一种基于表面等离子体谐振的局部电化学成像测试系统

摘要

本发明公开了一种基于表面等离于体谐振的局部电化学成像测试系统，其包括光学系统、机械系统、数据采集系统、流通系统、电化学系统和计算机控制系统;光学系统包括SPR芯片、光学棱镜和光源，光源发出入射激光并照射至光学棱镜;流通系统包括微流控测试池;待测物通过所述微流控测试池流经SPR芯片上表面引起所述表面等离于谐振吸收峰的改变;电化学系统问待测物提供电刺激使得待测物产生电化学反应，并采集相应的电化学信号;所述数据采集系统采集所述表面等离于谐振吸收峰的改变;所述机械系统用于调整光源发出的入射激光的角度;所述计算机控制系统根据所述电化学信号和所述表面等离子谐振吸收峰的变化获得待测物的相应信息。

主权项

一种基于表面等离子体谐振的局部电化学成像测试系统，其包括光学系统、机械系统、数据采集系统、流通系统、电化学系统和计算机系统；其中，光学系统包括表面等离子体谐振SPR芯片、正三角形光学棱镜和光源，光源发出入射激光并平行照射至光学棱镜；流通系统包括微流控测试池；所述SPR芯片位于光学棱镜的水平上平面上，所述微流控测试池位于所述SPR芯片上表面，具有一定角度的所述入射激光经光学棱镜后照射至SPR芯片上表面发生全反射，并产生表面等离子谐振吸收峰，待测物通过所述微流控测试池流经SPR芯片上表面后，与SPR芯片上固定的反应物相互作用，引起所述表面等离子谐振吸收峰的改变；电化学系统用于向待测物提供电刺激使得待测物产生电化学反应，并采集相应的电化学信号；所述数据采集系统采集所述表面等离子谐振吸收峰的改变，获得二维的表面等离子谐振光学图像信息；所述机械系统为菱形杠杆同步扫描结构，用于调整光源发出的入射激光的角度；所述计算机系统将表面等离子谐振光学图像信息转换为带有空间分辨率的局部电化学信息，根据所述局部电化学信号和所述二维的表面等离子谐振吸收峰的变化获得待测物的相应信息；其中，所述光学系统还包括光源驱动电路、接收物镜和CCD图像采集器件，所述光源驱动电路用于驱动光源发光，并保持恒定的输出功率，使输出光强不变；所述接收物镜用于放大表面等离子体图像，所述CCD图像采集器件用于接收表面等离子体图像信号和光强信号，并进行光电转换；所述电化学系统包括工作电极、对电极、参比电极、信号发生器和信号采集组件；所述工作电极由所述SPR芯片实现；所述SPR芯片，为单工作电极单通道芯片、单工作电极多通道芯片、多工作电极单通道芯片、多工作电极多通道芯片中的任一种，且所述微流控测试池为单通道微流控测试池或多通道微流控测试池；所述微流控测试池由PDMS硅橡胶或其他密封材料制作而成，微流控测试池与所述SPR芯片密封，形成至少一个密封微通道，并分别在微通道的入口和出口处连接进样管和出样管，在微通道包括入口和出口处在内的任何位置装配对电极和参比电极，在微通道充满液体时形成欧姆接触，并与SPR芯片构成典型的电化学三电极；所述机械系统包括：测试仪基座、光学平台、连杆组、滑块、导轨、螺杆、电机；连杆组、滑块、导轨、螺杆、电机和光学平台均固定在基座，连杆组包括四根等长的臂，四根等长的臂顺序首尾可活动的相固接于四个接点，其一接点固定于基座上，位于光学棱镜内侧面的垂直中轴线上，另一相对的接点固定于滑块上，也位于光学棱镜内侧面的垂直中轴线上；连杆组左侧上臂外延长杆上，固接有光源；连杆组右侧上臂上，固接有光学物镜、调焦机构和成像透镜，连杆组右侧上臂外延长杆上，固接有CCD图像采集器件；滑块4左右两侧与基座上垂直设置的两根导轨动连接；螺杆位于光学棱镜内侧面的垂直中轴线上，从滑块的垂直中心孔穿过，且与滑块的中心孔动连接，螺杆的下端与电机转轴的上端固接；电机转轴的下端与角位移传感器固接；电机的转轴位于光学棱镜内侧面的垂直中轴线上。