本發(fā)明涉及一種新型的與電化學發(fā)光同時測量的超分辨電化學成像測量裝置。
背景技術(shù)：
掃描電化學顯微鏡(scanningelectrochemicalmicroscopy,secm)是顯微鏡的一種?；陔娀瘜W原理工作，可測量微區(qū)內(nèi)物質(zhì)氧化或還原所給出的電化學電流。利用驅(qū)動尖端非常小的探針在靠近樣品處進行掃描，樣品可以是導體、絕緣體或半導體，從而獲得對應的微區(qū)電化學和相關(guān)信息，目前可達到的最高分辨率約為幾十納米。
目前大量的實驗結(jié)果已經(jīng)證實secm技術(shù)不僅可以實現(xiàn)高分辨成像，還可以研究基底反應動力學，甚至可以進行電極界面反應速率成像和單個納米粒子電催化研究、分辨物質(zhì)表面活化位點等，此外也還能對材料進行微加工處理。近年來，secm開始拓展應用到生物體系研究中，如細胞成像、細胞攝取營養(yǎng)物質(zhì)和釋放代謝物的實時研究和細胞表面超氧離子研究等等，為研究細胞的生命活動探索提供了一種非常有效的技術(shù)手段。
盡管secm在高分辨細胞成像和細胞釋放物質(zhì)研究方面取得了重大進展，但是對于目前生命活動的研究仍然面臨下面兩個重大難點：
（1）缺乏對細胞特定部位標記；
（2）細胞體系研究仍然比較窄，主要集中在細胞外電活性物種檢測，缺乏選擇和識別能力，對于表面物質(zhì)（如抗體抗原）以及非電活性的物質(zhì)檢測等等也無能為力。
電化學發(fā)光是在電極上施加一定的電壓使電極反應產(chǎn)物之間或電極反應產(chǎn)物與溶液中某組分之間進行化學反應而產(chǎn)生的一種光輻射。電化學發(fā)光法兼有電化學和化學發(fā)光法的雙重優(yōu)點，具有靈敏度高、較低的檢測限、較寬的線性范圍、儀器設備簡單、操作方便、易于實現(xiàn)自動化等優(yōu)點；相對于熒光法，無光漂白，不需要光源和分光系統(tǒng)；相對于化學發(fā)光，具有可控性強的優(yōu)點；相對于電化學檢測，具有檢測限低和受電極污染影響小的優(yōu)點。
雖然secm成像技術(shù)已被廣泛應用到化學、物理和生物等多個領域，但是至今為止仍缺乏一種能夠同時檢測電化學發(fā)光強度的高分辨電化學顯微成像裝置，這種成像裝置對于現(xiàn)代生物學研究熱點，細胞成像及其生命活動信息探測具有重要意義。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明提供一種新型的與電化學發(fā)光同時測量的超分辨電化學成像測量裝置。
本發(fā)明提供的新型的與電化學發(fā)光同時測量的超分辨電化學成像測量裝置示意圖如圖1所示，由計算機1、雙恒電位儀2、壓電晶體控制器3、三維壓電晶體4、光電倍增管檢測系統(tǒng)5、光電倍增管檢測器6、檢測池7、探針8、參比電極9、對電極10和被測基底樣品11組成。其中探針8、參比電極9、對電極10和被測基底樣品11組成四電極檢測系統(tǒng)。
雙恒電位儀2用于在探針8和被測基底樣品11之間施加電化學激勵信號，光電倍增管檢測器6檢測電化學發(fā)光信號的同時雙恒電位儀2檢測探針8上的電流信號，結(jié)合三維壓電晶體4納米級別的位移分辨率來實現(xiàn)超高分辨率的電化學發(fā)光信號成像檢測和電化學電流信號成像檢測。該成像系統(tǒng)的成像分辨率取決于探針電極的尺度及探針的空間位移分辨率，因此可以突破以往光學成像分辨率的限制，實現(xiàn)納米級別的成像分辨率。
