第一章主要对扫描电化学显微术（SECM）在以下几方面的研究进展作了较详细的综述。1.SECM探头的研制,包括亚微米和纳米电极,化学修饰电极和生物传感器,微、纳米管在SECM中的应用情况。2.生物大分子的SECM检测,包括SECM对酶,抗原抗体复合物和DNA的研究。3.SECM在表面微修饰和加工方面的应用,包括用于金属、金属化合物和聚合物的沉积,对不同材料基底的刻蚀与表面微修饰,以及进行生物图案的构建。4.SECM对细胞的研究。5.SECM与其它技术的结合。本章共引用文献140篇。第二章研究了两种SECM沉积金的新方法。一种方法是使用SECM“直接模式”沉积Au。直接使用NaAuCl₄溶液,以碳纤维微米探头作为对电极,半导体硅片作为工作电极。利用微米尺寸的对电极将电流限制在硅基底上很小的位置,从而使Au在基底上选择性沉积,得到Au的图形。用SECM收集模式对其表征得到了SECM图像,并用扫描电子显微镜（SEM）证明图形的实际直径约为20μm。通过对探头和基底的改进,解决了SECM直接模式所存在的探头的溶解和产生大量气泡的两个主要问题。另一种方法是将基底（Si）的刻蚀与金属物质（Au）的沉积相结合,使二者同时进行,制作出了与基底结合牢固的Au的微米图形。这一方法的原理是利用探头上产生的H⁺使其附近溶液pH降低,从而引发基底上的化学反应。在底部固定有Si基底的电解池中加入KAu（CN）₂、KF和NaNO₂的混和液,然后在SECM探头上加正电位使NO₂被氧化成NO₃,同时H₂O释放出H+。H⁺累积到一定程度使探头附近溶液达到合适的pH时,引发以下反应;Si被F氧化生成SiF₆^2-,基底Si被刻蚀;同时Au（CN）₂^-被还原成Au,Au就沉积在Si基底的凹坑内。讨论了各种因素,如溶液pH,KAu（CN）₂、KF和NaNO₂的浓度对Au沉积的影响。用此方法制作了金的微米阵列和微米线,并用SECM收集模式表征出金阵列的SECM图像,其中每个金点的SECM图像直径约50μm,实际直径约8.3μm。第三章利用SECM“微试剂模式”构建辣根过氧化物酶（HRP）的微米图形。通过实验发现文献报道的HBrO使酶失活的方法不能用于构建有活性的酶图形,所以研究出了一种使酶失活速度慢的能够用于构建保持生物活性HRP微米图案的方法,即利用SECM探头上产生的OH使固定在基底上的HRP局部位置失活,从而构建失活的和保持生物活性的HRP微米图案。利用生物素和链霉亲和素间的特异性结合将HRP固定在聚苯乙烯基底上,以玻璃管和环氧树脂绝缘的直径7μm碳纤维微米电极作SECM探头,在pH=8.0的KCI和BQ溶液中保持探头和基底距离2μm,恒定探头电位-1.7 V（vs.Ag/AgCl）使HRP局部位置失活。然后用SECM反馈模式表征出构建的HRP图形;在含有BQ和H₂O₂的溶液中,探头上所加的电位使溶液中的BQ被还原生成H₂Q,H₂Q扩散到有活性的HRP上方时,H₂Q在HRP的催化下与H₂O₂反应又生成BQ,从而产生正反馈电流;探头在失活的HRP上方时,扩散到基底的H₂Q无法进一步生成BQ,基底阻碍BQ向探头的扩散,探头电流表现为负反馈。根据探头从有活性的HRP上方移至失活的HRP上方时,电流降低的原理,得到了直径约15-20μm的失活HRP微米阵列、直线,是探头直径（7μm）的约2-3倍,从而证明了本文研究的探头产物OH比目前文献报道的HBrO使酶失活的速度慢,得到的失活图形窄,能够用于构建具有生物活性的酶图形。然后构建且表征出有生物活性的直径～20μm的HRP直线,实际宽度～4.6μm。本章还利用SECM的一种可以自动构建图案的技术一“Surface Pattemed Conditioning”,构建了失活的HRP文字图形“H”和直径约15μm的HRP活性点,活性点的实际直径～3.5μm。第四章首先以一种新方法使完全绝缘的碳纤维纳米电极暴露出电极尖端的活性表面;将完全绝缘的尖端已刻蚀成锥形的纳米电极作为SECM探头,加+2.5 V电位,利用SECM精确控制探头移动,将探头由空气中缓慢地向电解池中的NaOH溶液逼近,当探头与溶液接触时停止移动,探头与溶液间产生的瞬间电流能去除探头最尖端的绝缘层,随后由于H₂O的电解在暴露出的探头表面产生气泡,这样浸入溶液的探头表面绝缘层进一步脱落。通过此方法制作了半径3-500 nm的碳纤维纳米电极,成功率为100%。碳纤维纳米电极在K₃Fe（CN）₆溶液中的循环伏安特性良好,氧化电流和还原电流均呈S形,且基本重合,说明纳米电极的内阻不大;作为SECM探头时的校正探头电流一距离曲线与理论曲线能够很好的拟合。然后将半径334-375 nm的碳纤维纳米电极作为SECM探头构建并且表征各种失活和有活性的HRP图案。在包含KBr和BQ的磷酸缓冲溶液中,碳纤维纳米探头上加+1.7 V电位,溶液中的Br在探头上被氧化生成Br₂,Br₂与水反应生成的HOBr具有强氧化性,能够使探头下方的HRP失活。利用HBrO能使HRP失活的原理,得到最窄的失活HRP区域的实际宽度约0.74μm,活性HRP直线的实际宽度约1.2μm。这是首次将纳米电极应用于SECM的微加工和构建领域。第五章首先利用自制的碳纤维凹形微米电极研究了一种可以用于计算任意孔深度、任意内外孔半径的凹形电极的孔体积和外孔半径的方法。然后研制了一种独特的凹形碳纤维纳米电极。把用苯酚和2-烯丙基苯酚电聚合方法完全绝缘的碳纤维柱状电极切断,制成碳纤维圆盘微电极。再在碳纤维圆盘微电极上粘附直径6-8 nm的Co₃O₄纳米颗粒。再把粘有Co₃O₄颗粒的圆盘电极进一步绝缘,在电极恰好完全绝缘后,用HCl去除未被绝缘层包裹的Co₃O₄颗粒。这样制成的碳纤维凹形纳米电极在K₃Fe（CN）₆溶液中的循环伏安特性良好。通过SECM探头逼近曲线和扫描电子显微镜图像证明电极为凹形,并计算出电极的内、外孔半径和孔体积。碳纤维凹形纳米电极具有以下特点;（1）K₃Fe（CN）₆在电极上的循环伏安响应呈很好的S形,电极内阻不大。（2）电极只有最前端的截面有碳纤维裸露,其它部位完全绝缘,可以作为SECM探头。（3）电极最前端是直径约9μm的平面,可以以较快的速度向基底逼近而不易受损。（4）电极的绝缘材料不坚硬,当电极接触基底时,不会损坏基底。（5）电极的活性面是凹陷在绝缘层内部的,能够限制溶液中电活性物质的扩散,这使它具有区别于锥形和圆盘形电极的特殊用途。