CN104677963A - 一种应用于非损伤微测系统的Cu2+选择性微电极及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种微电极，特别是一种应用于非损伤微测系统的Cu²⁺选择性微电极及其制备方法。电极包括锥形玻璃微电极管，锥形玻璃微电极管腔内填充有膜后灌充液，锥形玻璃微电极管尖端部注有Cu²⁺液态离子交换剂LIX，锥形玻璃微电极管内安装有Ag/AgCl丝导线，锥形玻璃微电极管的管口用环氧树脂密封并固定Ag/AgCl丝。本发明通过非损伤微测系统可以实现对样品表面微观区域Cu²⁺浓度、流速及其运动方向等信息的实时、动态、无损检测，为生物和非生物材料表面Cu²⁺的微观过程和机制研究提供了一种新方法。

Description

一种应用于非损伤微测系统的Cu2+选择性微电极及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种微电极，特别是一种应用于非损伤微测系统的Cu²⁺选择性微电极及其制备方法。

背景技术

认识重金属的植物根际微界面过程对改善生态环境质量及保障人体健康具有重要科学意义和实际价值。传统方法由于对样品的破坏性常造成研究结果无法合理解释甚至导致研究假象，发展和应用能够真实客观反映污染物微界面实时、动态信息的新方法对深入探索其微观机制意义重大。传统技术操作相对简单、易行，但同时也存在其局限性，主要表现在两方面：其一，破坏性取样，即先将植物组织研磨处理后再通过化学分析的方法检测离子浓度，不能反映活体植物吸收重金属的特性；其二，时空分辨率低，其测定的是一定时间内整个根系对离子的吸收情况，不能精确地测定短时间内植物根系微区离子被吸收的情况。基于上述方法获取的研究结果，一定程度上反应了植物吸收重金属离子的规律，却无法真实反映活体条件下的动态作用过程机制。受检测技术手段、研究方法和技术条件限制，缺乏对根系界面过程活体、实时、动态信息的了解，因此难以对植物吸收、释放及转运重金属离子的微观过程机制形成更深入理解和统一认识。

美国MBL实验室(Marine Biology Laboratory，海洋生物学实验室)的科学家Kühtreiber和Jaffe^[1]使用非损伤微电极测量了进出细胞的Ca²⁺流速和运动方向，开创了生物活体静态测量到动态测量转变的先河。非损伤微测技术实现了对被测对象不产生任何伤害的情况下实时获取进出样品的离子/分子浓度、流速及其运动方向等信息，从而克服了由于对样品的破坏性而造成的测试结果无法合理解释甚至造成研究假象的问题。同时，以其独特的时间(0.5s)和空间(2-5μm)分辨率，正好适合于细胞内外离子/分子活性变化的测定，在时间和空间尺度上都具有无法替代的优势。非损伤微测技术在实现根表离子/分子流活体、实时监测的基础上，无疑将有助于加深对植物吸收、转运离子/分子过程和机制的认识。

作为非损伤微测技术的核心，微电极的种类有玻璃电极、金属电极、碳丝电极等，可以测量的离子和分子有H⁺、Ca²⁺、K⁺、Na⁺、Mg²⁺、Cl^-、NH₄ ⁺、NO₃ ^-及O₂、H₂O₂、CO₂、NO等^[2-11]，被测样品可以是单细胞、多细胞、组织器官等生命材料，也可以是金属等非生命材料。随着离子/分子选择电极种类的不断增多以及电子线路系统和计算机硬件软件的逐步完善，非损伤微测技术逐渐被广泛应用到生命科学、基础医学、药学、以及金属腐蚀研究等诸多领域。然而迄今为止开发应用于非损伤微测系统的重金属离子选择性微电极仅有Cd²⁺的一种，极大地限制了该技术在环境科学领域的推广和应用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种应用于非损伤微测系统的Cu²⁺选择性微电极及其制备方法。

为实现上述目的本发明采用的技术方案为：

一种应用于非损伤微测系统的Cu²⁺选择性微电极，包括锥形玻璃微电极管1，锥形玻璃微电极管1腔内填充有膜后灌充液2，锥形玻璃微电极管1尖端部注有Cu²⁺液态离子交换剂LIX 5，锥形玻璃微电极管1内安装有Ag/AgCl丝导线3，锥形玻璃微电极管1的管口用环氧树脂密封并固定Ag/AgCl丝3。

