一种生物传感器及其检测方法技术

本发明专利技术涉及生物工程领域，具体涉及一种生物传感器及其检测方法，包括衬底，在衬底的一面上印刷有电极阵列，电极阵列包括用于抽取待检测的人体组织液的抽取电极、用于检测组织液成分的工作电极和用于校准工作电极的工作电压的参比电极以及用于与工作电极形成回路的对电极，工作电极设置为多个，多个工作电极的检测区域的大小面积不同，多个不同的工作电极可以使得组织液的检测范围变大，另外在检测过程中，本发明专利技术通过预设的数值以及对应的标准工作电极来对检测的数据进行校准，使得检测的人体参数更加精准。

【技术实现步骤摘要】
一种生物传感器及其检测方法
本专利技术涉及生物工程领域，具体来说涉及一种生物传感器及其检测方法。
技术介绍
在对人体或者动物体进行组织液检测时，经常要用到生物传感器。生物传感器一般是用来检测组织液中成分的浓度，生物传感器中的工作电极根据其电流大小不同，适合检测的精准区域也存在差别，如对于不同个体不同浓度范围的组织液成分利用同一种类型的工作电极进行检测，容易出现检测不精准的问题。例如，糖尿病的主要特点是缓慢持续上升的组织液浓度，为了检测人体血糖浓度，市场上有多种血糖检测仪器。申请号为201180063434.0的中国专利公开了一种检测浓度的方法，该血糖检测系统通过微细的针刺破表皮，直接监测组织液血糖浓度，准确度较高，但是需要刺破人体皮肤，属于微创技术，且耗材极其昂贵。还有一种通过反离子电渗透法的生物电极，反离子电渗透法通过在表皮施加电场，组织液中的Na离子向阴极移动，Cl离子向阳极移动，皮肤正常情况下带负电荷，Na离子作为主要载体的离子流，将中性葡萄糖分子携带到皮肤表面，实现无创抽取的目的。然而，基于反离子电渗透法的血糖检测产品，存在抽取组织液时轻微刺激皮肤，工作电极测量血糖浓度范围窄、检测不精准的问题。
技术实现思路
为了解决上述缺陷，本专利技术了提供一种血糖检测范围大，可自己对检测数据进行校准识别，检测更加精准的生物传感器。为了达到这种效果，本专利技术采用的技术方案如下：一种生物传感器，包括衬底，在所述衬底的一面上印刷有电极阵列，所述电极阵列包括用于抽取待检测的人体组织液的抽取电极、用于检测组织液成分的工作电极和用于校准工作电极的工作电压的参比电极以及用于与工作电极形成回路的对电极，所述工作电极设置为多个，多个工作电极的检测区域的大小面积不同。一般来讲，衬底包括工作区域和接线区域，接线区域上的电线容易对工作区域造成干扰，所以一般在接线区域上覆盖有绝缘层,绝缘层还起到防止连接线短路的作用。多个工作电极的面积大小不同使得他们具有不同的工作电流，这样多个工作电极就可以测量不同浓度范围组织液参数。一般来讲，工作电极面积越大，其可测量组织液参数的浓度范围越小。优选的，在所述衬底上设置有多组电极阵列，多组电极阵列分别检测人体不同区域的生物参数。多组电极阵列设置在一个衬底上，在安装时，多组电极阵列覆盖在人体皮肤不同的区域。优选的，所述多组电极阵列轮流工作。在电极阵列工作时，抽取电极要时刻抽取覆盖区域的人体组织液，为了避免长时间对一个区域的抽取对人体造成创伤，多组电极阵列一般轮流交错工作。优选的，所述抽取电极设置电极阵列的最外侧并且环绕内侧的电极阵列将内侧的电极阵列“包裹”在内。抽取电极设置在电极阵列的最外侧，工作时，抽取电极抽取表皮的组织液，然后组织液向中间扩散到工作电极区域，便于工作电极吸收检测组织液成分。优选的，所述抽取电极整体呈“倒U”型，所述工作电极、参比电极和对电极均设置在“倒U”型的抽取电极内，所述“倒U”型抽取电极的开口用来接出接引线。“倒U”型抽取电极的设置使得内部工作电极距离抽取电极的位置都较近，吸取组织液更加均匀准确，便于提高检测精准度。优选的，所述电极阵列为两组，两组电极阵列对称设置。优选的，在所述衬底上的工作电极、参比电极、对电极和组织液吸取电极的区域覆盖一层凝胶盘，所述凝胶盘上设置有检测酶。凝胶盘包括聚环氧乙烷、聚乙烯醇(PVA)、壳聚糖或琼脂糖；凝胶盘内检测酶成分还包括牛血清蛋白(BSA)和/或缓冲液(PBS)和/或葡萄糖氧化酶(GOD)和/或防腐剂和/或保湿剂和/或促渗剂和/或络合剂和/或抗干扰剂。检测酶的具体成分可根据具体需要检测人体生物参数调整。优选的，在所述衬底上接出的导线连接在衬底背面的控制单元上，在所述控制单元的底部还设置有用于将所述控制单元、衬底和凝胶盘固定的固定装置，该固定装置上连接有用于将生物传感器固定在人体皮肤表层的连接带。为了进一步提高生物传感器在检测时对多个工作电极数据校准的精准度，本专利技术还提供了一种生物传感器的的检测方法，包括以下步骤：a、将生物传感器安装在人体皮肤表层；b、电极阵列开始工作，电极阵列上的抽取电极抽取人体组织液；c、抽取的组织液扩散至工作电极附近，多个工作电极读取检测数据；d、电极阵列中不同面积大小的工作电极检测的组织液浓度数据传输给控制单元，控制器将其与预设的测量浓度区间进行对比校准，获取最终检测数值。优选的，在所述步骤b中，电极阵列为多组，第一组电极阵列先开始工作，待一定时间后另外一组电极阵列开始工作，多组电极阵列在人体不同表皮区域交错循环工作。优选的，所述c步骤中的测量浓度校准方法如下：将人体血糖浓度预先分为多个区间，分别为C1、C2……CN，将该数据储存在控制单元的储存器中；将每个电极阵列上的多个工作电极的工作面积根据测量范围对应血糖浓度的多个区间设置，分别为S1、S2……SN；将该数据储存在控制单元的储存器中；将S1面积的工作电极定义为C1组织液浓度范围内的标准工作电极，S2面积的工作电极定位为C2组织液浓度范围内的标准工作电极……，SN面积的工作电极定义为CN组织液浓度范围内的标准工作电极，将该数据储存在控制单元的储存器中；将若干个工作电极测量的数据B1、B2、B3……BN反馈给控制单元，控制单元将其与储存器中的预设数据进行对比，获取最终检测数值。优选的，其特征在于，其对比方法为：将不同工作测量数据按照预设的浓度区间分布，看测量数据落在预设的那个浓度区间最多：若测量数据落入最多的浓度区间为一个时，该浓度区间对应的标准工作电极测量的浓度定义为最终测量数值；若测量数据落入最多的浓度区间为多个时，该多个浓度区间对应的多个标准标准工作电极测量数据的平准值为最终测量数值。本专利技术的有益效果是：与现有生物传感器相比，本专利技术在同一电极阵列上设置有多个工作电极，这样就可以符合不同组织液浓度差异人体的组织液检测，组织液检测范围大；另外，在本专利技术中还针对多个工作电极同时检测的数据进行了识别校准，该识别校准方法使得检测的数据更加精准。附图说明图1为电极阵列结构示意图；图2为衬底正面结构示意图；图3为衬底背面结构示意图；图4为生物传感器安装结构示意图。图5为生物传感器检测流程示意图。其中1为衬底，2为电极阵列，3为工作电极，4为抽取电极，5为参比电极|对电极，6为连接线，61为接线部，7为工作区域，8为接线区域，9为绝缘层，10为凝胶盘，11为控制单元，12为固定装置，13为固定带。具体实施方式为了便于对本专利技术的理解，下面结合附图对其进行描述：如图1-4所示，本专利技术了提供了一种生物传感器，包括衬底1，在衬底的一面上印刷有电极阵列2，电极阵列2包括用于抽取待检测的人体组织液的抽取电极4、用于检测组织液成分的工作电极3和用于校准工作电极的工作电压的参比电极5以及用于与工作电极形成回路的对电极5，工作电极3设置为多个，多个工作电极的检测区域的大小面积不同。工作电极3面积大小不同，其工作电流也存在差异，不同工作电流的工作电极在测量时，其检测的组织液等生理参数的范围也不一样。由于不同个体或者相同个体在不同时间周期内其组织液浓度存在差异，采用不同面积大小的工作电极其测试精准度不一样，不同工作电极针对不同范围组织液浓度测量效果存在差异。所以，在本专利技术中在同一电极阵列上采用多本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种生物传感器，其特征在于，包括衬底，在所述衬底上设置有抽取人体组织液的抽取装置，用于检测人体组织液的工作电极，以及用于与工作电极形成回路的对电极，所述工作电极为多个，多个工作电极的面积不同。

