本发明专利技术公开了一种生物活性物质瞬态光电压测量组件、装置及方法，包括：组件壳体，组件壳体表面向内设置有矩形凹槽，在凹槽一侧设置有贯通开口，在组件壳体上与贯通开口相对的底壁上设置有相同大小的底壁开口，组件壳体的一侧设置有参比电极电路板；组件壳体的正面设置有工作电极电路板；电解质溶液，电解质溶液设置在组件壳体和凹槽内；电极模块，电极模块包括工作电极和参比电极；生物活性体原位生长在工作电极上，工作电极浸入在电解质溶液中；安装底座，组件壳体整体水平横跨安装在安装底座上，工作电极在凹槽中水平放置。工作电极在凹槽中水平放置。工作电极在凹槽中水平放置。
【技术实现步骤摘要】
生物活性物质瞬态光电压测量组件、装置及方法
[0001]本申请涉及一种生物活性物质原位反应研究
，尤其涉及一种生物活性物质瞬态光电压测量组件、装置及方法。
技术介绍
[0002]界面动力学的相互作用广泛存在于生物学和化学中，比如相互作用的生物活性物质之间，如蛋白质、肽、纳米粒子、细胞膜之间。而研究生物活性物质之间的相互作用，尤其是其界面动力学对于理解生物过程的分子机制有重要的意义。
[0003]然而现有的生物活性物质分子的研究中，一些采用向系统施加偏置电场的方式来研究在偏置电场下生物过程，而这种施加偏置电场的方式势必会干扰生物过程，尤其是对带电分子，比如抗菌剂的生物过程带来影响。
[0004]现有技术中也有一些采用模拟生物膜系统进行生物过程的分子机制的研究，但是模拟生物膜研究系统因为无法保障真实生物活性物质的生物活性，无法用到真实生物活性物质的研究中。因此需要一种能反映真实生物活性物质原位生物过程的，且不会带来干扰和破坏的研究活性生物物质之间相互作用界面动力学的装置。
技术实现思路
[0005]为了克服现有技术的不足，本申请实施例提供了一种生物活性物质瞬态光电压测量组件、装置及方法。
[0006]本专利技术实施例提供了一种生物活性物质瞬态光电压测量组件，包括：组件壳体，所述组件壳体为密封壳体，所述组件壳体表面向内设置有矩形凹槽，在所述凹槽一侧设置有贯通开口，在所述组件壳体上与所述贯通开口相对的底壁上设置有相同大小的底壁开口，所述底壁开口由透明窗密封；所述组件壳体的一侧设置有参比电极电路板，所述参比电极电路板深入所述组件壳体中；所述组件壳体的正面设置有工作电极电路板；电解质溶液，所述电解质溶液设置在所述组件壳体和所述凹槽内；电极模块，所述电极模块包括工作电极和参比电极；生物活性体原位生长在所述工作电极上，与所述工作电极构成一个整体的电极，所述工作电极浸入在所述电解质溶液中；所述参比电极设置在所述参比电极电路板上；所述工作电极和所述参比电极之间具有功函数差；安装底座，所述组件壳体整体水平横跨安装在所述安装底座上，所述工作电极在所述凹槽中水平放置，避免因重力作用导致活性生物体在所述工作电极上排布不均或者脱落；其中，所述电解质溶液保持了所述工作电极上的生物活性体的活性，所述电解质溶液包括待研究的蛋白、金属离子、生物小分子、生物大分子；所述电解质溶液的PH值范围为5~8，离子浓度、缓冲液浓度以及活性分子浓度为1uM~100mM，所述电解质溶液的温度范围
为4℃~38℃；所述生物活性体包括细菌、蛋白、细胞或者生物膜。
[0007]根据本专利技术实施例所提供的生物活性物质瞬态光电压测量组件，所述工作电极为半导体材料，包括但不限于硅、钒酸铋或掺杂的二氧化钛；所述参比电极为标准银/氯化银的组合电极。
[0008]根据本专利技术实施例所提供的生物活性物质瞬态光电压测量组件，所述工作电极为具有纳米结构的电极；所述纳米结构为不同尺度的纳米阵列，包括但不限于纳米线、纳米环、纳米颗粒或者纳米图案。
