一种超声调控电化学发光显微成像装置及成像方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种超声调控电化学发光显微成像装置及成像方法，该成像装置包括电化学反应池、电化学发光显微镜和超声探头，电化学反应池包括待测物质修饰的ITO玻璃电极和电解液，超声探头垂直放入电化学反应池的电解液中，并且位于待测物质的上方，电化学发光显微镜沿垂直轴线位于电化学反应池的下方，用于拍待测物质的ECL成像图。本发明专利技术通过超声探头向由ITO玻璃电极构成的电解池溶液中施加超声，引起ITO玻璃电极表面ECL强度和发光层厚度的变化，不同ECL反应路径下，超声对ECL强度和发光层厚度影响不同，获得不同的壳聚糖边缘ECL图。这种超声调控电化学发光成像方法具有良好的可逆性，可根据需求进行可逆调控。可根据需求进行可逆调控。可根据需求进行可逆调控。

【技术实现步骤摘要】
一种超声调控电化学发光显微成像装置及成像方法


[0001]本专利技术涉及一种电化学发光成像装置及成像方法，尤其涉及一种超声调控电化学发光显微成像装置及成像方法，属于电化学成像


技术介绍

[0002]电化学发光(Electrogenerated chemiluminescence,Electrochemiluminescence，简写为ECL)是一种独特的化学发光形式，在电极表面发生高能电子转移的氧化还原反应，形成激发态并发出光(参见Z.Liu,W.Qi,G.Xu,Recent advances in electrochemiluminescence,Chem.Soc.Rev.44(10)(2015)3117
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42.https://doi.org/10.1039/c5cs00086f.)。建立的ECL显微技术具有ECL固有的低背景，高可控性的优点，还显示出高通量和良好的时空分辨率的特点(参见C.Ma,Y.Cao,X.Gou,J.J.Zhu,Recent Progress in Electrochemiluminescence Sensing and Imaging,Anal.Chem.92(1)(2020)431
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454.https://doi.org/10.1021/acs.analchem.9b04947)。目前，ECL显微成像技术已成为纳米材料分析，免疫分析和单细胞分析等方面的有力工具(参见J.Xue,Z.Zhang,F.Zheng,Q.Xu,J.Xu,G.Zou,L.Li,J.
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J.Zhu,Efficient Solid
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State Electrochemiluminescence from High
‑
Quality Perovskite Quantum Dot Films,Anal.Chem.89(16)(2017)8212
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8216.https://doi.org/10.1021/acs.analchem.7b02291或W.R.Cai,H.B.Zeng,H.G.Xue,R.S.Marks,S.Cosnier,X.J.Zhang,D.Shan,Enhanced Electrochemiluminescence of Porphyrin
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Based Metal
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Organic Frameworks Controlled via Coordination Modulation,Anal.Chem.92(2)(2020)1916
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1924.https://doi.org/10.1021/acs.analchem.9b04104)。
[0003]超声对ECL的影响主要通过空化作用对电极表面进行原位清洁以及增大电极表面的活性面积，与此同时，超声产生的机械震荡同样会促进电极表面的传质过程，最终导致了ECL信号的改善。已有研究证明超声会增强Ru(bpy)
32+
/TPA体系的ECL信号，但对于ECL发光层的影响并未涉及(参见F.Takahashi,J.Jin,Electrochemiluminescence of Tris(2,2
′‑
bipyridine)ruthenium with Various Co
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reactants under Ultrasound Irradiation,Electroanalysis 20(14)(2008)1581
‑
1586.https://doi.org/10.1002/elan.200804214)。除此之外，目前也未有从可视化的角度对超声辐射下的ECL信号进行研究。

