Bio-Logic Sciences Instruments(バイオロジック / フランス)

SECM-470 走査型電気化学顕微鏡

SECM(走査型電気化学顕微鏡)は、高精度な走査型マイクロ電極システムです。溶液中においてサンプル表面の酸化もしくは還元電流の分布をマイクロ電極によって極めて高い位置分解能で計測します。溶液中のサンプルを表面化学的に試験、分析あるいは変化させることができます。腐食防食化学から酵素安定性の研究まで、さまざまな分野において表面反応の基礎研究に利用できます。

株式会社東陽テクニカ 理化学計測部
phone03-3245-1103
Mail:keisoku[at]toyo.co.jp

特長

測定パラメータ:
各種ボルタンメトリ
定電位・定電流測定
直流電流マッピング(dc-SECM)
交流インピーダンスマッピング(ac-SECM)
サンプル雰囲気:
液相
測定原理:
酸化還元反応の強弱をプローブの電流反応より検知
特長・用途:
酸化還元反応の局所検知
腐食防食、触媒、電極等様々なアプリケーションで使用可能
測定空間分解能:
1μm(使用するマイクロ電極の電極径による)

テクノロジー

表面形状に合わせたプローブスキャンを実現
高分解能SECM(ic-SECM)

SECMテクニックのこれまでの課題
SECMは電極で反応した電気化学反応を微小プローブで捕捉することにより、微小領域での反応性のムラを観測することができます。しかしながら、反応性の強弱は電極-プローブ間の距離にも依存し、凹凸の激しい(数μm)サンプルにおいて、測定することが困難でした。Ic-SECM(Intermittent Contact - SECM)は電極の表面形状に合わせてプローブをスキャンできるため、これまで課題であった電極-プローブ間の距離依存性による誤差を最小限に抑えることを可能にしました。
※この計測手法は University of Warwick Electrochemistry and Interfaces Groupより提案された手法を使用しております。

システム構成

SECM 走査型電気化学顕微鏡は、高精度な走査型マイクロ電極システムです。溶液中においてマイクロ電極および共試体表面に対する電流を極めて高い位置分解能で計測(印加)します。溶液中におけるサンプルを表面化学的に試験、分析或いは変化させることができます。このシステムは、腐食防食化学から酵素安定性の研究まで、様々な分野において表面反応の基礎研究に利用できる、大きなポテンシャルがあります。

SECM 走査型電気化学顕微鏡は、走査型電気化学ワークステーションシリーズに、統合された汎用性の高い、バイポテンショ/ガルバノスタットを組み込みます。走査パラメータ、変位、制御、データ取得、および取得データの解析方法設定など全てをUSB接続のPCにより行います。
実績のある強力でユーザフレンドリなソフトウェアにより、あらゆる標準的な電気化学テクニックにおける、ラインスキャン、リピートラインスキャン、z-アプローチスキャン、エリアマップスキャン、定電流エリアマップを含む、あらゆるスキャンサイクルをユーザが任意に設定でき、自動実行可能です。また、更に複雑な実験を行うためのユニークなマクロ機能が標準装備されており、研究者は走査ステージとポテンショスタットの統合的なコントロールが可能です。例えば、開回路電位(OCP)測定のエリアマップスキャン、定電流エリアスキャン、自動アプローチカーブおよびスローピングエリアスキャンなどのマクロプログラムを組む事ができます。

図1.シリコン基板上に形成した金マイクロ電極アレイの光学顕微鏡写真。10μmの金電極が10μm間隔で並んでいる。

図2.図1における、tip-generation/substrate-collection mode でのSECMイメージ

図3.図2のSECMイメージを3D等角投影表示したもの。ピーク電流差は6nA程度。

■アプリケーション

  • flow through membraneの研究
  • 生物活性のモニタリング
  • 速度論的パラメータの決定
  • 固定化酵素のイメージング
  • 生細胞のモニタリング
  • 液-液界面
  • 生物系の化学的イメージング
  • 燃料電池研究分野の材料
  • ISE(イオン選択性電極)の局所測定
  • 表面修飾
  • 腐食防食

■ポテンショ/ガルバノスタット

SECMシステムには高精度なバイポテンショスタットシステムが備わっており、マイクロ電極チップおよび共試体それぞれを独立に制御計測できます。 SECMには、μTriCellTMおよび、4端子環境セルTriCellTMのどちらでも使用できます。どちらのセルも走査型電気化学ワークステーションの光学台に標準ネジで取り付け可能です。

絶縁性の射出成形物の定電流スキャン(SECM)

射出成形物の光学的表面プロファイル(OSP)

■SECMソフトウェア

SECMには、制御解析ソフトウェアが付属しております。
主な機能は次のとおりです

スキャン方法

  • ラインスキャン
  • エリアスキャン
  • z-プローブアプローチカーブ
  • 定電流エリアマッピング

標準的電気化学テクニック

  • サイクリックボルタンメトリ
  • リニアボルタンメトリ
  • クロノアンペロメトリ
  • クロノポテンショメトリ
  • 方形波ボルタンメトリ
  • ノーマルパルスボルタンメトリ
  • ディファレンシャルパルスボルタンメトリ

ユーザ定義によるマクロプログラム作成可能

(プログラム例)

  • エリアOCP
  • 定電流エリアスキャン
  • スローピングエリアスキャン
  • オートアプローチテクニック

導電性表面への SECM アプローチカーブ。
直径10μmプローブ。

絶縁性表面への SECM アプローチカーブ。
直径10μmプローブ。