[0009]根据本专利技术实施例所提供的生物活性物质瞬态光电压测量组件，所述纳米阵列的尺度为10纳米到1微米之间；所述纳米阵列在所述工作电极表面构造出粗糙的表面，使得所述生物活性体在所述工作电极表面上有效生长。
[0010]根据本专利技术实施例所提供的生物活性物质瞬态光电压测量组件，所述工作电极和所述参比电极的功函数差的绝对值要大于0.5eV。
[0011]根据本专利技术实施例所提供的生物活性物质瞬态光电压测量组件，所述电解质溶液在所述凹槽中的深度为所述凹槽深度的三分之一到三分之二； 所述凹槽的深度比所述工作电极的厚度大200微米，所述工作电极的底面浸入在所述电解质溶液中，所述工作电极的顶面不浸入所述电解质溶液中；其中，所述工作电极浸入到所述电解质溶液中的部分与所述电解质溶液之间绝缘，所述工作电极和所述参比电极之间形成电容模型。
[0012]根据本专利技术实施例所提供的生物活性物质瞬态光电压测量组件，所述工作电极生长有生物活性体的一侧设置在所述凹槽的开口的上方，生物活性体面向所述凹槽的开口浸没在所述电解质溶液中。
[0013]根据本专利技术实施例所提供的生物活性物质瞬态光电压测量组件，所述组件壳体的侧边上设置有金属条，所述金属条上间隔设置多个磁块，所述工作电极电路板磁性吸合在所述磁块上。
[0014]根据本专利技术实施例所提供的生物活性物质瞬态光电压测量组件，所述工作电极电路板的一侧设置有弹性触头，所述弹性触头与所述工作电极电路板电性连接；所述工作电极电路板扣合在所述凹槽上方时，将所述工作电极抵接在所述凹槽底部，且所述弹性触头与所述工作电极电性连接。
[0015]根据本专利技术实施例所提供的生物活性物质瞬态光电压测量组件，所述组件壳体上还设置有温度测量装置和控温装置；所述温度测量装置检测所述电解质溶液的温度，所述控温装置控制所述电解质溶液达到不同的温度。
[0016]本实施例还提供一种生物活性物质瞬态光电压测量装置，包括：光源装置、屏蔽箱、信号变换模块、信号放大模块、计算显示模块以及上述实施例中所述的生物活性物质瞬态光电压测量组件；其中，所述光源装置中光源的光谱仅包括可见光和近红外光的窄带光谱，所述光源的光强为0.1~100毫瓦/平方厘米；所述光源在不影响生物活性体活性的情况下激发电极的光电效应，完成生物活性物质瞬态光电压的测量。
[0017]根据本专利技术实施例所提供的生物活性物质瞬态光电压测量装置，所述光源装置包括两个激发光源，两个所述激发光源分别设置在所述生物活性物质瞬态光电压测量组件的上方和下方；位于上方的所述激发光源对准所述生物活性物质瞬态光电压测量组件中的工
作电极，位于下方的所述激发光源对准底壁的所述透明窗。
[0018]本实施例还提供一种生物活性物质瞬态光电压测量方法，包括：在工作电极的一侧生长生物活性体；将电解质溶液倒入组件壳体的凹槽中，所述电解质溶液从所述凹槽的开口进入所述组件壳体，并将所述组件壳体灌满后灌满所述凹槽深度的三分之一到三分之二；将所述工作电极水平放置在所述凹槽中，使所述电解质溶液浸入所述工作电极，所述工作电极的底面浸入在所述电解质溶液中，所述工作电极的顶面不浸入所述电解质溶液中；将工作电极电路板对准所述工作电极并扣合在所述凹槽上方；打开光源装置，对所述工作电极进行照射，测量并收集生物活性物质瞬态光电压信息。
[0019]根据本专利技术实施例所提供的生物活性物质瞬态光电压测量方法，所述打开光源装置，对所述工作电极进行照射，测量并收集生物活性物质瞬态光电压信息包括：打开位于所述生物活性物质瞬态光电压测量组件上方的光源装置，对所述工作电极进行照射，测量并收集生物活性物质瞬态光电压信息；打开位于所述生物活性物质瞬态光电压测量组件下方的光源装置，对所述工作电极进行照射，测量并收集生物活性物质瞬态光电压信息。