所述锥形玻璃微电极管1尖端直径为4～5μm。

所述膜后灌充液由1.0mM CuCl₂和1.0mM Na₂EDTA组成，pH调到7。

所述Cu²⁺液态离子交换剂LIX为按质量百分比计，10-18％二苯基硫卡巴腙、5-12％四(3,5-二(三氟甲基)苯基)硼酸钠、5-10％四(4-氯苯基)硼酸四(十二烷基)铵和60-80％2-硝基苯基辛基醚。

一种应用于非损伤微测系统的Cu²⁺选择性微电极的制备方法，由硼硅酸盐玻璃毛细管拉制成尖端直径为4～5μm的锥形玻璃微电极管，锥形玻璃微电极管内壁进行硅烷化使其变为疏水性，疏水处理后从玻璃微电极管后端注入膜后灌充液，尖端灌充Cu²⁺液态离子交换剂LIX(liquid ionexchanger)，Ag/AgCl导线安装于微电极管内，在管尾部用环氧树脂固定Ag/AgCl丝和密封玻璃管，即制得Cu²⁺选择性微电极。

所述膜后灌充液的灌充高度为锥形玻璃微电极管长度的1/4～1/2；所述LIX的灌充高度为80～120μm。

所述将Ag/AgCl丝导线插入膜后灌充液中使其一端直至接近锥形玻璃微电极管的尖端，然后用环氧树脂在锥形玻璃微电极管的管口固定Ag/AgCl丝和密封锥形玻璃微电极管，并使Ag/AgCl导线另一端一端露出锥形玻璃微电极管尾部，即制得Cu²⁺选择性微电极。

其中Ag/AgCl导线的制备步骤如下：

取一根适当长的银丝，用砂纸打磨以除去其表面的氧化层；

取一根贵金属丝或碳棒接到电源的阴极上，将打磨过的银丝接到电源的阳极上，在1.5V的直流电压下，在饱和氯化钾溶液中电镀2s即可制成Ag/AgCl丝。

一种应用于非损伤微测系统的Cu²⁺选择性微电极的应用，所述Cu²⁺选择性微电极适用于实时、动态、无损测定样品表面微观区域内Cu²⁺的浓度、流速及运动方向的信息。

具体是，在待测样品的固液界面上采用所述选择性微电极测定其表面微观区域内Cu²⁺的浓度、流速及运动方向的信息。

一种应用于非损伤微测系统的Cu²⁺选择性微电极的检测方法，采用所述选择性微电极在待测样品的固液界面上微观区域内，通过微电极尖端灌充的离子交换剂实现对Cu²⁺的选择性识别，测定微观区域内设定距离的两点之间的电位差，而后通过Fick第一扩散定律获得离子的移动速率，继而实现测定待测样品内Cu²⁺的浓度、流速及运动方向的信息。

本发明所具有的优点：

本发明的Cu²⁺选择性微电极，可以实现对样品表面微观区域Cu²⁺浓度、流速及其运动方向等信息的实时、动态、无损检测，为生物和非生物材料表面Cu²⁺的微观过程和机制研究提供了一种新方法。本发明的微电极尖端直径在4～5μm之间，可以满足细胞、组织的离子流检测要求；该微电极在10^-6～10^-1M Cu²⁺浓度检测范围内具有很好的线性关系R²＝0.9994，能斯特斜率为26.18mV/dec；微电极的响应时间t95％小于1s。

附图说明

图1为本发明实施例提供的Cu²⁺选择性微电极的结构示意图，其中的标号分别为：1.微电极管；2.灌充液；3.Ag/AgCl导线；4.环氧树脂；5.Cu²⁺液态离子交换剂LIX；

图2为本发明实施例提供的Cu²⁺选择性微电极的测定线性响应范围图。

图3为本发明实施例提供的香蒲(Typha latifolia)根尖微区不同位置的Cu²⁺离子流速图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步的详细说明。

具体实施方式参见图1，本发明的铜离子选择性微电极，包括一个玻璃微电极管1，在玻璃微电极管1的腔内填充有膜后灌充液2，玻璃微电极管1的尖端部注有Cu²⁺液态离子交换剂LIX5，玻璃微电极管1内安装有Ag/AgCl导线3，在玻璃微电极管1的尾部用环氧树脂4固定Ag/AgCl丝3和密封玻璃微电极管1。

