[發明專利]一種電致化學發光成像系統及其成像方法

在審

• 申請號: 202010008720.8
• 申請日: 2020-01-06
• 公開（公告）號: CN111157769A
• 公開（公告）日: 2020-05-15
• 發明（設計）人: 牛利;包宇;王偉;劉振邦;馬英明
• 申請（專利權）人: 廣州大學
• 主分類號: G01Q60/60
• 分類號: G01Q60/60;G01Q20/00;G01N21/76
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 雷芬芬

本發明涉及一種電致化學發光成像方法，包括：S1，控制終端控制電致化學發光單元的導電探針接近被測物；S2，控制終端控制導電探針在被測物上方逐點掃描，同時控制電致化學發光單元誘導被測物電致化學發光；S3，光學檢測單元檢測導電探針在被測物上方逐點掃描時待測物的電致化學發光強度，并將電致化學發光強度發送至控制終端；S4，控制終端將導電探針在逐點掃描時的空間位置和所述電致化學發光強度一一對應，得到電致化學發光的分布圖像。本發明的電致化學發光成像方法，基于掃描探針顯微成像原理，具有遠高于光學成像方式的成像分辨率。

技術領域

本發明涉及電致化學發光成像技術領域，特別是涉及一種電致化學發光成像系統及其成像方法。

背景技術

電致化學發光技術，又稱電化學發光技術(ECL)，是一種高靈敏的電化學分析測試方法。它通過檢測在外界電壓驅動下，由物質內部電子轉移誘導產生的發光現象，來確定被測物的物質成分和含量，具有高效的物質分析檢測能力，廣泛應用于小分子檢測、金屬離子檢測、免疫分析等領域。

電致化學發光成像技術是對電致化學發光技術的擴展，通過在物體上標記具有電化學發光能力的活性探針分子，利用顯微光路和具有空間分辨能力的光檢測器件，實現了電致化學發光現象在電極表面空間分布情況的檢測，可進一步得到電極活性區域、電流密度分布等信息。目前，電致化學發光成像技術已應用于電極表面的人類指紋成像、蛋白質層成像等領域，并具有對細胞表面抗原或細胞外泄分子成像的潛力。

掃描探針顯微鏡(Scanning Probe Microscope，SPM)是一系列顯微成像技術的統稱，其基本原理是利用超微探針在三維空間內對被測樣品進行精細掃描，在掃描過程中同時檢測探針與樣品之間的相互作用(隧道電流、相互作用力、靜電力、磁力、電化學電流等)，從而得到被測樣品表面的相關信息(形貌、結構、導電性等)。從原理上講，掃描探針成像技術的空間分辨率受限于超微探針的尺寸和掃描系統空間定位精度，與光學衍射極限半徑無關，因此掃描探針成像技術的成像分辨率可達亞納米級別，遠遠高于光學成像方法。

目前，普遍采用的電致化學發光成像檢測方法，多是通過傳統光學顯微鏡原理，以CCD或者EMCCD作為檢測器件，檢測電致化學發光強度空間分布。然而，由于受到光學衍射極限半徑的限制，常規光學成像的空間分辨率最高為數百納米；CCD或EMCCD的像元尺寸也限制了光強檢測的靈敏度。目前尚無公開報道能夠實現更高空間分辨率和光強檢測靈敏度的電致化學發光成像檢測方法。

發明內容

針對現有技術存在的常規光學成像的空間分辨率最高為數百納米,不能實現更高空間分辨率和光強檢測靈敏度的電致化學發光成像檢測方法的問題，本發明提供一種電致化學發光成像系統及其成像方法。

本申請的具體方案如下：

一種電致化學發光成像系統，包括：工作平臺、機械底座、三維滾珠絲杠掃描器、三維壓電掃描器、移動控制器、電致化學發光單元、光學檢測單元和控制終端；所述電致化學發光單元包括導電探針、參比電極、輔助電極和恒電位儀；所述光學檢測單元包括依次連接的光電檢測電路和光強檢測件；所述機械底座固定在工作平臺上，所述機械底座的側邊設置有放置待測物的承載凸臺，所述三維滾珠絲杠掃描器固定在機械底座上，所述三維壓電掃描器固定在所述三維滾珠絲杠掃描器的Z移動軸上，所述控制終端和移動控制器、恒電位儀、光電檢測電路均連接；所述移動控制器還和三維壓電掃描器、三維滾珠絲杠掃描器連接，所述恒電位儀還和導電探針、參比電極、輔助電極連接，所述導電探針的固定在所述三維壓電掃描器上，所述導電探針對準待測物且在其上方移動，所述參比電極、輔助電極均放置在待測物旁邊；所述承載凸臺的中部設置有透光孔，所述光強檢測件設置在承載凸臺的下方且通過透光孔對準待測物。

優選地，所述光強檢測件為光電倍增管。

優選地，所述導電探針的針尖為鉑針尖，針尖導電部分形狀為直徑20 微米的圓形，導電探針為玻璃封裝，所述參比電極為銀/氯化銀參比電極，所述輔助電極為直徑0.5毫米的鉑金屬絲。