[0020]根据本专利技术实施例所提供的生物活性物质瞬态光电压测量方法，生长在所述工作电极的生物活性体包括但不限于细菌、蛋白、细胞或本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种生物活性物质瞬态光电压测量组件，其特征在于，包括：组件壳体，所述组件壳体为密封壳体，所述组件壳体表面向内设置有矩形凹槽，在所述凹槽一侧设置有贯通开口，在所述组件壳体上与所述贯通开口相对的底壁上设置有相同大小的底壁开口，所述底壁开口由透明窗密封；所述组件壳体的一侧设置有参比电极电路板，所述参比电极电路板深入所述组件壳体中；所述组件壳体的正面设置有工作电极电路板；电解质溶液，所述电解质溶液设置在所述组件壳体和所述凹槽内；电极模块，所述电极模块包括工作电极和参比电极；生物活性体原位生长在所述工作电极上，与所述工作电极构成一个整体的电极，所述工作电极浸入在所述电解质溶液中；所述参比电极设置在所述参比电极电路板上；所述工作电极和所述参比电极之间具有功函数差；安装底座，所述组件壳体整体水平横跨安装在所述安装底座上，所述工作电极在所述凹槽中水平放置，避免因重力作用导致活性生物体在所述工作电极上排布不均或者脱落；其中，所述电解质溶液保持了所述工作电极上的生物活性体的活性，所述电解质溶液包括待研究的蛋白、金属离子、生物小分子、生物大分子；所述电解质溶液的PH值范围为5~8，离子浓度、缓冲液浓度以及活性分子浓度为1uM~100mM，所述电解质溶液的温度范围为4℃~38℃；所述生物活性体包括细菌、蛋白、细胞或者生物膜。2.根据权利要求1所述的生物活性物质瞬态光电压测量组件，其特征在于，所述工作电极为半导体材料，包括但不限于硅、钒酸铋或掺杂的二氧化钛；所述参比电极为标准银/氯化银的组合电极。3.根据权利要求2所述的生物活性物质瞬态光电压测量组件，其特征在于，所述工作电极为具有纳米结构的电极；所述纳米结构为不同尺度的纳米阵列，包括但不限于纳米线、纳米环、纳米颗粒或者纳米图案。4.根据权利要求3所述的生物活性物质瞬态光电压测量组件，其特征在于，所述纳米阵列的尺度为10纳米到1微米之间；所述纳米阵列在所述工作电极表面构造出粗糙的表面，使得所述生物活性体在所述工作电极表面上有效生长。5.根据权利要求1所述的生物活性物质瞬态光电压测量组件，其特征在于，所述工作电极和所述参比电极的功函数差的绝对值要大于0.5eV。6.根据权利要求1所述的生物活性物质瞬态光电压测量组件，其特征在于，所述电解质溶液在所述凹槽中的深度为所述凹槽深度的三分之一到三分之二； 所述凹槽的深度比所述工作电极的厚度大200微米，所述工作电极的底面浸入在所述电解质溶液中，所述工作电极的顶面不浸入所述电解质溶液中；其中，所述工作电极浸入到所述电解质溶液中的部分与所述电解质溶液之间绝缘，所述工作电极和所述参比电极之间形成电容模型。7.根据权利要求6所述的生物活性物质瞬态光电压测量组件，其特征在于，所述工作电极生长有生物活性体的一侧设置在所述凹槽的开口的上方，生物活性体面向所述凹槽的开口浸没在所述电解质溶液中。8.根据权利要求1所述的生物活性物质瞬态光电压测量组件，其特...
【专利技术属性】
技术研发人员：康振辉，刘阳，
申请(专利权)人：苏州大学，
类型：发明
国别省市：
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