玻璃微电极管1为单层管，膜后灌充液1.0mM CuCl₂和1.0mM Na₂EDTA组成，pH调到7。

该铜离子选择性微电极，其尖端为4～5μm，线性响应范围为10^-1～10^-6M，斜率为26.18mV/-log[Cu²⁺]，检测下限为10^-6M。

实施例1

Cu²⁺选择性微电极由图1所示，包括玻璃微电极管1，在玻璃微电极管1的腔内填充有膜后灌充液2，玻璃微电极管1的尖端部注有Cu²⁺液态离子交换剂LIX 5，玻璃微电极管1内安装有Ag/AgCl导线3，在玻璃微电极管1的尾部用环氧树脂4固定Ag/AgCl丝3和密封玻璃微电极管1。玻璃微电极管1为单层管，膜后灌充液1.0mM CuCl₂和1.0mM Na₂EDTA组成，pH为7。Cu²⁺液态离子交换剂LIX按质量百分比计10％(w/w)的二苯基硫卡巴腙、12％(w/w)的四(3,5-二(三氟甲基)苯基)硼酸钠、10％(w/w)的四(4-氯苯基)硼酸四(十二烷基)铵和68％(w/w)的2-硝基苯基辛基醚而成。

Cu²⁺选择性微电极的制备方法，包括下列步骤：

1)拉制微电极管：按照常规的拉制方式，将硼硅酸盐玻璃毛细管(外径1.5mm,内径1.05mm,长度5cm)固定在加热线圈的中间位置，加热使其自由落下，再将玻璃管的尖端朝上，固定在夹子上，再次加热使其尖端直径在4μm的范围内。在使用前，微电极管需通过显微镜检查其外形，特别是管口是否平整。管口不规整以及管口不是圆形的微电极管都不能使用。

2)硅烷化：在硅烷化过程中，首先在150℃下预干燥1h以上，除去微电极管内残存的水分和杂质；然后将微电极放置在带盖的玻璃器皿中，向玻璃器皿内倒入2mL 5％的二甲基二氯硅烷(国药集团化学试剂有限公司，北京)作为硅烷试剂，溶剂使用正己烷，在150℃下烘烤30min，使其蒸气进入并附着在微电极的尖端。硅烷化处理过的微电极应保存在干燥、无尘的避光容器里。

3)注入灌充液：用接上细管的l.0mL注射器将1.0mM CuCl₂和1.0mMNa₂EDTA，pH为7的灌充液从管后端缓慢推入经硅垸化的微电极管内，产生20.0mm灌充液柱。在显微镜下观察电极内是否有气泡，若存在气泡，须将电极尖端朝下放置一段时间，直至气泡完全从微电极管中消失。膜后灌充液1.0mM CuCl₂和1.0mM Na₂EDTA组成，pH为7.0。

4)灌充Cu²⁺液态离子交换剂LIX：在双目显微镜下，首先用尖端开口为50～60μm的玻璃毛细管蘸取少许Cu²⁺LIX，尖端充满即得到了盛装Cu²⁺LIX的玻璃毛细管即LIX载体。从尾部采用注射器给其一定压力，使LIX液面凸出。再在显微镜下将此LIX载体与上述待灌充的微电极管尖端放置于同一水平面相对，小心将待灌充微电极管尖端与LIX的凸液面相接触，LIX逐渐渗入到微电极管尖端。当LIX在微电极管尖端的长度达到100μm时灌充即完成。

Cu²⁺液态离子交换剂LIX按质量百分比计10％(w/w)的二苯基硫卡巴腙、12％(w/w)的四(3,5-二(三氟甲基)苯基)硼酸钠、10％(w/w)的四(4-氯苯基)硼酸四(十二烷基)铵和68％(w/w)的2-硝基苯基辛基醚而成。

5)如图1所示，将Ag/AgCl导线3插入灌充液中直至接近微电极管1的尖端，然后用环氧树脂4在微电极管1的管口固定Ag/AgCl丝3和密封玻璃微电极管1，并使Ag/AgCl导线3一端露出微电极管1尾部，即制得Cu²⁺选择性微电极。

