近日，国际著名化学教育期刊Journal of Chemical Education报道了我校化学与分子工程学院李大伟教授、钱若灿副教授在单细胞电化学方面的最新教学研究成果，文章题为“Fabrication and Single Cell Imaging Applications of Glass Nanopipettes in Undergraduate Analytical Chemistry Laboratory”。
电化学分析是本科分析化学课程的核心教学内容之一。李大伟、钱若灿团队结合本科实验教学特点，开发了面向高年级本科生的研究型综合实验课程，构建以玻璃纳米管为核心的科研训练模块，将前沿纳米电化学与单细胞操控技术引入本科教学体系，为学生提供从器件制备、表征测试、数据采集到数值模拟的完整训练链条。本研究设计的综合性实验项目，采用拉制法制备尖端直径约100 nm的锥形玻璃纳米电极，并将其作为可控递送平台，实现单细胞水平荧光成像。纳米电极内填充荧光探针溶液，经显微操作精准穿刺目标细胞，插入胞质；通过施加恒定电压，驱动荧光分子定向可控地释放至特定亚细胞位点。教学过程系统开展了电极灌注动力学建模、电渗流速率仿真及胞内荧光标记效率评估，深入阐释了该技术的电化学机制。上述教学课程不仅覆盖从实验方案设计、仪器操作、数据采集到定量分析与结果解读的完整教学流程，更着力培养学生跨学科知识整合能力、严谨的科学思维及规范的实验素养。通过实践，学生显著提升了精密微纳操作技能，并深化了对电化学界面过程、离子输运原理及其在活细胞分析中应用的理解。
上述研究体现了团队将前沿科研技术转化为可落地、可推广本科实验教学内容的持续探索，为推动本科实验课程向研究型、创新型转型提供了示范与借鉴。论文的共同第一作者为吕键博士、陈斌斌特聘副研究员，共同通讯作者为李大伟教授、钱若灿副教授。该工作得到了华东理工大学结构可控先进功能材料及其制备教育部重点实验室、费林加诺贝尔奖科学家联合研究中心的支持以及国家自然科学基金、上海市自然科学基金等项目资助。
原文链接：https://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/acs.jchemed.5c01807
