带有可重复使用的生物传感器的便携式手动仪器制造技术

本发明专利技术涉及一种借助于电化学生物传感器、不需复杂的预分析试验生物液体，如全血、溶液、尿液和血浆的手动仪器。该手动仪器由一可更换的电化学生物传感器（１１）、一系统溶液贮存袋（１９）和一废物袋（１８）、一泵（４）、一软管输送系统、一具有阀门功能的功能轮（８）、四个操作元件、一显示器（１）和一用来测量信号和（控制）整个流程的控制单元，它由一太阳能电池和一９伏蓄电池供电。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种借助于电化学生物传感器而不需复杂的预分析试验生物液体，如血液、溶液、尿液和血浆的手动仪器。长期以来，生物传感器作为敏感的、并且有针对性的探测方法被应用在分析学中，尤其是在医学的诊断中。这样，相应的生物传感器装入到分析器中，这些生物传感器可以在重要的实验室中以高质量的实验进行对于相应参数的快速的、有价值的并且首先是正确的研究。在通常情况下，一个为每小时80～180次的实验通过能力是必需的。这些分析器基于不同的原理。它们大部分以相应高稀释的实验室试样的连续的、空气分段的流体工作，也就是，这种方法对于待分析溶液(例如全血)准备的分析材料需要必要的释释。为了分析，在这些仪器上单独的测试是非常昂贵的，因为分析器的结果只有经过对较多的测试数据的加工后才能得出(ESAT、EBIO、ECA)。可以进一步得知，这些装备在没有预先分析时也可以测量单独试样，但是这些设备由于其高度集中而带来的测量舒适度而很难搬动。从而不能用于分散的应用场合(YSI，NOVA-stat)。当前市场上带有集成生物传感器的可携式系统由于大量高级测量设备(内校准)而非常昂贵，维护费用太高，并以太长的待测量样品的输送路程工作。因此除了比较高的费用以外还造成延时和污染，这对分析质量起不利影响。在分散的应用场合中的用来确定例如葡萄糖和乳汁的参数的测量系统目前都以不可重复使用以消耗材料为基础(试纸、光度测量的、带状电极、电流测量的)。因此分析由试纸的价格确定，而试纸是不可校准的，因为只能用一次。在GM 29511566.1中所述的“带生物传感器的可携式手动仪器”看起来有明显的改进。在这种仪器中由于可重复使用的生物传感器，传感器可以校准，从而与试纸相比实现更好的质量。另一个优点是较经济的分析方案。与在实验室中以高质量进行的分析相比，在GM 29511566.1中所述的手动仪器的特征是，在同样质量条件下的可携带性，也就是说用这种仪器可以分散地并且不依赖于实验室高质量地进行分析。在实际应用中测试过程的技术实现还存在缺点。同时操作两个操作元件比较复杂、会造成操作失误。因此本专利技术的目的是，创造一种用来实现可分散使用的，检验血液，尿液，乳液的不需要预分析并带有可重复使用的生物传感器的仪器的技术方案，除了高的质量，低的价格以外还有不复杂的操作之优点。这个目的通过带有线性操作的手动仪器结构来实现。这种手动仪器由一可更换的电化学生物传感器、一系统溶液贮存袋和一废物袋、一泵、一软管输送系统、一带有阀门功能的功能轮，4个操作元件一显示器和一用于信号测量及整个流程(控制)的由太阳能电池和9伏蓄电池供电的控制单元组成。仪器在温度补偿的条件下工作，因此在环境温度在15℃至35℃的范围内波动时可以在-信号-温度函数的基础上补偿生物传感器变化了的灵敏度。优先采用焊接的聚乙烯(PE)薄膜作为用于系统溶液以及废物的贮存袋，其中贮存容量约占整个容积的1/3，废物容量约占2/3。在装入手动仪器中时，通过一插管将袋子打开。在贮存袋新使用时，PE袋的第二个一半是空的。废物袋袋灌到为清洗测量室所要消耗的贮量的程度。在系统溶液完全用完后整个袋子都被清除掉。可方便地交换的电化学生物传感器是-铂-银/氯化银电极，它可以根据所用的生物分子记录不同的物质。为了进行测量，将功能轮从起始位置A(5)(准备)顺时针转到位置B(6)(样品)，从而使系统进入测量准备状态。待分析样品通过将毛细管插入手动仪器的位于生物传感器正上方的样品开口输入。接着将功能轮转到位置C(7)(繁忙)，从而将待测量样品输送到传感器之前。在进行测量以后，在显示器上要求取出毛细管并清洗系统。毛细管被使用者取出，随着功能轮转到位置A，传感器便得到清洗并显示出测量值。测量值一直保留在显示器上，直到下一次测量开始。