Ag/AgCl导线3的制备步骤如下：

1)取一根适当长的银丝，用砂纸打磨以除去其表面的氧化层；

2)取一根贵金属丝或碳棒接到电源的阴极上，将打磨过的银丝接到电源的阳极上，在1.5V的直流电压下，在饱和氯化钾溶液中电镀2s即可制成Ag/AgCl丝。

对上述获得的Cu²⁺选择性微电极检测范围测试：

离子选择性微电极在一定检测范围内其电位与离子浓度的对数之间呈线性关系，这样能够根据测量得到的微电极电位计算出被测离子浓度。为检测Cu²⁺选择性微电极的检测范围，配制系列的Cu(NO₃)₂标准溶液，背景溶液为简化营养液(含0.1mM Ca(NO₃)₂,0.1mM MgSO₄,0.1mM KNO₃、1.0mM NaNO₃、0.3mM MES)作为测试液。该溶液是作物根系离子流测试中所使用的实际测试液，与作物的营养液成分一致，能够模拟离子选择性微电极的使用环境。溶液pH值为6.0，使用NaOH和HCl调节，MES即吗啉乙磺酸作为pH缓冲液。从而得到不同Cu²⁺浓度对数与微电极电位之间的对应关系，用以评价电极性能。离子选择性微电极的性能测试过程在NMT系统(YG-MS-001，美国扬格公司)上完成。

利用上述获得微电极对Cu²⁺浓度分别为10^-9、10^-8、10^-7、10^-6、10^-5、10^-4、10^-3、10^-2和10^-1M的Cu(NO₃)₂标定液进行了电位测量。使用同一支微电极通过3次重复测量取其平均值，得到不同Cu²⁺浓度对数与微电极电位之间的对应关系如图2所示。图2中，Cu²⁺选择性微电极在Cu²⁺浓度为10^-6～10^-1M范围内的能斯特响应斜率为26.18mV/dec，微电极电位与Cu²⁺浓度对数间的线性相关系数R²＝0.9994，说明在该范围内有很好的线性关系，从而能够通过测量微电极电位准确地得到其相应的离子浓度。因此该Cu²⁺选择性微电极能够满足测量植物细胞、组织、器官微区内的Cu²⁺浓度及动态变化的需要。

Cu²⁺选择微电极能斯特响应测试：

微电极电位E与标定液Cu²⁺浓度C之间的关系可由能斯特方程E＝k±slgC(式1)来描述。式中E为微电极与参比电极之间的电压，mV；C为标定溶液中Cu²⁺浓度，M；s为能斯特斜率，mV/dec；k为能斯特截距，mV。

其中能斯特斜率s理论值的计算公式为s＝2.303RT/nF(式2)，式中，R为气体常数，8.314J/(K·mol)；T为绝对温度，K；F为法拉第常数，9.6487×10⁴C/mol；n为被测离子的化合价，对于二价Cu²⁺，n＝2。在25℃时，Cu²⁺的能斯特斜率s理论值为29.5mV/dec。

将微电极中的Ag/AgCl导线连接NMT系统(YG-MS-001，美国扬格公司)微电极前置放大器，参考电极与微电极放大器和数据采集系统的地端连接。标定液为Cu²⁺浓度分别为0.05,0.1和0.5mM的Cu(NO₃)₂溶液，将微电极和参考电极分别浸入到这三种标定液中，通过NMT采集软件读取并记录微电极的对地电位，即微电极与参考电极的电位差变化。将不同标定液中电极电位代入式(1)中可以得到电极的能斯特斜率。本研究在室温25℃下，使用Cu²⁺浓度分别为0.05,0.1和0.5mM的测试液作为标定液，测得微电极电位分别为154.23、163.25和181.14mV，代入式(1)可得能斯特斜率为26.68mV/dec，与理论值29.5mV/dec相比，转换率达到91％，符合离子选择性微电极的转化率≥90％的工作要求。试验得到的能斯特斜率与s理论值越接近，说明其性能越好。

实施例2

Cu²⁺选择性微电极的制备方法，包括下列步骤：

1)拉制微电极管：按照常规的拉制方式，将硼硅酸盐玻璃毛细管(外径1.5mm,内径1.05mm,长度5cm)固定在加热线圈的中间位置，加热使其自由落下，再将玻璃管的尖端朝上，固定在夹子上，再次加热使其尖端直径在5μm的范围内。在使用前，微电极管需通过显微镜检查其外形，特别是管口是否平整。管口不规整以及管口不是圆形的微电极管都不能使用。

2)硅烷化：在硅烷化过程中，首先在150℃下预干燥1h以上，除去微电极管内残存的水分和杂质；然后将微电极放置在带盖的玻璃器皿中，向玻璃器皿内倒入2mL 5％的二甲基二氯硅烷(国药集团化学试剂有限公司，北京)作为硅烷试剂，溶剂使用正己烷，在150℃下烘烤30min，使其蒸气进入并附着在微电极的尖端。硅烷化处理过的微电极应保存在干燥、无尘的避光容器里。

