一种温控暗场显微镜用电化学槽和温控系统的制作方法

本实用新型涉及暗场显微成像和电化学分析测试
技术领域：
，特别涉及一种温控暗场显微镜用电化学槽和温控系统。
背景技术：
：在生命科学
技术领域：
中，为了研究生物纳米颗粒(如病毒、外泌体、纳米药物)以及细胞的新陈代谢活动，显微成像技术必不可少，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
技术领域：
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，标记过程不仅繁琐、耗时，并且不可避免会干扰研究对象。为解决荧光标记存在的技术问题，暗场显微镜和表面等离子体共振显微镜等免标记成像技术应运而生，其中暗场显微镜具有光学信号稳定、免标记、实时成像等优点，在生命科学领域以及纳米粒子分析中具有独特优势，并且近年来，暗场成像技术与电化学技术联用，在观察单个纳米粒子的形成以及相关化学反应分析中受到日益广泛的关注。其中，暗场显微镜依据斜照明原理进行成像，并且暗场显微镜分为透射暗场显微镜和反射暗场显微镜。经典的透射暗场显微镜通常需要配备高数值孔径的暗场聚光镜，一束白光平行通过暗场聚光器汇聚在粒子表面，产生斜照射光照射到粒子上并激发出粒子共振散射光，散射光通过数值孔径较低的物镜采集并通过工业相机成像。另外典型的反射暗场显微镜的入射光源经过一个不透明的圆盘阻挡了中间的大部分入射光形成中空的圆环光，圆环光通过中空的反射镜被反射至下方的反射物镜中。圆环光再经过反射物镜作用产生中空圆锥形光束照射到样品中，由于中空的圆锥形光束不会被内部的成像物镜采集，因此可以实现暗场成像。透射暗场显微镜观察的基底必须是透明的，而反射暗场显微镜观察的基底可以是不透明的。目前，由于暗场显微镜的大倍数放大物镜和观察的样品之间距离需要非常靠近，测试过程中不容易引入常规的温控系统，然而无论是单个纳米颗粒的生物化学反应，还是生物细胞的新陈代谢都与温度是息息相关的，开发暗场显微镜用电化学槽主体子和温控体系对于观测单个纳米颗粒在不同温度下的反应以及生物细胞的暗场观察意义重大，常规的引入控温的方法通过在槽子中引入加热片，这样会因为加热片的引入而对暗场显微镜的观察产生干扰，特别是样品台表面粒子的观察。技术实现要素：本实用新型的主要目的是提出一种精确控制温度、适应性广泛的温控暗场显微镜用电化学槽，本实用新型还提出了一种使用温控暗场显微镜用电化学槽的温控系统，旨在提高电化学槽的电化学温度控制准确性以及便捷性。为实现上述目的，本实用新型提出的一种温控暗场显微镜用电化学槽，包括电化学槽主体，电化学槽主体下部与温控样品台可拆卸的贴合相连，电化学槽主体设有温度传感器、参比电极和对电极伸入至电化学槽主体内部的腔室液面以下，电化学槽主体顶部与槽盖可拆卸相连，槽盖中心设有透明玻璃，温控样品台通过第一引线与高频交流电源相连，温控样品台还通过第二引线与电化学工作站相连。优选地，所述温控样品台中间部位位于所述电化学槽主体内部腔室的正下方，温控样品台中间部位通过所述第二引线与电化学工作站电连接，温控样品台两侧分别通过第一引线与高频交流电源相连，通过高频交流电源的电压和频率改变控制温控样品台的工作温度以及电化学槽主体内部溶液温度，电化学工作站通过电压改变控制温控样品台表面粒子生成以及促进粒子发生化学反应。优选地，所述电化学槽主体下方设有压板，电化学槽主体底部通过若干螺栓螺母紧固件与压板相连并将所述温控样品台压紧贴合于电化学槽主体底面。优选地，所述槽盖中心设有安装孔，透明玻璃安装于安装孔内并与所述电化学槽主体腔室轴向相对，槽盖底部内螺纹与电化学槽主体顶部外螺纹以螺纹配合相连。优选地，所述温控样品台采用ito导电玻璃、azo导电玻璃、fto导电玻璃制成，温控样品台通过光刻技术制造。优选地，所述电化学槽主体采用聚四氟乙烯、pdms、pmma、peek、聚酰胺6、不锈钢、铝、铜的材料制成；所述参比电极为银/氯化银参比电极、饱和甘汞电极、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。本实用新型还公开了一种使用所述温控暗场显微镜用电化学槽的温控系统，包括交流电源、温度控制器以及所述温控暗场显微镜用电化学槽，所述温度传感器与温度控制器电连接，温度传感器穿过所述电化学槽主体并深入至液面以下，温度控制器与温控样品台两侧的第一引线相连，温度控制器还与交流电源相连。优选地，所述温度传感器设置于所述温控样品台底面。本实用新型技术方案相对现有技术具有以下优点：本实用新型技术方案的温控样品台侧部采用第一引线与高频交流电源连接，通过控制高频交流电源的电压和频率来控制温控样品台和电化学槽主体内部腔室的溶液温度，与此同时，本实用新型技术方案的温控样品台中间部位通过第二引线与电化学工作站的工作电极相连接，因此电化学工作站给工作电极施加一定电压，以达到控制样品台表面粒子生成以及促使粒子发生化学反应。现有技术中，单纯通过直流电方式能够对温控样品台进行加热，然而直流电压施加会使温控样品台不能作为工作电极使用，本实用新型采用高频交流电源加热温控样品台的基本原理，将高频交流电源施加在对称设计的温控样品台上，通过调节加热电流的大小，可以直接控制温控样品台的表面温度。