便携式电化学生物芯片检测仪系统技术方案

本发明专利技术公开了一种电化学生物芯片检测仪系统，特别是能够满足无线信息传输的便携式电化学生物芯片检测仪系统，它包括电化学生物芯片、电化学生物芯片读数器及电化学生物芯片检测仪。该系统体积小、分析速度快能够对多种被检测分析物进行现场快速低成本检测，同时具有人性化的液晶触摸显示操作界面，使用简便，还含有无线数据传输功能，便于数据的收集和传输监测，能被广泛用于医疗卫生诊断、食品卫生(食品成分、食品添加剂、有害毒物等的分析检测)、军事医学(生物战剂检测)，环境检测(水质分析)等诸多领域。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电化学生物芯片检测仪系统，特别是能够满足无线信息传输的便携式电化学生物芯片检测仪系统，用于生物(酶、蛋白质、抗体、抗原、微生物、细胞、核酸等)和非生物标志物(铜、铬、铅等有毒重金属离子)的快速分析与检测，属于生物芯片系统

技术介绍
现今的医疗诊断、食品工业(食品成分、食品添加剂、有害毒物等的分析检测)、军事医学(生物毒素的检测)中的生化反恐，环境监测(水质分析)对于现场即时检测的需求越来越高，因此一种能够满足现场即时检测的仪器系统将具有十分重要的意义。目前已有许多检测技术及设备(如基因芯片系统、生化分析仪、微生物检测仪等等)用于多种生物或非生物标志物的检测，但是由于自身技术的局限性，如操作繁琐、分析时间长且需要专业技术背景人员或因仪器造价成本过高、体积庞大等因素，无法满足现场即时检测的需求。生物电化学技术是与尖端科学技术的发展紧密相关的，它能够对物质进行组成形态和成分含量的检测与分析，在生命科学、能源科学、信息科学和环境科学的发展中具有重要的作用。微电子机械系统(MEMS)是20世纪80年代后期在微电子技术的基础上发展起来的一门新兴应用基础技术，MEMS具有微型化、集成化、应用范围广等优点。近年来与生物学技术的联合应用形成生物微电子机械系统(Bio-MEMS)新的前沿技术，已被广泛应用到多个研究领域，尤其是在医疗诊断方面。由于MEMS器件具有体积小、重量轻、成本低及性能稳定、一致性好等优点，基于此技术基础研制的便携式电化学生物芯片检测仪系统，具有体积小、专一性强、分析速度快、准确度高、检测量大、检测成本低等优点；与目前高度成熟的无线信息传输技术整合后，该电化学生物芯片检测仪系统实用性大大增强，能够满足现场即时检测及分析数据无线传输的需求，该便携式检测仪系统适用于医院、家庭或单兵检测装备。
技术实现思路
本专利技术目的在于提供一种满足现场即时检测应用的便携式电化学生物芯片检测仅系统。本专利技术主要通过以下技术方案实施，该便携式电化学生物芯片检测仪系统主要包括电化学生物芯片、电化学生物芯片读数器及电化学生物芯片检测仪三个部分。所述的便携式电化学生物芯片检测仪系统中的电化学生物芯片包括一个底板及其上面的16个微反应单元体系。其中底板的形状为一个长方体，其材料可以选自玻璃、硅、陶瓷或PVC。其中16个微反应单元体系由纳米材料构成，每个单元分别含有(工作电极、辅助电极、参比电极)三电极体系，纳米材料可以选自金、钼、钛、铜、银、钯、镍或铬等。工作电极表面可以用化学试剂或生物分子进行功能化修饰，在其表面构建生物反应层界面，最常用的物质为巯基醇、EDC、NHS、辣根过氧化物酶、生物素或亲和素等。所述的便携式电化学生物芯片检测仪系统中的电化学生物芯片读数器包括加样槽、上盖、底盒和信号传导线路；上盖通过转轴和转轴槽旋转后闭合在底盒上面，与底盒形成一个密闭腔室。其中加样槽含有16个圆形生化反应池，反应池和电化学生物芯片上的16个微反应单元相对应，当覆盖在电化学生物芯片表面时，只露出电极接触点部分。其中上盖含有一个标本加样窗口，加样窗含有一个盖子，通过卡式结构装配在上盖，可以很方便的取下或扣上。其中底盒上面有一个凹槽用来放置和固定电化学生物芯片，凹槽的正中间有两个对应的半圆形缺口，便于电化学生物芯片的拿取；当关闭上盖后，凹槽的方位正对于上盖加样窗口。