3)注入灌充液：用接上细管的l.0mL注射器将1.0mM CuCl₂和1.0mMNa₂EDTA，pH为7的灌充液从管后端缓慢推入经硅垸化的微电极管内，产生25.0mm灌充液柱。在显微镜下观察电极内是否有气泡，若存在气泡，须将电极尖端朝下放置一段时间，直至气泡完全从微电极管中消失。膜后灌充液1.0mM CuCl₂和1.0mM Na₂EDTA组成，pH为7.0。

4)灌充Cu²⁺液态离子交换剂LIX：在双目显微镜下，首先用尖端开口为50～60μm的玻璃毛细管蘸取少许Cu²⁺LIX，尖端充满即得到了盛装Cu²⁺LIX的玻璃毛细管即LIX载体。从尾部采用注射器给其一定压力，使LIX液面凸出。再在显微镜下将此LIX载体与上述待灌充的微电极管尖端放置于同一水平面相对，小心将待灌充微电极管尖端与LIX的凸液面相接触，LIX逐渐渗入到微电极管尖端。当LIX在微电极管尖端的长度达到120μm时灌充即完成。

Cu²⁺液态离子交换剂LIX按质量百分比计15％(w/w)的二苯基硫卡巴腙、8％(w/w)的四(3,5-二(三氟甲基)苯基)硼酸钠、5％(w/w)的四(4-氯苯基)硼酸四(十二烷基)铵和72％(w/w)的2-硝基苯基辛基醚而成。

5)如图1所示，将Ag/AgCl导线3插入灌充液中直至接近微电极管1的尖端，然后用环氧树脂4在微电极管1的管口固定Ag/AgCl丝3和密封玻璃微电极管1，并使Ag/AgCl导线3一端露出微电极管1尾部，即制得Cu²⁺选择性微电极。

利用上述获得的电极测定了香蒲(Typha latifolia)根表Cu²⁺离子流速轮廓。香蒲幼苗浸泡在0.1mM Cu(NO₃)₂溶液中静置10min后,根摄入Cu²⁺趋于平衡。按上述方法利用标定好的Cu²⁺离子选择性微电极进行香蒲根尖(距离根尖0～1000μm)不同部位Cu²⁺离子流速的测定。如图3所示，负值表示Cu²⁺由溶液向根流入。从图3可以看出距根尖0.3～0.5mm处Cu²⁺内流速度最高，同时距根尖0～0.1mm处的Cu²⁺流微弱，但在距根尖0.5mm位置后Cu²⁺流速逐渐下降，并趋向于稳定。

参考文献：

[1]Kühtreiber W.M.,Jaffe L.F.Detection of extracellular calcium gradients with a calcium-specificvibrating electrode.J.Cell Biol.1990,110:1565-1573.

[2]Kochian L.V.,Shaff J.E.,Kühtreiber W.M.,Jaffe L.F.,Lucas W.J.Use of an extracellular,ion-selective,vibrating microelectrode system for the quantification of K⁺,H⁺,and Ca²⁺fluxes inmaize roots and maize suspension cells.Planta 1992,188:601-610.

[3]Degenhardt J.,Larsen P.B.,Howell S.H.,Kochian L.V.Aluminum resistance in the arabidopsismutantalr-104is caused by an aluminum-induced increase in rhizosphere pH.Plant Physiol.1998,117:19-27.

[4]Pineros M.A.,ShaV J.E.,Kochian V.Development,characterization,and application of acadmium-selective microelectrode for the measurement of cadmium fluxes in roots of Thlaspispecies and wheat.Plant Physiol.1998,116:1393-1401.

[5]Ryan P.R.,Shaff J.E.,Kochian L.V.Correlation among ionic currents,ion fluxes,and rootelongation in aluminum-sensitive and aluminum-tolerant wheat cultivars.Plant Physiol.1992,99:1193-1200.

[6]Henriksen G.H.,Bloom A.J.,Spanswick R.M.Measurement of net fluxes of ammonium andnitrate at the surface of barley roots using ion-selective microelectrodes.Plant Physiol.1990,93:271-280.

[7]Newman I.A.,Kochian L.V.,Grusak M.A.,Lucas W.J.Fluxes of H⁺and K⁺in corn roots.Characterization and stoichiometries using ion selective microelectrodes.Plant Physiol.1987,84:1177-1184.