在显示器上的“已准备好使用”的文字显示意味着确认清洗过程结束，仪器已准备好可以重新测量。作为泵，优先采用通过手动或输入电能开动的软管泵。四个操作元件负责以下功能B1接通B2菜单B3设置键B4确认键供电通过一内部的9伏蓄电池实现，它最好通过太阳能电池充电或通过在电网上运行的充电器充电。生物传感器具有一根据所用的生物分子确定期限的寿命，它通常在10至30天之间。寿命的消耗在显示器上给使用者显示出来。在使用寿命过期以后生物传感器用新的替换。生物传感器的更换通过松开相应的封闭盖、取出用完的传感器并简单地放入新的传感器而进行。由在显示器上显示的提示，使用者被提供给关于必要的操作步骤的信息，直至新的传感器可以具有功能。信号测量和整个流程通过一控制单元而调节。整个流程包括信号测量的开始(开动)，信号测量的结束、测量值的建档和储存、仪器的校准和对操作者显示关于工作步骤的信息。本专利技术可以进行至少500次测量，而不必更换贮存袋。一个特别的优点是，该仪器可以与应用地点和应用时间无关地用于15℃至35℃的温度范围内。通过下述实施例和附图对本专利技术作较详细的说明。附图说明图1手动仪器的总视图，图2仪器和贮存袋及废物袋的布局的原理图。按图1的手工仪器用来试验血液、溶液、组织液、尿液、血清、血浆、食品样品以及关于代谢方面的水性样品，例如葡萄糖、乳液、但是还有营养品以及食品和发酵工业产品，例如乳糖、维生素C、苹果酸和不同的氨基酸。图1和2中画出了这种仪器的原理结构简图。测量流程介绍如下仪器的基本或起始位置(待机状态)是位置A(5)(准备)。在仪器通过B1(12)接通后将功能轮(8)转到位置B(6)，通过显示器(1)要求操作者安放样品，将毛细管内的样品放入为此而设置的开口(20)内，将功能轮转到位置C(7)。在测量结束后在显示器(1)上要求操作者取出毛细管和清洗系统。为此从开口(20)中取出毛细管样品，将功能轮(8)重新转到位置(A)(5)。这时I)在显示器(1)上显示测量值，II)将系统溶液从贮存袋(19)中通过软管系统经过包含传感器的测量室送入废物袋(18)。生物传感器与清洗溶液接触使传感器得到清洗。在显示器(1)上的文字显示“已准备好，可以使用”通知操作者清洗已经结束。从而手动仪器重新进入测量准备状态，并按同样的示意图进行下一次测量。在生物传感器(11)使用寿命过期以后(这在显示器上给操作者显示出来)更换生物传感器。为此打开操作杠杆(9)，更换老的传感器。然后重新关闭杠杆(9)，从而也关闭流水作业系统。操作者通过显示器得到生物传感器预处理方面的指导。参考标记1 显示器2 处理单元3 太阳能电池4 泵5 功能轮的位置A6 功能轮的位置B7 功能轮的位置C8 功能轮9 操作杆10 阀门11 生物传感器12 操作元件B113 操作元件B214 操作元件B315 操作元件B416 壳体17 操作杆的弹簧18 废物袋19 贮存袋20 样品开口21 盖板22 废物袋封口23 贮存袋封口权利要求1.带有可重复使用的生物传感器的、特别是用于分散确定原始的生物溶液的可携式手动仪器，其特征为包括一电流测量的生物传感器(11)，一测量室，用于新鲜的和用过的系统溶液的贮存袋(19)和废物袋(18)，一泵(4)，一软管输送系统，一样品开口(20)和一样品通道，一具有阀功能的功能轮(8)，一用于更换传感器的操作杆(9)，一显示器，四个操作元件(1本文档来自技高网...

【技术保护点】
带有可重复使用的生物传感器的、特别是用于分散确定原始的生物溶液的可携式手动仪器，其特征为包括：一电流测量的生物传感器（１１），一测量室，用于新鲜的和用过的系统溶液的贮存袋（１９）和废物袋（１８），一泵（４），一软管输送系统， 一样品开口（２０）和一样品通道，一具有阀功能的功能轮（８），一用于更换传感器的操作杆（９），一显示器，四个操作元件（１２，１３，１４，１５），一９伏蓄电池，一太阳能电池（１３），一用于测量信号和测量过程的整个 流程的处理单元（２），和一壳体（１６）。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：N克利梅斯，D普菲菲尔，J塞波尼克，F舍勒，F赫尔德，
申请(专利权)人：ABT先进生物分析技术有限责任公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]