CN103675053A - 一种基于表面等离子体谐振的局部电化学成像测试系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于表面等离于体谐振的局部电化学成像测试系统，其包括光学系统、机械系统、数据采集系统、流通系统、电化学系统和计算机控制系统;光学系统包括SPR芯片、光学棱镜和光源，光源发出入射激光并照射至光学棱镜;流通系统包括微流控测试池;待测物通过所述微流控测试池流经SPR芯片上表面引起所述表面等离于谐振吸收峰的改变;电化学系统问待测物提供电刺激使得待测物产生电化学反应，并采集相应的电化学信号;所述数据采集系统采集所述表面等离于谐振吸收峰的改变;所述机械系统用于调整光源发出的入射激光的角度;所述计算机控制系统根据所述电化学信号和所述表面等离子谐振吸收峰的变化获得待测物的相应信息。

Description

一种基于表面等离子体谐振的局部电化学成像测试系统

技术领域

本发明涉及检测技术领域，尤其是一种基于表面等离子体谐振的局部电化学成像测试系统。

背景技术

电化学检测是一种非常有效的分析方法，在很多领域都有广泛的应用。但是常规的电化学检测方法都是对整个电极的电流或其它电学量进行检测，无法直接得到电极表面的局域反应信息，也不能得到其成像信息，缺乏空间分辨率。局部电化学检测技术应运而生，其是一种具有空间分辨能力的原位电化学性能测试的新技术，能够指示电极表面二维微区内电化学活性点位置和活性大小，跟踪活性点变化过程。现有技术中，局部电化学检测技术已经开始用于分析异相反应，高通量的催化反应，细胞的局部活动以及蛋白质和DNA阵列等领域研究。应用局部电化学检测技术进行单细胞分析，可避免少数细胞携带的信息不会被“群体”细胞的平均值掩盖。

为了获得电化学检测的空间分辨率，理论上可以使用微电极阵列，每个电极都能提供特定位置的电化学信号。已有研究指出，采用电极阵列芯片实现生物细胞的电化学阻抗成像，当电极表面积为2mm²时，成像误差在50μm，空间分辨率无法满足大多数细胞(10-50μm)的检测。要想提高空间分辨率必须使用更小尺度的电极，但是随着电极尺寸和间距的减小，电化学检测电流也随之减小，同时电极之间的相互干扰增大，从而使检测结果准确度降低，并且所提取的图像信号存在鬼影和噪声，图像重组难度大。

另一种提高空间分辨率的方法:使用一个微电极通过机械扫描的方式实现样品表面电化学检测，即扫描电化学显微镜(SECM)。它使用一个微扫描探针通过机械扫描的方式实现样品表面局部电化学检测，可用于金属局部腐蚀，细胞分析等。但是，这种方法中微探针对电化学检测存在干扰，扫描探针只能单点，无法快速、并行检测，不适于对表面积大的基底的测量。

发明内容

有鉴于此，本发明提出基于SPR光学棱镜耦合模式的局部电化学成像测试系统，可获得更大的动态检测范围，可实现高通量的、并行的局部电化学检测。

本发明提出的一种基于表面等离子体谐振的局部电化学成像测试系统，其包括光学系统、机械系统、数据采集系统、流通系统、电化学系统和计算机系统;其中，光学系统包括表面等离子体谐振SPR芯片、光学棱镜和光源，光源发出入射激光并照射至光学棱镜;流通系统包括微流控测试池;所述SPR芯片位于光学棱镜的水平上平面上，所述微流控测试池位于所述SPR芯片上表面，具有一定角度的所述入射激光经光学棱镜后照射至SPR芯片上表面发生全反射，并产生表面等离子谐振吸收峰，待测物通过所述微流控测试池流经SPR芯片上表面后，与SPR芯片上固定的反应物相互作用，引起所述表面等离子谐振吸收峰的改变;电化学系统用于向待测物提供电刺激使得待测物产生电化学反应，并采集相应的电化学信号所述数据采集系统采集所述表面等离子谐振吸收峰的改变，获得表面等离子谐振光学图像信息;所述机械系统用于调整光源发出的入射激光的角度所述计算机系统将表面等离子谐振光学图像信息转换为带有空间分辨率的局部电化学信息，根据所述局部电化学信号和所述表面等离子谐振吸收峰的变化获得待测物的相应信息。本发明提出的上述方案不仅具有表面等离子体谐振(SPR)生化分析技术的独特优点:样品无需标记和纯化，可检测混浊或不透明的液体样品，可以实时动态检测等，而且还引进基于表面等离子体谐振(SPR)的局部电化学成像新理念，可获得更大的动态检测范围，可实现高通量的、并行的局部电化学检测。与常规的SPR测试分析方法和电化学测试分析方法相比，本发明装置兼具有以下优点:

(1)可获得局部电化学信息:通过SPR光学检测，可获得局部电化学信息，无需扫描探针或微电极阵列;通过本发明装置，采取光学信号，反应了待测物折射率光学信息，同时通过电极对待测物外加电刺激，如交流信号、循环伏安信号等，待测物发生电化学反应，不同于传统电化学检测系统(只是获得电极与电极间溶液的电化学信号，是一种体电化学信息，并且没有空间分辨率)，本发明系统可同时获得SPR芯片金膜表面的SPR图像信息和金膜表面的局部电化学信息;

(2)系统稳定性更高:系统稳定性小于0.3％；设计并制造高折射率棱镜和SPR玻璃片，选择折射率相匹配的匹配油，消除干涉现象;

(3)表面等离子体谐振(SPR)图像更清楚:在CCD接受器前增加物镜设计，可获得放大倍数更高的SPR图像;

(4)具有更高的穿透深度，可实现常规SPR测试分析方法难以实现的细胞检测，还可实现分子水平和细胞水平的同时检测;

(5)高通量、多参数，可同时实现多个位点的多参数检测，全面获得相关的光学、电化学、生物化学、生物物理学等信息。

(6)具有高空间分辨率，可获得常规电化学方法难以获得的局部电化学信息，能够指示电极表面二维微区内电化学活性点位置和活性大小，并跟踪活性点变化过程;

(7)具有并行检测能力，优于扫描电化学显微镜和原子力显微镜的单点扫描;

(8)应用范围广，可用于生化分析、临床诊断、金属腐蚀、药物筛选等领域。

附图说明

图1是本发明中基于表面等离子体谐振(SPR)的局部电化学成像测试系统组成框图;

图2是本发明中表面等离子体谐振吸收峰的变化示意图。;

图3是本发明中光学系统和机械系统结构的示意图;

图4是本发明中光学系统及流通系统的结构示意图;

图5是本发明中采用的不同结构的微流控测试池结构图;

图6是本发明中单个工作电极或多个工作电极的表面等离子体谐振(SPR)芯片结构图;

图7是木发明中采用高稳定性光源驱动电路驱动的实验结果图;

图8是本发明中采用高稳定性光源驱动电路原理图;;

图9(A)～图9(D)示出了本发明中数据转换软件系统将SPR信息和电化学信息相互转换的实验数据和计算数据图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。

图1示出了本发明中基于表面等离子体谐振(SPR)的局部电化学成像测试系统组成框图。如图1所示，本发明提出了一种基于表面等离子体谐振(SPR)的局部电化学成像测试系统，其包括:光学系统、机械系统、数据采集系统、流通系统、电化学系统、计算机控制系统和嵌入式微控制器。其中光学系统的元件都搭载在机械系统上，见图3。数据采集系统角位移传感器8固定在图3所示的基座1上，其余部分均固定在图3所示的基座1背面。光学系统中的SPR芯片以及流通系统中的和微流控测试池均搭载在棱镜12上，电化学系统的电极搭载在微流控测试池上，见图4。流通系统的泵和阀单独放置在机械系统外面。电化学系统的信号发生器和电化学信号采集组件固定在图3所示的基座1背面。嵌入式微控制器也固定在图3所示的基座1背面。光学系统、机械系统、数据采集系统、流通系统和电化学系统分别与嵌入式微控制器电连接，嵌入式微控制器又通过RS232端口或USB端口与计算机控制系统相连，计算机控制系统中装有信息采集处理软件、系统操作控制软件和数据转换软件。

