[发明专利]一种光寻址方波/交流伏安电化学传感系统与方法

权利要求书

1.一种光寻址方波/交流伏安电化学传感系统，其特征在于，包括激光装置(1)、半导体芯片(2)、检测池装置(3)、电化学检测装置(4)、位移装置(5)和光学成像装置(18)；半导体芯片(2)固定于检测池装置(3)下端，检测池装置(3)上设有通孔容腔，通孔容腔内用于放置检测液，检测液能够与半导体芯片(2)上端面接触，电化学检测装置(4)的对电极(6)和参比电极(7)间隔放置于检测液内，电化学检测装置(4)的工作电极(8)与半导体芯片(2)下端电连接，激光装置(1)和光学成像装置(18)设置于检测池装置(3)上端，光学成像装置(18)的光源和激光装置(1)的激光能够通过通孔容腔照射于半导体芯片(2)上表面，半导体芯片(2)和检测池装置(3)固定于位移装置(5)上，电化学检测装置(4)包括电化学工作站、对电极、参比电极和工作电极，对电极与、参比电极和工作电极均与电化学工作站相连，电极采用铂丝，参比电极采用Ag/AgCl参比电极，工作电极连接于半导体芯片，激光装置(1)包括激光控制器(19)、激光器(20)、准直透镜(21)、分光棱镜(22)和放大物镜(23)，放大物镜(23)设置于检测池装置(3)上端，准直透镜(21)设置于激光器(20)激光发射端，分光棱镜(22)设置于准直透镜(21)和放大物镜(23)之间，激光器连接于激光控制器。

2.根据权利要求1所述的一种光寻址方波/交流伏安电化学传感系统，其特征在于，光学成像装置包括LED照明光源(24)、场镜(25)和CCD相机，CCD相机连接有计算机(26)，计算机(26)用于获取图像并存储，场镜(25)设置于分光棱镜(22)一侧，场镜(25)、分光棱镜(22)和放大物镜(23)在一条直线上。

3.根据权利要求1所述的一种光寻址方波/交流伏安电化学传感系统，其特征在于，半导体芯片(2)采用pH敏感半导体芯片或阻抗敏感半导体芯片。

4.根据权利要求3所述的一种光寻址方波/交流伏安电化学传感系统，其特征在于，pH敏感半导体芯片包括由上至下依次堆叠的敏感层(9)、绝缘层(10)、半导体层(11)和欧姆接触层(12)，欧姆接触层(12)与电化学检测装置(4)的工作电极(8)电连接，敏感层(9)与检测池装置(3)内的电解液接触，阻抗敏感半导体芯片包括上至下依次堆叠的绝缘层(10)、半导体层(11)和欧姆接触层(12)，欧姆接触层(12)与电化学检测装置(4)的工作电极(8)电连接，绝缘层(10)与检测池装置(3)内的电解液接触。

5.根据权利要求1所述的一种光寻址方波/交流伏安电化学传感系统，其特征在于，检测池装置(3)包括检测腔体(13)和电连接片(14)，检测腔体(13)上设有通孔腔体，半导体芯片(2)与检测腔体(13)下端面密封接触，电连接片(14)设置于半导体芯片(2)下端，电连接片(14)与半导体芯片(2)电连接。

6.一种基于权利要求3所述光寻址方波/交流伏安电化学传感系统的光寻址方波/交流伏安电化学测试方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、将固定有pH敏感半导体芯片的检测池装置固定于位移装置上，在检测池装置的通孔容腔内加入不同pH值的缓冲盐电解液；将电化学检测装置的对电极和参比电极放入电解液内，将工作电极与pH敏感半导体芯片的欧姆接触层相连；

S2、调节位移装置使激光器产生的激光通过检测池装置的通孔容腔照射在pH敏感半导体芯片上端，并使激光聚焦点位于半导体表面0.8-1.2cm处；

S3、采用电化学工作站对不同pH溶液依次进行SWV和ACV电化学测试，获得暗/光电流-电位曲线，从而完成寻址方波/交流伏安电化学传感检测。