并且由于采用对称设计的结构，连接电化学工作站的温控样品台中间部位的接点左右两边的ir降大小相等、方向相反，使得温控样品台中与工作电极接点左右两边的ir降相互抵消，因此通过使用对称式设计的温控样品台可以消除加热电流产生的ir降对电化学检测的干扰。在温控样品台的中间部位由导线引出与电化学工作站连接，实现在升温的同时做电化学分析实验。因此相对现有技术，本实用新型技术方案填补了温控暗场显微镜用电化学槽的技术空白，具有精确调温、适应广泛等优点，不仅适合研究单个纳米颗粒的形成过程以及化学反应动力学过程，而且还适合研究需要对温度进行调控的体系，如细胞、精子和酶的生物活性研究。附图说明为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。图1为本实用新型的温控暗场显微镜用电化学槽的剖面结构示意图；图2为本实用新型的温控样品台的结构示意图；图3为本实用新型的温控系统的结构示意图。附图标号说明：标号名称标号名称1电化学槽主体4温控样品台11溶液41第一引线12参比电极42中间部位13温度传感器43第二引线14对电极5压板2槽盖6高频交流电源21透明玻璃7温度控制器3紧固件8交流电源本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。具体实施方式下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。需要说明，若本实用新型实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。另外，若本实用新型实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。本实用新型提出一种温控暗场显微镜用电化学槽。请参见图1和图2，在本实用新型实施例中，温控暗场显微镜用电化学槽包括电化学槽主体1，电化学槽主体1下部与温控样品台4可拆卸的贴合相连，并且电化学槽主体1设有温度传感器13以检测电化学槽主体1内部腔室溶液11的温度，并且参比电极12和对电极14伸入至电化学槽主体1内部的腔室液面以下，其中本实施例的电化学槽主体1侧部设有安装孔，可使参比电极12和对电极14通过相应的安装孔而进入电化学槽主体1内部，电化学槽主体1顶部与槽盖2可拆卸相连，槽盖2中心设有透明玻璃21，温控样品台4通过第一引线41与高频交流电源6相连，温控样品台4还通过第二引线43与电化学工作站(图上未标示)相连。具体地，本实施例温控样品台4中间部位位于电化学槽主体1内部腔室的正下方，也就是位于溶液11的正下方，温控样品台4中间部位42通过第二引线43与电化学工作站电连接，温控样品台4两侧分别通过第一引线41与高频交流电源6相连，因此本实施例的温控暗场显微镜用电化学槽中，通过高频交流电源的电压和频率可改变控制温控样品台4的工作温度以及电化学槽主体1内部溶液温度，而电化学工作站通过电压改变控制温控样品台4表面粒子生成以及促进粒子发生化学反应。另外优选地，本实施例的电化学槽主体1下方设有压板5，并且电化学槽主体1底部通过若干个螺栓螺母紧固件3，从而实现将压板5和电化学槽主体1相连，也就是将温控样品台4压紧并贴合于电化学槽主体1底面，用户也可方便地通过放松和再次紧固螺栓螺母紧固件3以实现方便地更换不同的温控样品台4。另外，本实施例的温控样品台4采用ito导电玻璃、azo导电玻璃、fto导电玻璃制成，其中温控样品台4通过光刻技术制造；电化学槽主体1采用聚四氟乙烯、pdms、pmma、peek、聚酰胺6、不锈钢、铝、铜的材料制成；参比电极12为银/氯化银参比电极、饱和甘汞电极、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，对电极14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。请参见图1至图3，本实用新型还公开了一种使用温控暗场显微镜用电化学槽的温控系统，其中温控系统包括交流电源8、温度控制器7以及温控暗场显微镜用电化学槽，其中温度传感器13与温度控制器7电连接，温度传感器13穿过电化学槽主体1并深入至液面以下，温度控制器7与温控样品台4两侧的第一引线41相连，温度控制器7还与交流电源8相连。在本实用新型的其他实施例中，温度传感器13也可设置于温控样品台4底面以检测温度。本实用新型技术方案的温控样品台4侧部采用第一引线41与高频交流电源6连接，通过控制高频交流电源6的电压和频率来控制温控样品台4和电化学槽主体1内部腔室的溶液11温度，与此同时，本实用新型技术方案的温控样品台4中间部位42通过第二引线43与电化学工作站的工作电极相连接，因此电化学工作站给工作电极施加一定电压，以达到控制温控样品台4表面粒子生成以及促使粒子发生化学反应。相对现有技术，本实用新型技术方案填补了温控暗场显微镜用电化学槽的技术空白，具有精确调温、适应广泛等优点，不仅适合研究单个纳米颗粒的形成过程以及化学反应动力学过程，而且还适合研究需要对温度进行调控的体系，如细胞、精子、酶的生物活性研究。以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的
技术领域：
均包括在本实用新型的专利保护范围内。当前第1页12