其中信号传导线路包括电路板、USB传输端口及底盒外置线路端口构成，位于上盖内部的电路板含有48个伸缩式金属触针，通过挡板固定在上盖，具有信号传输功能，三个一组共16组，用于和电化学生物芯片表面16个微反应单元电极触点接触；底盒内部的USB传输端口分别与底盒外置线路端口及USB信号传输电路板相连接。所述的便携式电化学生物芯片检测仪系统中的电化学检测仪包括微控制器单元模块、AD与DA转换模块、时钟和温度传感器模块、触摸液晶显示模块、恒电压/恒电流数字采集模块、电源模块、蓝牙数据传输模块；电化学检测仪前部含有一个电源开关、USB端口及蓝牙指示灯，后部含有一个读数器连接线端口，还有一个含有凹槽式结构防滑条纹的手持部位，底部含有左右对称的四个垫脚。其中微控制器单元模块为微处理器，它具有高性能、低功耗、多种高精度及高速的外设。其中AD与DA转换模块为具有多路带功能的AD和DA，可以在微处理器很少参与的情况下，自动、高速的进行AD和DA转换，为恒电压和恒电流方式的信号输出和输入采集提供了基本支持。其中时钟和温度传感器模块为修正环境及时间影响提供了一个比较便捷的方式。其中触摸液晶显示模块采用带触摸功能的TFT真彩液晶显示屏，价格低、功耗低，以字符、图形、图像的方式提供了一个方便、快捷的人机交换界面。其中恒电压/恒电流数字采集模块共有十六个采集单元，每个单元输入、输出信号通过多路开关切换进入微控制器CPU，为保证寿命而科学的采用了快速无触点切换方式，通过多路开关切换恒电压和恒电流工作方式；每个检测单元前端单独采用一套运放电路，十六路信号采集综合后采用程控增益放大器配合低内阻多路开关，可以实现多种放大倍数的选择，为微信号、大量程、高精度的采集提供了可靠的依据。其中电源模块采用低压差线性稳压器，为检测电路提供了 200mA的±5V电源，同时采用2. 5V的精密基准电压源，为AD、DA转换，电平迁移等电路提供了可靠的基准电压，系统也可以采用内部锂电池供电和USB模式供电，为系统的便携提供了依据。其中数据传输模块采用无线蓝牙模块和USB端口，可以和具有无线信号(蓝牙、3G)收发功能的PDA(掌上电脑、手机)相连接，为现场即时监测数据远距离传输提供了极大方便；也可以通过USB和具有LAN接口的计算机连接，通过计算机显示，进行鼠标操作和检测信息传输。上述的上盖、底盒、检测仪外壳、加样窗盖子、挡板、减震缓冲垫及脚垫的材料优选聚丙烯、聚碳酸酯、有机玻璃、聚氟乙烯、聚乙烯或ABS等塑料；伸缩式触针及转轴优选材料为不锈钢、镍镉合金或镍铜合金等；读数器USB电路板、信号传输电路板及检测仪内部电路板均制备在PCB板上；加样槽的材料优选自硅胶、聚氟乙烯、ABS、聚碳酸酯、聚苯乙烯、聚乙烯或聚丙烯。本专利技术中的便携式电化学生物芯片检测仪系统是一种现场多功能即时检测的生物技术平台，比传统的检测仪器系统(如基因芯片系统、生化分析仪、微生物检测仪等)体积小、制造成本低、操作使用简便，能够对多种被检测分析物进行现场快速低成本检测，同时还含有无线数据传输功能，便于数据的收集和传输监测，能为现今的医疗卫生诊断、食品卫生(食品成分、食品添加剂、有害毒物等的分析检测)、军事医学(生物战剂快速检测)，环境监测(水质分析)等诸多领域提供一种现场即时检测的便携式检测仪系统。附图说明图I图2图3芯片立体图。图。图5图6图7图8体图。是本专利技术便携式电化学生物芯片检测仪系统立体图。是本专利技术便携式电化学生物芯片检测仪系统的电化学生物芯片立体图。是本专利技术便携式电化学生物芯片检测仪系统的覆盖有加样槽的电化学生物图4是本专利技术便携式电化学生物芯片检测仪系统的电化学生物芯片读数器立体是本专利技术便携式电化学生物芯片检测仪系统的读数器上盖分解图的立体图。是本专利技术便携式电化学生物芯片检测仪系统的读数器底盒分解图的立体图。是本专利技术便携式电化学生物芯片检本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种便携式电化学生物芯片检测仪系统，其特征在于：它包括电化学生物芯片、电化学生物芯片读数器、电化学生物芯片检测仪。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：赵朝辉，甘先云，谢国明，
申请(专利权)人：赵朝辉，谢国明，甘先云，
类型：发明
国别省市：