本发明中基于表面等离子体谐振(SPR)的局部电化学成像测试系统，既能获得样品的折射率变化图像信息同时又能获得高空间分辨率的局部电化学信息，具有并行、快速、无标记、实时动态检测等特点，可用于分子间相互作用动力学检测、异相反应分析、细胞局部活动监测、DNA阵列检测、金属腐蚀等方面，在生化分析、临床诊断、药物筛选等多个领域有广泛应用价值。

图2示出了本发明中表面等离子体谐振吸收峰的变化示意图。SPR传感技术基于一种名为表面等离子体谐振的物理光学现象。当光线由光密介质照射到光疏介质时，入射角大于某个特定的角度时，会发生全反射现象。如果两种介质之间存在一层合适厚度(约为几十纳米)的金属膜，入射光的消逝波将与金属膜中的自由电子相互作用，激发出表面等离子体波(SPW)。适当的改变入射光的角度或波长，当入射光的波矢与SPW的波矢相等时，入射光的大部分能量被SPW吸收，使得反射光的能量急剧下降，从而出现表面等离子谐振吸收峰，如图2中的吸收峰I所示。

基于SPR原理检测生化反应，首先将一种反应物(生物分子、细胞等)固定在SPR芯片表面金属膜上，然后将含有待测物的样品流动通过SPR芯片，在芯片上，已固定分子与待测分子相互作用，引起表面等离子谐振吸收峰的改变，如图2中吸收峰由I变到了II，通过检测这个变化从而检测出待测物的信息(包括浓度、反应速率等信息)。

本发明除了以上SPR检测获得待测物的反应信息以外，还能获得待测物的电化学反应信息(如氧化还原特性，阻抗特性等)。本发明包含电化学反应系统部分，电化学系统的信号发生器提供电化学反应的电刺激，通过电极将刺激施加到待测物上，可以通过电化学系统的信号采集组件直接采集电化学信号(即传统的电化学检测方法);也可以通过计算机控制系统的数据转换软件将SPR图像信息转换为电化学信息，由于SPR图像是二维的，因此得到的电化学信息也是带有空间分辨率的局部电化学信息。反之本发明也可以通过计算机控制系统的数据转换软件将电化学信息转换为SPR信息。

本发明的特点是既可以单独进行SPR图像检测或者是电化学检测，也可以实现SPR与电化学的同时检测，更进一步还可以实现在电化学的刺激条件下，通过SPR检测得到局部的电化学检测信息。

基于本发明原理除了可用于分子间相互作用动力学检测外，还可以用于异相反应分析、细胞局部活动监测、DNA阵列检测、金属腐蚀等方面，在生化分析、临床诊断、药物筛选等多个领域有广泛应用价值。

本发明的光学系统和流通系统的SPR芯片是实现表面等离子体谐振的基本元件，但是只有特定角度的入射光才能产生SPR现象，这需要机械扫描系统来改变光学系统入射和出射光的角度，然后通过数据采集系统记录角度位置和出射光的强度，并将采集结果在计算机控制系统里显示和处理。通过流通系统实现样品的进液和换液，进而利用SPR原理实现对样品中待测物的检测。在SPR检测的同时，电化学系统提供电化学反应的刺激和信号采集。光学系统、机械系统、数据采集系统、流通系统、电化学系统的协同工作是通过计算机控制系统完成的，计算机控制系统可以分别对以上五个系统发送指令，控制哪个系统开始工作。嵌入式微控制器用于接收计算机的指令并控制各分系统(光学系统、机械扫描系统、数据采集系统、流通系统、电化学系统)执行指令。

图3示出了本发明中光学系统和机械系统结构的示意图。如图3所示，

所述机械系统，用于位置检测、速度控制和定位，其包括:测试仪基座1、光学平台、连杆组3、滑块4、导轨5、螺杆6、电机7。连杆组3、滑块4、导轨5、螺杆6、电机7均固定在基座1上;光学平台也固定在基座1上，基座1用于提供仪器的支撑。所述机械系统为立式菱形杠杆同步扫描结构。

