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技术方案

本实用新型专利技术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，本实用新型专利技术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。

Electrochemical cell and temperature control system for temperature controlled surface plasmon resonance microscope

The utility model discloses an electrochemical electrolytic cell for a temperature controlled surface plasmon resonance microscope, which comprises an electrolytic cell main body with an open accommodation cavity inside, the lower part of the electrolytic cell main body is detachable and connected with a working electrode plate, the inner part of the electrolytic cell main body is provided with a heat transfer medium heat exchange channel, the upper part of the electrolytic cell main body is provided with an air inlet channel and an air outlet channel respectively to open accommodation The chamber is connected with the outside, the top of the main body of the electrolytic cell is also provided with a reference electrode and a counter electrode extending into the open accommodation chamber, the top of the main body of the electrolytic cell is detachable and connected with the cell cover, the bottom surface of the cell cover is connected with the top surface of the working electrode plate and the wall surface of the open accommodation chamber to form a chamber for containing electrolyte. Compared with the prior art, the technical scheme of the utility model has the advantages of precise temperature adjustment, wide adaptability, etc., and can improve the accuracy and convenience of electrolyte temperature control of the electrochemical electrolytic cell.

【技术实现步骤摘要】
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
本技术涉及显微成像和电化学分析测试
，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。
技术介绍
在生命科学
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
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
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。表面等离子体共振显微镜是将表面等离子体共振技术和光学显微镜巧妙地结合为一体的生物传感检测仪，不仅能够研究生物活性大分子之间的相互作用，还可实时观察细胞结构并同时测量药物和靶点在细胞上的结合过程，结合特定波长的光照，能够实现纳米药物在不同波段的光波下纳米粒子与细菌或肿瘤细胞的相互作用，然而现有技术的电解槽还不能通气和除气操作，并且也不能进行避光操作，因此对于电解槽在结构上进行改进，使其具备方便地通气、除气以及避光操作显得非常必要，另外，通过精准可靠的温度控制控制电解槽进行可靠工作也是非常必要。
技术实现思路
本技术的主要目的是提出一种精准调整温度、适应性广泛的温控表面等离子体共振显微镜用电化学电解槽，本实用还提出一种温控系统，旨在提高电化学电解槽的电解质温度控制准确性以及便捷性。为实现上述目的，本技术提出的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。优选地，所述传热介质换热通道沿所述电解槽主体壁厚环绕设置，所述传热介质换热通道设有传热介质进口和传热介质出口。优选地，所述传热介质进口和所述传热介质出口径向相对设置，所处传热介质进口设置高度低于所述传热介质出口。优选地，所述工作电极板底面设有一垫圈，所述电解槽主体底部通过若干个螺栓螺母紧固件与所述垫圈相连并将所述工作电极板紧固于所述电解槽主体底面。优选地，所述槽盖底部设有台阶凹槽并嵌有一滤光片与所述开放容纳腔体轴向相对，所述槽盖外周面与所述电解槽主体顶部内周面以螺纹配合相连。优选地，所述电解槽主体材质为玻璃、聚四氟乙烯、PEEk、聚酰胺6、尼龙66、聚氯乙烯、铝、铜、不锈钢的任一种或多种；所述槽盖材质为聚四氟乙烯、PEEk、聚酰胺6、尼龙66、聚氯乙烯的任一种或多种；流通所述传热介质换热通道的传热介质为水、乙醇、硅油的任一种或多种；所述工作电极板的材质为表面镀金或镀银或镀铂的玻璃，或ITO导电玻璃、AZO导电玻璃、FTO导电玻璃的任一种；所述参比电极为银/氯化银参比电极、饱和甘共电极、汞/氧化汞电极、汞/硫酸亚汞电极、氢电极、银丝准参比电极中的任一种，所述对电极为铂丝电极、铂网电极、铂片电极、玻碳电极、钛网电极的任一种。本实用还公开一种使用所述温控表面等离子体共振显微镜用电化学电解槽的温控系统，包括温度控制器、冷却系统、容纳传热介质的箱体、输送泵以及电解槽，所述温度控制器与设置于所述箱体内的温度传感器电连接，所述温度控制器还与所述冷却系统的半导体元件电连接，温控系统设有电源分别与所述温度控制器以及所述输送泵电连接，所述电解槽的所述传热介质进口通过管道与所述输送泵相通连，所述电解槽的所述传热介质出口通过管道与所述箱体相通连。优选地，所述冷却系统包括自上而下堆叠设置的冷却风扇、导热材料以及半导体元件。本技术技术方案相对现有技术具有以下优点：本技术技术方案通过电解槽主体内部设置传热介质换热通道，并且传热介质能够经传热介质进口进入至传热介质换热通道，再从传热介质出口向外排放，通过传热介质对开放容纳腔体内电解质进行交换热量，因此本技术技术方案能够有效调整温控表面等离子体共振显微镜用光谱-电化学电解槽的电解槽工作温度，精准地获取不同电解质溶液的温度-共振角系数。与此同时，本技术技术方案能够对电解槽内公布进行通气以及除去操作，通过安装有滤光片的槽盖与电解槽主体可拆卸相连，因此可方本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.温控表面等离子体共振显微镜用电化学电解槽，其特征在于，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。/n

【技术特征摘要】
1.温控表面等离子体共振显微镜用电化学电解槽，其特征在于，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。


2.如权利要求1所述的电解槽，其特征在于，所述传热介质换热通道沿所述电解槽主体壁厚环绕设置，所述传热介质换热通道设有传热介质进口和传热介质出口。


3.如权利要求2所述的电解槽，其特征在于，所述传热介质进口和所述传热介质出口径向相对设置，所处传热介质进口设置高度低于所述传热介质出口。


4.如权利要求3所述的电解槽，其特征在于，所述工作电极板底面设有一垫圈，所述电解槽主体底部通过若干个螺栓螺母紧固件与所述垫圈相连并将所述工作电极板紧固于所述电解槽主体底面。


5.如权利要求4所述的电解槽，其特征在于，所述槽盖底部设有台阶凹槽并嵌有一滤光片与所述开放容纳腔体轴向相对，所述槽盖外周面与所述电解槽主体顶部内周面以螺纹配合相连。


6.如权...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄宗雄，方一民，孙建军，
申请(专利权)人：南京医科大学，
类型：新型
国别省市：江苏;32