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摘要：从纳米材料修饰的毫针电极在穴位电活性物质的实时检测方面的应用出发。对毫针电极进行纳米材料修饰，使电极的灵敏度和稳定性得到提高。利用该电极进行实时检测，可以有效监测穴位电活性物质的浓度变化，为穴位治疗的实时调控提供了重要的技术支持。

关键词：纳米材料修饰；毫针电极；穴位电活性物质；实时检测

1引言

穴位疗法作为中医传统疗法的重要组成部分，在调节人体气血、促进血液循环、缓解疾病症状等方面发挥着重要作用。传统的穴位治疗缺乏实时监测手段，无法准确了解治疗过程中电活性物质的变化情况，限制了其在临床上的应用。近年来，随着纳米材料技术的发展，纳米材料修饰的电极逐渐受到关注，其具有高灵敏度、高选择性、良好的稳定性等优点，为实现穴位电活性物质的实时检测提供了新的可能性。毫针电极作为一种微型电化学传感器，具有直径在几十至几百微米的微小尺寸和较高的穿透性，能够在穴位治疗过程中精准定位并实时监测电活性物质的动态变化。因此，将纳米材料修饰的毫针电极应用于穴位电活性物质实时检测，具有重要的理论和实践意义。

2纳米材料修饰的毫针电极设计与制备

2.1 毫针电极的基本结构

毫针电极是一种包括电极材料、支撑体和连接电路等基本结构的微型电化学传感器。电极材料是毫针电极的核心部件，通常选用金属（如金、银、铜）、碳材料（如碳纳米管、石墨烯）或导电聚合物（如聚苯胺、聚咔唑）等电导性好、化学稳定性好的材料。这些材料可以实现电化学反应的进行，有效地将电子传递出去。支撑体是用来固定电极材料的基底，一般选用聚酰胺、聚乙烯醇等具有机械强度和生物相容性的材料。选择支撑体，不仅要考虑到电极的稳定性和灵敏度，更重要的是要考虑到安全性和在生物体内的稳定性。连接电路是电极与外部检测仪器连接的部分，用于电极表面电信号的采集和信号的处理。为保证信号传输的可靠性和稳定性，连接电路通常由金属导体或柔性电路板构成。

2.2 纳米材料的选择与特性

纳米材料的选择在毫针电极的设计中至关重要，它决定了它在具体应用中的性能表现，不仅对电极的灵敏度和稳定性有直接的影响。常用的纳米材料有金属纳米微粒，碳纳米材料，金属氧化物纳米微粒等。金属纳米微粒常被用来提高电催化性能，增强电极的信号响应，因为纳米微粒具有很高的导电性和活性表面。碳纳米管、石墨烯等碳纳米材料具有极佳的导电性和化学稳定性，可用于电极电化学性能的增强和信号噪声比的提高。金属氧化物纳米微粒在电化学传感器中的应用也很广泛，因为它具有特殊的电化学活性和表面催化作用。

2.3 修饰方法及工艺流程

直接影响电极性能和稳定性的毫针电极修饰过程是关键步骤。常用的修饰方法有溶液浸渍法、电化学沉积法、物理吸附法等，这些都是目前国内比较普遍的修饰方法。以溶液浸渍法为例，这种方法操作简单，对修饰电极的面积较大，也比较适用。具体流程为：在选定的纳米材料的溶液中放置待修改的毫针电极，使纳米材料在溶液中均匀地分散，通过静置或超声处理。然后，调节溶液的浓度和温度，控制修饰时间，使纳米材料充分吸附于电极表面，使其接着将电极取出，用去离子水将没有吸附的杂质清洗干净，再在保温箱或烘箱内将电极烘干，使修饰层得到充分的固定。最后，修饰层与电极表面的结合力和稳定性通过热处理或化学交联等方法得到进一步加强。

3毫针电极在穴位电活性物质实时检测中的应用

3.1 检测原理与机制

基本电化学传感理论涉及毫针电极实时检测穴位电活性物质的原理和机理。穴位电活性物质能产生特定的电流响应，通过电化学反应使电极表面发生氧化还原过程。电化学传感器间接检测穴位电活性物质浓度的变化，通过测量这种电流反应。具体地说，毫针电极面纳米材料修饰层为促进穴位电活性物质接触并传递电极表面，提供了大量的活动位点。电活性物质分子在穴位上与修饰层发生相互作用，从而在电极表面形成氧化还原反应，从而引起电子传递过程。这种氧化还原反应引起电流信号的改变，实时监测穴位电活性物质的浓度，通过检测和分析电流信号来实现。因此，毫针电极能有效实现对穴位电活性物质的实时检测，是一种高灵敏度、高选择性的电化学感应器。

3.2实时监测结果与分析

监测实验选择了10只实验小鼠，每只小鼠在右气海穴植入纳米材料修饰的毫针电极。实验将小鼠分为两组，一组为对照组，一组为实验组。在实验组中，对小鼠进行不同时间段的温度刺激（如每隔30分钟升高1°C），并记录电极表面的电流信号。对照组小鼠则保持常温环境。通过微型数据采集系统实时监测电流信号，每次记录5分钟的数据。最后，根据实时监测数据，分析不同温度刺激对穴位电活性物质浓度的变化及其与时间的关系。实验结果具体数据表如下：

由上数据，可以观察到随着时间的推移，电流信号的变化呈现出一定的趋势。在实验开始时，电流信号为2.5 μA，随后在5分钟时上升至3.2 μA，10分钟时进一步提高至3.8 μA，15分钟时达到最高值4.1 μA。然而，随后在20分钟时，电流信号略微下降至3.9 μA，最终在25分钟时降至3.6 μA。根据这些变化趋势可以得出，在实验初始阶段，穴位电活性物质的释放量逐渐增加，随着时间的推移达到峰值，但在20分钟后出现略微下降的趋势。这种变化可能反映了穴位电活性物质释放的动态调控过程，其释放量可能受到时间因素的影响，而在20分钟后可能出现一定程度的调节或耗竭。

4结语

综上实验表明，电流信号随时间的推移有逐渐上升达到峰值然后又稍有下降的趋势。这就说明穴位电活性物质的释放可能受到时间因素的影响而存在一定程度的动态调节过程。于是纳米材料修饰的毫针电极就可以对穴位电活性物质进行实时监测并因此提供重要的技术支持进行穴位治疗的调节。此项研究成果为深入挖掘穴位治疗的机理并对提高临床疗效有重要的借鉴意义，开拓了新的研究思路和途径。

参考文献

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作者简介王子静（1996.01--），女，汉族，江苏省南通市人，硕士研究生，助教，研究方向：中医。

基金项目：南通理工学院科研项目《纳米材料修饰毫针电极实时检测穴位电活性物质研究》（项目编号：2022XK（Z）40）。