所述光学系统包括;光源9、物镜10、CCD图像采集器件11、光学棱镜12、调焦机构13、成像透镜14和SPR芯片18。板状测试仪基座1垂直设置，其侧面上端水平固设光学平台21和22，光学平台21、22之间有一定空隙，光学棱镜12(本是实施例为正三角形棱镜)的边缘固定设于光学平台川和光学平台22的下表面，其一角垂直向下，处于基座1的垂直中轴线上，且其上表面的一部分暴露在所述光学平台21和22之间的空隙中，SPR芯片18位于所述光学棱镜12的上表面。连杆组3包括四根等长的臂，四根等长的臂顺序首尾可活动的相固接于四个接点，其一接点固定于基座1上，位于光学棱镜12内侧面的垂直中轴线上，另一相对的接点固定于滑块4上，也位于垂直中轴线上;连杆组3左侧上臂外延长杆上，固接有光源9;连杆组3右侧上臂上，固接有光学物镜10、调焦机构13和成像透镜14，连杆组3右侧上臂外延长杆上，固接有CCD图像采集器件11。滑块4左右两侧与基座1上垂直设置的两根导轨5动连接;螺杆6位于垂直中轴线上，从滑块4的垂直中心孔穿过，且与滑块4的中心孔动连接，螺杆6的下端与电机7转轴的上端固接;电机7转轴的下端与角位移传感器8固接;电机7的转轴位于垂直中轴线上。

所述光源9用于产生入射激光，经过棱镜12表面发生反射，由于棱镜12上表面暴露在光学平台21和22之间空隙的部分上设置有SPR芯片，一定角度的所述入射激光会照射至棱镜后，载气表面发生全反射，并且一部分呢光耦合进入SPR芯片表面的金属膜后，会激发表面等离子体波(SPW)，适当的改变入射激光的角度或波长，当入射光的波矢与SPW的波矢相等时，入射光的大部分能量被SPW吸收，使得反射光的能量急剧下降，从而出现表面等离子谐振吸收峰。反射光经物镜10、成像透镜14后，由CCD11采集反射光强信号。其中光学棱镜12优选为正三角形棱镜。调焦机构13用于调节光学物镜10和成像透镜14与待测物的距离，以便获得清晰的聚焦的SPR图像。成像透镜14与光学物镜10配合使用，使光学系统所成的像正好呈现在CCD图像采集器件11上。

如图4所示，光源9包括半导体激光器91和透镜组92以及高稳定光源驱动电路93，透镜组92含有数个镜片，激光器91发出的光经过透镜组92后成平行光输出，正照射在棱镜12的左斜面上，高稳定光源驱动电路93用于保证光源稳定性。激光器91发出的平行光，经反射后由棱镜12的右斜面射出，经物镜10放大后，正好照射在CCD图像采集器件11的入射口。

电化学系统的基本功能是提供电化学反应的刺激和进行电化学反应检测，包括工作电极、参比电极16、对电极17、信号发生器、信号采集组件。其中所述工作电极由SPR芯片18上表面的金属膜实现，其可以是单个电极，也可以是多个电极(如图5所示)，参比电极16和对电极17装配在流通系统的微流控测试池15内，可以是单电极也可以是多个电极(如图5所示)，电极均通过导线与电化学信号采集组件连接，通过信号发生器对电极施加各种电信号，同时通过电化学信号采集组件进行电信号采集，最后通过集成在计算机控制系统中的数据转换软件进行数据处理和分析。

数据采集系统的基本功能是采集入射光的角度、采集和调理光强信号。数据采集系统包括角位移传感器8、角度采集组件和SPR图像采集组件。所述角位移传感器8用于进行角位移采样，其采用了高分辨率编码器精确计数定位，从而可以提高谐振角微小变化的精确测量，有很高的角度分辨率;角度采集组件采集角位移传感器8的电信号，确定入射光角度;SPR图像采集组件采集和调理CCD器件11的输出信号并进行参数设定。

