[发明专利]一种单离子检测方法和装置

权利要求书

1.一种单离子成像检测方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1）信号发生器对电调制奇点耦合差分成像反应单元的工作传感表面施加一高频正弦调制信号；

其中，所述信号发生器的正极与工作单元传感表面连接，负极与工作单元的铂丝对电极连接，用于在工作单元表面施加正弦调制信号；

（2）全内反射椭偏成像仪的探测光束，经电调制奇点耦合差分成像反应单元反射后，汇聚于全内反射椭偏成像仪的探测器；

（3）经CCD或CMOS探测器所采集的传感表面图像数据传输给信号处理单元；

（4）信号处理单元通过选取电调制奇点耦合差分成像反应单元中工作传感表面和参比传感表面相同大小的区域图像，分别获得特定积分时间内工作区域信号强度及其平均值和参比区域信号强度及其平均值，由反演得到反应单元传感表面固液界面处单个离子或带电分子差分信号S，对差分信号S进行傅里叶变换，选取频谱上调制信号所在峰值进行滤波降噪。

2.根据权利要求1所述的一种单离子成像检测方法，其特征在于：所述步骤（1）中通过微流道单元向电调制奇点耦合差分成像反应单元内输运含有靶标离子的溶液及参比溶液。

3.一种单离子成像检测装置，采用权利要求1或2所述的一种单离子成像检测方法，包括全内反射椭偏成像仪，其特征在于：还包括电调制奇点耦合差分成像反应单元、信号发生器以及信号处理单元；

所述全内反射椭偏成像仪产生探测光束，并获取传感表面固液界面处单个离子或带电分子相互作用的实时图像数据；

所述电调制奇点耦合差分成像反应单元在表面等离子体共振角邻域内，椭偏相变奇点附近获取工作单元和参比单元的实时信号；

所述信号发生器的正极与工作单元传感表面连接，负极与工作单元的铂丝对电极连接，通过信号发生器在工作单元表面施加正弦调制信号；

所述信号处理单元对所采集的奇点耦合差分成像反应单元的工作传感表面及参比传感表面的光学图像信号进行差分频谱分析，反演得到固液界面单个离子和带电分子物化反应信息。

4.根据权利要求3所述的单离子成像检测装置，其特征在于：所述电调制奇点耦合差分成像反应单元，包含倾角为探测光束表面等离子体共振角的耦合棱镜，全内反射传感基片，以及差分成像反应单元，耦合棱镜的反射面与全内反射传感基片的玻璃基底重合，全内反射传感基片的镀膜层与差分成像反应单元接触。

5.根据权利要求4所述的单离子成像检测装置，其特征在于：所述耦合棱镜针对633 nm入射的探测光束，棱镜倾角约为58°。

6.根据权利要求4所述的单离子成像检测装置，其特征在于：所述差分成像反应单元至少包含两独立反应腔，两独立反应腔的直径均设置为5mm，两独立反应腔的两腔间距≤1mm，一反应腔作为工作单元，另一反应腔作为参比单元。

7.根据权利要求4所述的单离子成像检测装置，其特征在于：所述全内反射传感基片沿着中心线划开，将全内反射传感基片分隔为两个基片表面，其中一个是工作表面，另外一个是参比表面。

8.根据权利要求3所述的单离子成像检测装置，其特征在于：包括微流道单元，所述微流道单元向电调制奇点耦合差分成像反应单元的工作感应表面输运含有靶标离子的溶液，向参比感应表面输运参比溶液。

9.根据权利要求3所述的单离子成像检测装置，其特征在于：包括噪声隔离系统，所述全内反射椭偏成像仪和奇点耦合差分成像反应单元装配在噪声隔离系统内。