[发明专利]一种电学-光谱信号检测装置、系统装置及检测方法

说明书

本发明提供了一种电学‑光谱信号检测装置、系统装置及检测方法，所述的检测装置包括底座，所述底座上开设有放置槽，所述放置槽内设置有放置传感芯片的样品台，所述放置槽内还设置有电学信号传输组件；所述底座上方设置有导流盖，所述导流盖上开设有导流槽，所述导流槽内开设有通孔，所述导流盖通过所述通孔套设于样品台上，并嵌入所述放置槽内；所述导流盖上方设置有密封盖，所述密封盖上开设有照射入口，所述的密封盖与导流盖之间设置有盖设于所述样品台上的光学窗口，所述照射入口正对所述的光学窗口。本发明既可实现电学‑光谱信号的同步检测，也可实现各自信号的独立检测，具有结构简单、检测便捷和准确度高等特点。

技术领域

本发明属于检测技术领域，尤其涉及一种电学-光谱信号检测装置、系统装置及检测方法。

背景技术

痕量物质的高灵敏检测对于科学研究、环境监测、公共安全、疾病早期诊断、食品及工业产品监测等领域十分重要，而且需求广泛且迫切。往往要求传感器不仅具有多种物质成分识别功能而且能够实现实时定量检测/监测。

因此，发展具有成分识别和含量检测双重功能的高灵敏传感器对于上述领域意义重大。目前，常用的传感器基于两种检测原理，一种是光响应传感器，如基于表面增强拉曼散射(SERS)原理的传感器，其优势在于能够对物质成分进行指纹识别；另一种为电响应传感器，其优势在于检测灵敏度高，其原理是通过检测目标物与传感器基材相互作用引起电学信号的变化而实现目标物的定量检测。如场效应晶体管传感器，通过栅压调控可使目标物作用下的载流子浓度发生进一步改变从而改变电信号，可显著提高检测灵敏度。

目前，基于上述两种原理的传感器还存在以下问题：当待测目标物为气态时，由于其拉曼散射截面较小，SERS信号强度不高，灵敏度不高，难以实现定量检测；而电响应传感器虽然能够具有较高的灵敏度和实现定量检测，但无法给出目标物的成分信息。因此，基于单一原理的传感器无法同时实现痕量物质的成分识别和定量检测。

为了充分发挥电学和光学原理传感器的各自优势和特点，需要发展表面增强拉曼/电学信号的同步检测装置、技术和方法，从而能够实现成分识别和高灵敏定量检测。

CN105181668A公开了一种液体检测系统，包括接液器、与所述接液器连接的检验池、拉曼光谱仪、陷光器、及与所述拉曼光谱仪和陷光器信号连接的处理器，所述接液器包括壳体、形成在所述壳体内的储液腔和过渡腔及分隔过渡腔和储液腔的隔板，所述储液腔内分隔形成有一回流腔，所述回流腔的一侧开设有回流口，所述壳体具有与所述检验池连接的管体，所述接液器上设置有导流装置，所述检验池内设置有检验腔，所述检验池的顶部向内凹陷形成进液槽，侧部向内凹陷形成有出液槽和两个安装槽，所述进液槽、出液槽和两个安装槽均与检验腔连通，其中一个所述安装槽上安装对液体进行检测的拉曼光谱仪，另一个所述安装槽安装用来吸收检验池内激光的陷光器，每个所述安装槽的一侧设置有自动换片装置，所述自动换片装置包括选片装置和驱动所述选片装置前后移动的推移装置。该液体检测系统通过自动换片装置和推移装置实现自动换片，又通过设置接液器和与接液器连接的检验池，从而实现给检验池自动进液。但是其无法对气相进料进行检测。

CN110470648A公开了一种基于表面增强拉曼光谱和电学气敏识别的联用的气体监测系统，包括拉曼光谱仪、传感器和处理终端，所述传感器、处理终端和拉曼光谱仪通过线缆连接；所述传感器包括金属氧化物包裹的贵金属纳米颗粒以及旁热式气敏传感器；当所述传感器接触到待监测气体时，产生明显的电学响应，并将响应信号传输给所述处理终端；所述处理终端接收到信号后，控制所述拉曼光谱仪对待监测气体进行表面增强拉曼光谱SERS检测，获得相应的拉曼光谱，从而实现对待监测气体的精确实时监测。利用该系统能快速、高效的实现对气体监测。但是其不是电学信号和光谱信号同时检测，检测时间久。

现有检测装置均存在结构复杂、检测时间久以及电学信号和光谱信号无法同时检测的问题，因此，如何在保证检测装置具有结构简单和检测便捷的情况下，还能够实现气态/液态痕量目标物的电学信号和光谱信号同时检测，成为目前迫切需要解决的问题。

发明内容