图4示出了本发明中光学系统及流通系统的结构示意图。所述流通系统包括:泵和阀、微流控测试池。其通过泵和阀向表面等离子体谐振(SPR)芯片18和微流控测试池15内定量输送待测样品、各种缓冲液、各种化学试剂等，进行定量测试，构成完整的光、机、电和生化一体的测试系统。所述微流控测试池由PDMS硅橡胶或其他密封材料制作而成，微流控测试池与所述SPR芯片密封，形成至少一个密封微通道，并分别在微通道的入口和出口处连接进样管和出样管，在微通道包括入口和出口处在内的任何位置装配对电极和参比电极，在微通道充满液体时形成欧姆接触，并与SPR芯片构成典型的电化学三电极。

如图4所示，在光学棱镜12(本是实施例为正三角形棱镜)的水平上平面上，滴加有高折射率匹配油19，并设置有表面等离子体谐振(SPR)芯片18和微流控测试池15。表面等离子体谐振(SPR)芯片18和微流控测试池15依次水平叠置在高折射率匹配油19上方，微流控测试池15在SPR芯片18上方，微流控测试池15上连有输入管151和输出管152，输入管151和输出管152的另一端与进样系统相连通，微流控测试池15上装配有参比电极16和对电极17，SPR芯片18作为工作电极，微流控测试池15中含有至少一个微通道(如图4所示)，用于连接输入管151和输出管152，所述微通道经过SPR芯片18上表面，使得测试物通过输入管151流经SPR芯片18的表面后从输出管152输出，参比电极16和对电极17伸入至微通道中，SPR芯片18实现电化学测试和表面等离子体谐振(SPR)定量测试。

当待测物流经SPR芯片18表面后，与其上的反应物发生反应，引起表面等离子谐振吸收峰的改变，信号采集系统通过采集这种谐振吸收峰的改变，进而检测获得待测物的SPR信息。

图5示出了本发明采用的不同结构的微流控测试池结构图。如图5所示，所述微流控测试池15，可与单个工作电极或多个工作电极的表面等离子体谐振(SPR)芯片18(如图6所示)配合使用。微流控测试池中的微通道数目可根据需要设计、制造，不局限于图5中画出的两通道。微流控测试池用PDMS硅橡胶或其他密封材料制作。

图6示出了木发明中单个工作电极或多个工作电极的表面等离子体谐振(SPR)芯片结构图。如图6所示，左边是单个工作电极SPR芯片，即SPR芯片上表面玻璃片上具有一块金属膜;中间是两个工作电极SPR芯片右边是四个工作电极SPR芯片，均可与单通道或多通道微流控测试池15配合使用。具体的，如果是单个电极SPR芯片，则液体样品由微流控测试池15的输入管151流入，流经SPR芯片18表面上的单通道，然后由输出管152流出。如果是两电极SPR芯片，则与双通道微流控测试池15配合使用，双通道微流控测试池15的两个通道与两电极SPR芯片上的两个电极对应。对于中间两电极结构的SPR芯片，如果做成多电极形式(如三电极、四电极等)，可以配合使用多通道的流通池，通道形式与电极对应。右边四电极SPR芯片也可以使用与两电极匹配的双通道微流控测试池15，每个流通通道对应两个电极，其中一个电极作为工作电极，另一个电极不加电作为对照，见图5。表面等离子体谐振(SPR)芯片作为工作电极，工作电极数目也可以根据需要设计、制造，不局限于图6中画出的工作电极个数。

所述系统操作控制软件主要有三个功能:(1)可根据要求和运行状态确定机械扫描运动结构的运行速度和方向，以平行光束通过棱镜入射到SPR芯片上，既可实现调制谐振角度扫描，也可以实现一定角度下光强变化测试;(2)可根据要求操控流通系统中的泵和阀，运送待测样品、各种缓冲液、各种化学试剂等，流动速度和方向可控制和编辑;(3)可根据要求操控电化学系统，选择电化学测试模式和检测模式，如循环伏安法、阻抗分析法等。

