碍电化学分析，但当电极的一维尺寸从毫米级降至微纳米级时，由于有序微米阵列的构筑，使得导电玻璃ITO电极被划分为很多彼此独立又相互耦合的微小电极[4]，微电极阵列会表现出许多与常规电极不同的优良电化学特性，微电极阵列表面积小、体积小，具有高信噪比、高传质速率、极小时间常数、生物相容性好等特点[3]，在分析检测方面具有较高的优点[5]。微电极阵列在制造生物传感器、电化学分析、基础生物学和医疗诊断以及用作电催化反应的电极材料等方面具有广阔的应用前景。
二氧化硅球腔微电极阵列的构筑方法
目前微电极阵列的制备方法主要包括：自组装法、刻蚀法和模板法等[6]。自组装微电极阵列的材料性质稳定、制备方法简单、对实验仪器要求不高。刻蚀法通常需要昂贵的精密仪器或设备，制备条件复杂，难以得到大规模的应用。模板法制作微电极阵列通常用聚苯乙烯（PS）微球，Braun和Wiltzius[7]首先提出了电化学沉积方法，周群[8]研究小组曾以PS微球阵列为模板制备了二维氧化锌球腔阵列并证明了氧化锌球腔阵列具备了微电极阵列的功能。
经过大量文献检索调研，本实验研究中密堆积的 PS 微球模板采用在气液交界面上自组装的方法[9]制备，并在一定温度下干燥，以除去剩余的溶剂，生成具有高度有序的密堆积[10]结构，同时可使 PS 微球产生一定的热变形而塌陷，从而在电沉积后[11]形成腔底开放的球腔阵列结构。二氧化硅球腔采用模板为导向的电沉积四乙氧基硅烷（TEOS）法制备[12]，在适当的电位下，在电极表面生成OH-，催化 TEOS 的水解[13]并凝结，从而在 ITO 电极表面上形成 SiO2。密堆积的 PS 微球模板采用在气液交界面上自组装[14]的方法制备，一定温度下干燥，以除去剩余的溶剂生成具有高度有序的密堆积结构，同时可使 PS 微球产生一定的热变形而塌陷，从而在电沉积后形成腔底开放的球腔阵列结构[15]。本实验基本原理是在 ITO 导电玻璃上组装聚苯乙烯（PS）微球，电极表面生成OH-，促进二氧化硅溶胶的水解和凝聚[16]，并以此为模板在微球腔阵列的间隙之间电沉积二氧化硅，在去除PS微球之后得到了排列整齐的二氧化硅球腔阵列，该阵列的电化学行为类似于微电极阵列，微电极阵列能有效放大响应电流[17]，本实验研究中，考察乙醇-水的配比对聚苯乙烯微球阵列的有序性的影响，模板的有序性决定了微电极阵列的有序性[18]，因此制备有序的微电极阵列意义重大。
二氧化硅球腔微电极阵列的表征
二氧化硅球腔微电极阵列的表征主要涉及：球腔阵列的形貌，球腔阵列电化学性能测试，所对应的分析手段包括电子透射显微镜，电化学工作站电沉积及电化学分析。
二氧化硅球腔微电极阵列的应用
微电极阵列具有许多与常规电极不同的优良电化学特性，微电极阵列表面积小、体积小，高信噪比、高传质速率、表现出良好的生物相容性[19]、二氧化硅球腔微电极阵列在微型生物传感器[20]、电催化、高能化学电源[21]等领域都有着广阔的应用前景。
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