[发明专利]生物活性物质瞬态光电压测量组件、装置及方法

权利要求书

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；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；

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生物活性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1μM~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。

6.根据权利要求5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。

7.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。

8.根据权利要求7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。

9.根据权利要求8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。