信息采集处理软件，采集并处理SPR曲线，采集并处理电化学曲线，采集并处理SPR图像。

数据转换软件，将采集的SPR曲线或图像转换为相应电化学曲线和图像，将电化学曲线(图9A)转换为SPR曲线(图9B)。数据转换软件将SPR曲线(图9C)转换为电化学曲线(图9D)，实现用SPR光学方法获得电化学和局部电化学信息。

图7示出了本发明采用高稳定性光源驱动电路驱动下，连续检测14小时以上的实验结果图。如图7所示，可以看出本发明提出的系统稳定度好，稳定度达到千分之3。

图8示出了本发明采用高稳定性光源驱动电路原理图。如图8所示，所述高稳定性光源驱动电路93用于驱动激光器光源发光，并保持恒定的输出功率，使输出光强不变，慢启动保护电路可以使激光器二极管LD两端的电压在启动或关闭后缓慢增加或降低，用以保护激光器在开关的瞬间不受外界脉冲信号的冲击，以免造成激光器的损坏。驱动电路用于提供激光二极管LD的驱动电流。限流保护电路用于限定驱动电路提供给激光二极管LD端的最大电流。激光器启动后光电二极管PD端受到LD的照射会发生光电转换，产生输出电流，该电流经过电流-电压转换电路以后，产生PD的反馈电压。基准电压是高稳定光源驱动电路93的初始设定电压，该电压与光电二极管PD的反馈电压进行误差比较，进而调整驱动电路的输出电流，使激光器输出光强稳定。半导体激光器的光输出受温度变化影响很大，为了获得稳定的激光光源，本系统设计了恒功率控制MC(Automatic Power Control)的反馈控制电路，使光输出量与温度无关。本系统的激光器管芯带有光电流监测管脚PD，APC电路的原理如图8:激光射入光电二极管PD，PD产生输出电流，用电阻将此电流转换为反馈电压，该电压与基准电压相等以控制激光二极管的正问电流，就得到了稳定的光输出。

图9示出了本发明中数据转换软件系统将SPR信息和电化学信息相互转换的实验数据和计算数据图。如图9所示，数据转换软件，将采集的SPR曲线或图像转换为相应电化学曲线和图像，将电化学曲线转换为SPR曲线。图9(A)是电化学系统测试的实验数据，电极是整个SPR金膜，即反映了金膜与参比电极和对电极以及电极之间溶液的整体电化学信息;图9(B)是数据转换软件系统将图9(A)中的实验数据转换为SPR信息;图9(C)是SPR光学系统测试的实验数据，选取了SPR金膜上的局部区域(微米级区域)，即反映了该SPR金膜上局部区域的表面信息;图9(D)是数据转换软件系统将图9(D)中的实验数据转换为电化学信息，该电化学信息反映的是SPR金膜表面的局部(微米级区域)电化学信息。

本发明公开的上述测试系统为立式菱形杠杆同步扫描结构;在光学棱镜的水平上平面上，设有表面等离子体谐振芯片和微流控反应池，两者水平叠置，微流控反应池在表面等离子体谐振芯片上方，微流控反应池由输入管和输出管与流通系统相连通;金或铂等对电极和银/氯化银或铂等参比电极装配在微流控反应池中，表面等离子体谐振芯片金属膜作为工作电极三电极与电化学系统电连接;微流控反应池中设有至少一条微通道;光学系统、机械扫描系统、数据采集系统、流通系统、电化学系统分别与嵌入式微控制器电连接，微控制器又与计算机相连，计算机预装有信息采集处理软件、系统操作控制软件和数据转换软件，操控测试仪，可以进行机械运动扫描点光源入射角度调制，或固定夹角的楔形光束内角度调制，或定点监测光强变化等工作模式测试，同时可进行电化学检测;利用物镜和CCD图像采集器，获得高分辨率表面等离子体谐振图像，并采用数据转换软件，获得高空间分辨率的局部电化学成像信息。