[8]Walker D.J.,Smith S.J.,Miller A.J.Simultaneous measurement of intracellular pH and K⁺or NO₃ ^-in barley root cells using triple-barreled,ion-selective microelectrodes.Plant Physiol.1995,108:743-751.

[9]Ryan P.R.,Newman I.A.,Shields B.Ion fluxes in corn roots measured by microelectrodes withion-specific liquid membranes.J.Membrane Sci.1990,53:59-69.

[10]Smith P.J.S.Non-invasive ion probes-tools for measuring transmembrane ion flux.Nature,1995,378:645-646.

[11]McLamore E.S.,Porterfield D.M.Non-invasive tools for measuring metabolism and biophysicalanalyte transport:Self-referencing physiological sensing.Chem.Soc.Rev.2011,40:5308-5320.

Claims (10)

1.一种应用于非损伤微测系统的Cu²⁺选择性微电极，包括锥形玻璃微电极管(1)，其特征在于：锥形玻璃微电极管(1)腔内填充有膜后灌充液(2)，锥形玻璃微电极管(1)尖端部注有Cu²⁺液态离子交换剂LIX(liquidion exchanger)(5)，锥形玻璃微电极管(1)内安装有Ag/AgCl丝导线(3)，锥形玻璃微电极管(1)的管口用环氧树脂密封并固定Ag/AgCl丝(3)。

2.按权利要求1所述的应用于非损伤微测系统的Cu²⁺选择性微电极，其特征在于：所述锥形玻璃微电极管(1)尖端直径为4～5μm。

3.按权利要求1所述的应用于非损伤微测系统的Cu²⁺选择性微电极，其特征在于：所述膜后灌充液由1.0mM CuCl₂和1.0mM Na₂EDTA组成，pH调到7.0。

4.按权利要求1所述的应用于非损伤微测系统的Cu²⁺选择性微电极，其特征在于：所述Cu²⁺液态离子交换剂LIX为按质量百分比计，10-18％二苯基硫卡巴腙、5-12％四(3,5-二(三氟甲基)苯基)硼酸钠、5-10％四(4-氯苯基)硼酸四(十二烷基)铵和60-80％2-硝基苯基辛基醚。

5.一种按权利要求1所述的应用于非损伤微测系统的Cu²⁺选择性微电极的制备方法，其特征在于：由硼硅酸盐玻璃毛细管拉制成尖端直径为4～5μm的锥形玻璃微电极管，锥形玻璃微电极管内壁进行硅烷化使其变为疏水性，疏水处理后从玻璃微电极管后端注入膜后灌充液，尖端灌充Cu²⁺液态离子交换剂LIX，Ag/AgCl导线安装于微电极管内，在管尾部用环氧树脂固定Ag/AgCl丝和密封玻璃管，即制得Cu²⁺选择性微电极。

6.按权利要求5所述应用于非损伤微测系统的Cu²⁺选择性微电极的制备方法，其特征在于：所述膜后灌充液的灌充长度为锥形玻璃微电极管长度的1/4～1/2；所述LIX的灌充高度为80～120μm。

7.按权利要求5所述应用于非损伤微测系统的Cu²⁺选择性微电极的制备方法，其特征在于：所述将Ag/AgCl丝导线插入膜后灌充液中使其一端直至接近锥形玻璃微电极管的尖端，然后用环氧树脂在锥形玻璃微电极管的管口固定Ag/AgCl丝和密封锥形玻璃微电极管，并使Ag/AgCl导线另一端一端露出锥形玻璃微电极管尾部，即制得Cu²⁺选择性微电极。

8.一种权利要求1所述的应用于非损伤微测系统的Cu²⁺选择性微电极的应用，其特征在于：所述Cu²⁺选择性微电极适用于实时、动态、无损测定样品表面微观区域内Cu²⁺的浓度、流速及运动方向的信息。

9.按权利要求1所述的应用于非损伤微测系统的Cu²⁺选择性微电极的应用，其特征在于：在待测样品的固液界面上采用所述选择性微电极测定其表面微观区域内Cu²⁺的浓度、流速及运动方向的信息。

10.一种权利要求1所述的应用于非损伤微测系统的Cu²⁺选择性微电极的检测方法，其特征在于：采用所述选择性微电极在待测样品固液界面的微观区域内，通过微电极尖端灌充的离子交换剂实现对Cu²⁺的选择性识别，测定微观区域内设定距离的两点之间的电位差，而后通过Fick第一扩散定律获得离子的移动速率，继而实现获取待测样品表面Cu²⁺的浓度、流速及运动方向的信息。