計算機1上運行的控制軟件用于協(xié)調(diào)控制電化學激勵信號、電化學發(fā)光檢測信號、電化學電流檢測信號和位移控制信號之間的同步，并實現(xiàn)數(shù)據(jù)存儲、處理、圖像重構(gòu)等功能。壓電晶體控制器3對三維壓電晶體4進行閉環(huán)控制，這樣可以消除壓電晶體的非線性、遲滯性和蠕變性，保證三維壓電晶體4的位移精度及位移分辨率。被測基底樣品11的基底是ito玻璃，這樣電化學發(fā)光信號可以透過ito照到光電倍增管檢測器6上。光電倍增管檢測系統(tǒng)5對光電倍增管檢測器6施加高電壓并檢測光電倍增管檢測器6輸出的電流信號，光電倍增管檢測系統(tǒng)5輸出的電壓可以調(diào)節(jié)，電壓越高光電倍增管檢測器6的靈敏度越高。檢測池7與被測基底樣品11之間有密封膠圈，這樣可以保證溶液的密封性。
本發(fā)明的特點和有益的效果是：實現(xiàn)電化學電流信號和電化學發(fā)光信號兩個信號同時成像，極大地提高了目前電化學發(fā)光成像的圖像分辨率；不需要單分子定位直接利用精確地掃描探頭移動定位；不需要在基底細胞上施加電壓，電壓施加到探頭上，避免了對細胞活體的刺激；實現(xiàn)納米級別甚至單分子級別的發(fā)光強度檢測，可以進一步增強電化學發(fā)光信號的檢測能力。
附圖說明
圖1是與電化學發(fā)光同時測量的超分辨電化學成像測量裝置示意圖。
具體實施方式
實施例1
本發(fā)明提供的與電化學發(fā)光同時測量的超分辨電化學成像測量裝置示意圖如圖1所示，由計算機1、雙恒電位儀2、壓電晶體控制器3、三維壓電晶體4、光電倍增管檢測系統(tǒng)5、光電倍增管檢測器6、檢測池7、探針8、參比電極9、對電極10和被測基底樣品11組成。其中探針8、參比電極9、對電極10和被測基底樣品11組成四電極檢測系統(tǒng)。
其中計算機1上運行的控制軟件用于協(xié)調(diào)控制電化學激勵信號、電化學發(fā)光檢測信號、電化學電流檢測信號和位移控制信號之間的同步，并實現(xiàn)數(shù)據(jù)存儲、處理、圖像重構(gòu)等功能。雙恒電位儀2用于在探針8和被測基底樣品11之間施加電化學激勵信號并檢測探針8上的電流信號。壓電晶體控制器3對三維壓電晶體4進行閉環(huán)控制，這樣可以消除壓電晶體的非線性、遲滯性和蠕變性，保證三維壓電晶體4的位移精度及位移分辨率。被測基底樣品11的基底是ito玻璃，這樣電化學發(fā)光信號可以透過ito照到光電倍增管檢測器6上。光電倍增管檢測系統(tǒng)5對光電倍增管檢測器6施加高電壓并檢測光電倍增管檢測器6輸出的電流信號，光電倍增管檢測系統(tǒng)5輸出的電壓可以調(diào)節(jié)，電壓越高光電倍增管檢測器6的靈敏度越高。檢測池7與被測基底樣品11之間有密封膠圈，這樣可以保證溶液的密封性。
實驗開始前由計算機1通過壓電晶體控制器3驅(qū)動三維壓電晶體4使探針8移動到距離被測基底樣品11比較近的位置，位置的遠近可由雙恒電位儀2檢測到的探針8上的電流大小來控制。實驗時首先由計算機1控制雙恒電位儀2在探針8和被測基底樣品11之間施加電化學激勵信號，然后光電倍增管檢測器6檢測電化學發(fā)光信號的同時雙恒電位儀2檢測探針8上的電流信號，接著計算機1通過壓電晶體控制器3驅(qū)動三維壓電晶體4使探針8移動到下一個檢測位置重復同樣的檢測，直到所有檢測位置都檢測完畢，最后把檢測到的電化學發(fā)光信號和電化學電流信號與對應的二維位置信息進行作圖，就得到了被測基底樣品11的高分辨率電化學發(fā)光成像檢測結(jié)果和電化學電流成像檢測結(jié)果。