技术实现思路

[0004]专利技术目的：为了解决现有技术所存在的问题，本专利技术的第一目的是提供一种超声调控电化学发光显微成像装置，本专利技术的第二目的是提供一种该超声调控电化学发光显微成像装置的成像方法。
[0005]技术方案：本专利技术所述一种超声调控电化学发光显微成像装置，包括电化学反应池、电化学发光显微镜和超声探头，所述电化学反应池包括辅助电极、参比电极、待测物质
修饰的ITO玻璃电极和电解液，所述超声探头垂直放入电化学反应池的电解液中，并且位于待测物质的上方，所述电化学发光显微镜沿垂直轴线位于电化学反应池的下方，用于拍待测物质的ECL成像图。
[0006]进一步地，还包括细胞破碎仪，所述细胞破碎仪与超声探头通过导线连接，用于调节超声探头的最大输出功率。
[0007]进一步地，所述电化学反应池还包括电化学工作站，所述辅助电极、参比电极和玻璃电极构成三电极系统，所述电化学工作站通过导线分别与辅助电极、参比电极和玻璃电极连接。
[0008]进一步地，所述电化学发光显微镜包括从上到下依次布置的物镜、成像透镜以及相机。
[0009]进一步地，所述待测物质为壳聚糖，所述电化学反应池内填充有电解液。
[0010]一种利用本专利技术所述的超声调控电化学发光显微成像装置的成像方法，包括以下步骤：
[0011](1)将待测物质修饰在ITO玻璃电极上；
[0012](2)向电化学反应池中加入电解液，将辅助电极、参比电极和ITO玻璃电极插入电解液中；
[0013](3)给上述三个电极施加电压，同时调节超声探头的功率，通过电化学发光显微镜记录壳聚糖边缘的ECL图像。
[0014]进一步地，步骤(1)中，将硅橡胶垫圈粘在ITO玻璃的导电面上，硅橡胶垫圈和ITO玻璃构成ITO电解池，将待测物质溶液加入ITO电解池中，静置，自然蒸干，清洗，得到待测物质修饰在ITO玻璃电极。
[0015]进一步地，步骤(2)中，所述电解液为3.0mL含有1mM三联吡啶钌、1mM三丙胺和100mM磷酸盐缓冲液的混合液或者3.0mL含有1mM三联吡啶钌、100mM三丙胺和100mM磷酸盐缓冲液的混合液。
[0016]进一步地，步骤(2)中，所述辅助电极为铂丝对电极，参比电极为银/氯化银参比电极。
[0017]进一步地，步骤(3)中，施加的电压为0V
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1.5V，调节超声探头的功率为0
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52W。
[0018]调控机理：超声主要通过机械震荡促进电极表面的传质过程，通过空化作用对电极表面进行原位清洁以及增大电极表面的活性面积对ECL的强度和发光层厚度造成影响，并且其影响具有特异性。针对Ru(bpy)
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/TPA体系，当ECL主要通过催化路径产生时，超声辐射引起了溶液中以及电极表面TPA自由基浓度的显著增加从而导致ECL的强度增加并伴随着ECL发光层变厚；当ECL主要通过氧化还原路径产生时，超声作用下TPA自由基被电极表面氧化使得参与ECL反应的TPA自由基浓度减少从而使得ECL层变薄，强度下降。本专利技术通过建立超声与ECL显微技术相结合的方法，从可视化角度表明超声本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种超声调控电化学发光显微成像装置，其特征在于，所述超声调控电化学发光显微成像装置包括电化学反应池(1)、电化学发光显微镜(2)和超声探头(3)，所述电化学反应池(1)包括辅助电极(4)、参比电极(5)、待测物质(8)修饰的ITO玻璃电极(9)和电解液(7)，所述超声探头(3)垂直放入电化学反应池(1)的电解液(7)中，并且位于待测物质(8)的上方，所述电化学发光显微镜(2)沿垂直轴线位于电化学反应池(1)的下方，用于拍待测物质(8)的ECL成像图。2.根据权利要求1所述的超声调控电化学发光显微成像装置，其特征在于，还包括细胞破碎仪(10)，所述细胞破碎仪(10)与超声探头(3)通过导线连接，用于调节超声探头(3)的最大输出功率。3.根据权利要求1所述的超声调控电化学发光显微成像装置，其特征在于，所述电化学反应池(1)还包括电化学工作站(6)，所述辅助电极(4)、参比电极(5)和玻璃电极(9)构成三电极系统，所述电化学工作站(6)通过导线分别与辅助电极(4)、参比电极(5)和玻璃电极(9)连接。4.根据权利要求1所述的超声调控电化学发光显微成像装置，其特征在于，所述电化学发光显微镜(2)包括从上到下依次布置的物镜(11)、成像透镜(12)以及相机(13)。5.根据权利要求1所述的超声调控电化学发光显微成像装置，其特征在于，所述待测物质(8)为壳聚糖，所述电化学反应池(1)内填充有电解液(7)。6.一种...

【专利技术属性】
技术研发人员：马诚，张之琛，徐琴，李静，
申请(专利权)人：扬州大学，
类型：发明
国别省市：