该系统无需使用电极阵列(多个工作电极)，只需使用一个工作电极，即可实现多点并行检测;同时，无需高精度扫描探针，就看获得局部SPR和电化学信息。而且这种新方法和新系统可以获得原有方法和技术难以获得的电极表面局部电化学信息。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在木发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种基于表面等离子体谐振的局部电化学成像测试系统，其包括光学系统、机械系统、数据采集系统、流通系统、电化学系统和计算机系统;其中，光学系统包括表面等离子体谐振SPR芯片、光学棱镜和光源，光源发出入射激光并照射至光学棱镜;流通系统包括微流控测试池;所述SPR芯片位于光学棱镜的水平上平面上，所述微流控测试池位于所述SPR芯片上表面，具有一定角度的所述入射激光经光学棱镜后照射至SPR芯片上表面发生全反射，并产生表面等离子谐振吸收峰，待测物通过所述微流控测试池流经SPR芯片上表面后，与SPR芯片上固定的反应物相互作用，引起所述表面等离子谐振吸收峰的改变;电化学系统用于向待测物提供电刺激使得待测物产生电化学反应，并采集相应的电化学信号;所述数据采集系统采集所述表面等离子谐振吸收峰的改变，获得表面等离子谐振光学图像信息;所述机械系统用于调整光源发出的入射激光的角度;所述计算机系统将表面等离子谐振光学图像信息转换为带有空间分辨率的局部电化学信息，根据所述局部电化学信号和所述表面等离子谐振吸收峰的变化获得待测物的相应信息。

2.如权利要求1所述的基于表面等离子体谐振的局部电化学成像测试系统，其特征在于，微流控测试池中设有至少一条微通道，微流控测试池装配有至少一个输入管和至少一个输出管，所述至少一个输入管和输出管的另一端与流通系统的阀和泵相连通，用于从所述至少一个输入管通入待测物，并经过微通道流经所述SPR芯片上表面后，由所述至少一个输出管排出将用于。

3.如权利要求1所述的基于表面等离子体谐振的局部电化学成像测试系统，其特征在于，其还包括嵌入式微控制器，所述嵌入式微控制器通过RS232端口或USB端口与计算机系统相连，其在计算机系统的控制下问光学系统、机械系统、数据采集系统、流通系统和电化学系统发送控制命令。

4.如权利要求1所述的基于表面等离子体谐振的局部电化学成像测试系统，其特征在于，所述光学系统还包括光源驱动电路、接收物镜和CCD图像采集器件，所述光源驱动电路用于驱动光源发光，并保持恒定的输出功率，使输出光强不变;所述接收物镜用于放大表面等离子体图像，所述CCD图像采集器件用于接收表面等离子体图像信号和光强信号，并进行光电转换。

5.如权利要求1所述的基于表面等离子体谐振的局部电化学成像测试系统，其特征在于，所述电化学系统包括工作电极、对电极、参比电极、信号发生器和信号采集组件;所述工作电极由所述SPR芯片实现，对电极为铂、金电极中的任一种，参比电极为银/氯化银、铂、金电极中的任一种。

6.如权利要求5所述的基于表面等离子体谐振的局部电化学成像测试系统，其特征在于，所述SPR芯片，为单工作电极单通道芯片、单工作电极多通道芯片、多工作电极单通道芯片、多工作电极多通道芯片中的任一种，且所述微流控测试池为单通道微流控测试池或多通道微流控测试池。

7.如权利要求5所述的基于表面等离子体谐振的局部电化学成像测试系统，其特征在于，所述微流控测试池由PDMS硅橡胶或其他密封材料制作而成，微流控测试池与所述SPR芯片密封，形成至少一个密封微通道，并分别在微通到的入口和出口处连接进样管和出样管，在微通到包括入口和出口处在内的任何位置装配对电极和参比电极，在微通道充满液体时形成欧姆接触，并与SPR芯片构成典型的电化学三电极。

8.如权利要求1所述的基于表面等离子体谐振的局部电化学成像测试系统，其特征在于，所述计算机系统还用于将SPR光学图像信息转换为电化学信息，实现用SPR光学方法获得电化学和局部电化学信息。

9.如权利要求1所述的基于表面等离子体谐振的局部电化学成像测试系统，其特征在于，所述计算机系统，还用于将电化学系统采集获得的电化学信息转换为SPR光学信息。

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