【技术特征摘要】
2017.06.07 CN 20171042313141.一种生物传感器，其特征在于，包括衬底，在所述衬底上设置有抽取人体组织液的抽取装置，用于检测人体组织液的工作电极，以及用于与工作电极形成回路的对电极，所述工作电极为多个，多个工作电极的面积不同。2.根据权利要求1所述的一种生物传感器，其特征在于，所述抽取装置为抽取电极，在所述衬底上还设置有用于校准工作电极的工作电压的参比电极，所述抽取电极、工作电极、对电极以及参比电极共同形成电极阵列。3.根据权利要求1所述的一种生物传感器，其特征在于，在所述衬底上设置有多组电极阵列。4.根据权利要求2所述的一种生物传感器，其特征在于，所述抽取电极设置在电极阵列的最外侧并且环绕内侧的电极将内侧的电极“包裹”在内。5.根据权利要求4所述的一种生物传感器，其特征在于，所述抽取电极整体呈“倒U”型，所述工作电极、参比电极和对电极均设置在“倒U”型的抽取电极内，所述“倒U”型抽取电极的开口处用来接出接引线。6.根据权利要求2所述的一种生物传感器，其特征在于，所述电极阵列为两组，两组电极阵列对称设置。7.根据权利要求2所述的一种生物传感器，其特征在于，在所述衬底上的工作电极、参比电极、对电极和抽取电极的区域覆盖一层凝胶盘，所述凝胶盘上设置有检测酶。8.根据权利要求7所述的一种生物传感器，其特征在于，在所述衬底上接出的导线连接在衬底背面的控制单元上，在所述控制单元的底部还设置有用于将所述控制单元、衬底和凝胶盘固定的固定装置，该固定装置上连接有用于将生物传感器固定在人体皮肤表层的连接带。9.一种生物传感器的的检测方法，其特征在于，包括以下步骤：a、将生物传感器安装在人体皮肤表层；b、电极阵列开始工作，电极阵列上的抽取装置抽取人体组织液；c、多个工...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨佳威，杨旭燕，
申请(专利权)人：杭州暖芯迦电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33