[實(shí)用新型]一種用于離子監(jiān)測(cè)的納米光電裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201420029973.3
• 申請(qǐng)日: 2014-01-18
• 公開（公告）號(hào): CN203732443U
• 公開（公告）日: 2014-07-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉清君;張迪鳴;王平;盧妍利;張倩
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N21/552
• 分類號(hào): G01N21/552
• 代理公司: 杭州求是專利事務(wù)所有限公司 33200
• 代理人: 周烽

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種用于離子監(jiān)測(cè)的納米光電裝置。

背景技術(shù)

自然界中，化學(xué)物質(zhì)往往以離子的形式存在，對(duì)人類的生產(chǎn)生活發(fā)揮著巨大的影響。在醫(yī)藥領(lǐng)域，人體內(nèi)DNA和一些生物酶呈現(xiàn)陰離子性質(zhì)；在環(huán)境方面，水體中的汞、鉛、鎘等重金屬離子具有很大的毒性，威脅人體健康。因此，對(duì)離子的檢測(cè)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。光學(xué)檢測(cè)技術(shù)是利用物質(zhì)所具有的各種光學(xué)性質(zhì)，對(duì)物質(zhì)進(jìn)行定性、定量分析的檢測(cè)方法。其中，納米杯陣列、納米顆粒等器件利用納米尺度結(jié)構(gòu)引起的等離子共振對(duì)光學(xué)透射的影響進(jìn)行離子檢測(cè)。其具有能夠?qū)崟r(shí)、快速、非接觸檢測(cè)的特點(diǎn)，但在檢測(cè)中受光程和樣品渾濁度的影響并需要額外的標(biāo)記分子來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)不同離子的選擇性響應(yīng)和較高的靈敏度。電化學(xué)檢測(cè)技術(shù)是根據(jù)電化學(xué)原理和物質(zhì)的電化學(xué)性質(zhì)進(jìn)行檢測(cè)的方法。其利用離子的不同溶出電位實(shí)現(xiàn)特異性檢測(cè)，具有較好的選擇性。本實(shí)用新型在光學(xué)檢測(cè)的基礎(chǔ)上引入電化學(xué)檢測(cè)方法，通過光學(xué)方法檢測(cè)離子在電化學(xué)反應(yīng)中產(chǎn)生的電流變化實(shí)現(xiàn)對(duì)離子的檢測(cè)。相比較傳統(tǒng)的單一光學(xué)檢測(cè)，這種基于納米杯陣列器件的光電聯(lián)用離子檢測(cè)裝置具有選擇性好、不易受樣品影響等優(yōu)點(diǎn)，且無(wú)需額外的檢測(cè)標(biāo)記物質(zhì)，簡(jiǎn)化了檢測(cè)過程，降低了檢測(cè)成本。因此，本實(shí)用新型在離子檢測(cè)領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種用于離子監(jiān)測(cè)的納米光電裝置。

本實(shí)用新型的目的是通過以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的：一種用于離子監(jiān)測(cè)的納米光電裝置，它包括：環(huán)境室、載物臺(tái)、電化學(xué)反應(yīng)腔、光學(xué)檢測(cè)部件和電化學(xué)檢測(cè)電路板；其中，環(huán)境室由環(huán)境室底座、環(huán)境室定位扣、環(huán)境室外殼、固定支架和電腦通訊接口組成；環(huán)境室外殼通過環(huán)境室定位扣固定在環(huán)境室底座上，形成一個(gè)密閉環(huán)境；固定支架焊接于環(huán)境底座上，光學(xué)檢測(cè)部件包括氙燈光源和CCD攝像頭，電化學(xué)檢測(cè)模塊和氙燈光源均固定在環(huán)境室內(nèi)，載物臺(tái)和CCD攝像頭安裝在固定支架上，CCD攝像頭通過信號(hào)傳導(dǎo)光纖與電腦通訊接口相連；電化學(xué)反應(yīng)腔水平放置于載物臺(tái)之上，包括電化學(xué)參考電極、電化學(xué)對(duì)電極、納米杯陣列傳感器件，納米杯陣列傳感器件放置于電化學(xué)反應(yīng)腔的腔體的底部，由導(dǎo)線引出作為工作電極，參考電極和對(duì)電極固定于電化學(xué)反應(yīng)腔的腔體的上部。

本實(shí)用新型具有以下有益效果：本實(shí)用新型提供了一種用于離子監(jiān)測(cè)的納米光電裝置，實(shí)現(xiàn)了離子的定量檢測(cè)，具有選擇性好，靈敏度高和光路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單等特點(diǎn)，可廣泛用于離子檢測(cè)的相關(guān)領(lǐng)域。

附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)用新型所使用光學(xué)-電化學(xué)聯(lián)用納米杯器件檢測(cè)裝置整體結(jié)構(gòu)圖；

圖2是本實(shí)用新型電化學(xué)反應(yīng)腔的結(jié)構(gòu)圖；

圖中：環(huán)境室底座1、環(huán)境室定位扣2、電化學(xué)檢測(cè)電路板3、環(huán)境室外殼4、通訊線5、載物臺(tái)活動(dòng)旋鈕6、氙燈光源7、載物臺(tái)8、電化學(xué)反應(yīng)腔9、CCD攝像頭10、固定支架11、傳導(dǎo)光纖12、電腦通訊接口13、參考電極91、對(duì)電極92、納米杯陣列傳感器件93。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作詳細(xì)描述，但并不是限制本實(shí)用新型。

如圖1-2所示，本實(shí)用新型的用于離子監(jiān)測(cè)的納米光電裝置，包括：環(huán)境室、載物臺(tái)8、電化學(xué)反應(yīng)腔9、光學(xué)檢測(cè)部件、電化學(xué)檢測(cè)電路板3。其中，環(huán)境室由環(huán)境室底座1、環(huán)境室定位扣2、環(huán)境室外殼4、固定支架11和電腦通訊接口13組成。環(huán)境室外殼4通過環(huán)境室定位扣2固定在環(huán)境室底座1上，形成一個(gè)密閉環(huán)境；固定支架11焊接于環(huán)境底座1上。電化學(xué)檢測(cè)電路板3和氙燈光源7均固定在環(huán)境室內(nèi)，載物臺(tái)8和CCD攝像頭10則安裝在固定支架11之上，通過載物臺(tái)活動(dòng)旋鈕6可調(diào)節(jié)載物臺(tái)8的位置。CCD攝像頭10信號(hào)傳導(dǎo)光纖12引出至電腦通訊接口13。電化學(xué)反應(yīng)腔9包括電化學(xué)參考電極91、電化學(xué)對(duì)電極92、納米杯陣列傳感器件93，其水平放置于載物臺(tái)8之上。納米杯陣列傳感器件93放置于電化學(xué)反應(yīng)腔9底部，由導(dǎo)線引出作為工作電極，腔體內(nèi)充滿電解液，參考電極91、對(duì)電極92固定于電化學(xué)反應(yīng)腔上并浸沒于電解液中。

在光電聯(lián)用檢測(cè)中，納米杯陣列傳感器件作為工作電極，利用不同濃度離子溶液發(fā)生電化學(xué)溶出時(shí)會(huì)產(chǎn)生不同大小電流的特性，通過同時(shí)檢測(cè)由離子電化學(xué)反應(yīng)時(shí)電流大小改變作用下的等離子共振引起的光學(xué)透射譜變化，實(shí)現(xiàn)了對(duì)離子的檢測(cè)。