[实用新型]温控表面等离子体共振显微镜用电化学电解槽和温控系统

说明书

本实用新型公开温控表面等离子体共振显微镜用电化学电解槽，包括内部设有开放容纳腔体的电解槽主体，所述电解槽主体下部与工作电极板可拆卸相连，所述电解槽主体内部设有传热介质换热通道，所述电解槽主体上部设有进气通道以及出气通道分别将开放容纳腔体与外界通连，所述电解槽主体顶部还设有参比电极和对电极伸入至开放容纳腔体内，所述电解槽主体顶端与槽盖可拆卸相连，所述槽盖底面与工作电极板顶面以及开放容纳腔体内壁面形成容纳电解质的腔室。相对现有技术，本实用新型技术方案具有精准调整温度、适应性广泛等优点，可提高电化学电解槽的电解质温度控制准确性以及便捷性。

技术领域

本实用新型涉及显微成像和电化学分析测试技术领域，特别涉及温控表面等离子体共振显微镜用电化学电解槽和温控系统。

背景技术

在生命科学技术领域中，为了研究纳米药物和肿瘤细胞的相互作用，显微成像技术是必不可少的技术手段，其中以分子荧光为代表的光谱分析手段具有实时、原位、非侵入等优势，在生命分析技术领域中得到广泛应用，但由于荧光分析需要对研究对象进行荧光标记，而该标记过程不仅繁琐、耗时，并且不可避免地干扰研究对象的行为。

为解决荧光分析存在的技术问题，表面等离子共振显微镜应运而生，表面等离子共振显微镜具有光学信号稳定、免标记、快速成像等优点，在生命分析技术领域中具有独特优势，并且近年来，表面等离子共振成像技术在单细胞和单纳米粒子分析领域更受到日益广泛关注。

表面等离子共振是发生在金属与介质层界面上的光学现象，当电磁波的频率与金属材料中自由电子自身的震荡频率相等时，表面电子与光子耦合产生表面等离子共振现象，因此表面等离子共振显微成像所依据的原理为，入射光耦合到介质层的表面激发得到表面等离子波，跟入射光发生全内反射产生的消逝波能量相同时发生共振，使反射光的能量急剧减少，因此表面等离子共振显微镜对介质层的折射率变化非常敏感，可区分折射率不同的材料以形成明暗不同成像，从而构成高分辨率且免荧光标记的表面等离子共振显微成像。

另外表面等离子体显微镜图像对比度取决于介电常数，即适用于任何材料的物理特性，因此表面等离子体显微镜可应用于研究各种类型的纳米粒子，包括金属纳米粒子、半导体、金属氧化物和有机聚合物纳米粒子以及生物纳米粒子，如细菌和病毒等，与此同时表面等离子体显微镜的度与粒子直径的三次方成反比，而暗场荧光显微镜与粒子直径的六次方成反比，因此表面等离子显微镜相对暗场荧光显微镜在检测小纳米粒子上更加敏感。

然而表面等离子体共振显微镜在研究纳米粒子的热效应时，需要对温度进行校准，现有技术的温度计对细胞或者单个纳米粒子表面温度是无法进行测量，并且现有技术中也缺乏测定单个细胞或者单个纳米粒子温度的技术手段。为研究纳米药物的光热效应以及对细胞的杀伤效果，测定纳米粒子表面或者细胞的温度显得非常必要。通过表面等离子体显微镜可以测定单个纳米粒子在光照条件下的热成像图，但在绘制热成像图之前，需要对温度进行标定，而表面等离子体共振显微镜中共振角度和温差有如下关系式：

关系式(1)中，θ是表面等离子体共振角，是折射率的温度系数，是表面等离子体共振的灵敏度，相对于水，和分别在室温附近为10^-4K^-1和136.4deg/RIU，其中RIU是相对折射率单位，通过使以及上述关系式(1)则可被简化为以下关系式：

上述关系式(2)中，相对于固定介质，如水溶液，α和β都是固定值，因此温度和共振角都为线性关系，通过共振角和整体溶液温度变化后共振角的变化图，可容易得到温度-共振角系统，从而对温度进行标定，对于有机溶液或者混合溶液，α和β的数值与水相差较大，在热成像研究之前必须进行溶液的温度-共振角系数测定。目前由于表面等离子体共振显微镜的镜头和工作距离之间距离需要非常靠近，测试过程中测试体系的温度控制显得非常关键。