CN101303345A - 一种生物感测系统及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种生物感测系统及其使用方法，用以检测样品中标的物的浓度。本系统利用无线射频辨识系统整合而成，它包括读取电路及电子卷标。生物感测系统包括装有读取电路的生物传感器，以及用于该生物传感器的带有电子卷标的生物感测器件。操作流程系由生物传感器内的微控器下达控制命令给读取电路，读取电路发送无线电波到生物感测器件上的电子卷标，电子卷标收到无线电波后，所储存的数据或参数传送给读取电路，微控器再由读取电路读入。按本发明的使用方法，生物传感器可自动读取生物感测试片内的数据或参数。在操作使用时不需密码卡，避免了因用错密码卡导致误判身体状况的情况，另外减少了生物感测试片的浪费。

Description

一种生物感测系统及其使用方法

技术领域

本发明属于生物感测系统技术领域，特别涉及一种具有无线射频辨识系统(Radio Frequency Identification；RFID)的生物感测系统及其使用方法，通过生物传感器的读取电路(Reader)读取生物感测试片结构或生物感测试片瓶或罐上的电子卷标(Tag)所储存的数据/参数。

背景技术

自20世纪开始，随着医疗体系进步，人类寿命在不断延长，但是各种文明病却普遍存在于社会中，糖尿病即是其中一种重要的病例。在糖尿病方面，根据世界卫生组织(WHO)报告统计，2000年死于糖尿病的全球人口约有81万人，而患有糖尿病者约有1495万人。在大部份发达国家中，糖尿病所造成的死亡人数排名为第四位。到2025年时，全球糖尿病患者将增加到3亿人，将占总人口数的1.67％，这一庞大的数字使我们不得不重视对糖尿病的控制。

随时监控血糖浓度是控制糖尿病过程中非常重要的步骤。临床上，测定血中生化物质浓度的方法有很多种，较被广泛使用的是临床生化实验室的大型生化检测机台，但在使用此类仪器时必须在特定的医疗机构，这就限制了检测地点。为使仪器便于携带以及个人使用方便，居家型的生物传感器结合抛弃式的生物感测试片就成为个人居家检测的主流。

生物传感器是一种侦测装置，由具专一性的生物性物质与转换器(transducer)组合而成。具专一性的生物性物质会辨识特定的标的物，例如血糖、尿酸、胆固醇、三酸甘油酯、麸草酸转氨酶(GOT)或麸胺基转氨酶(GPT)，并且转换成为另一种生物分子，此变化通常会被转换器转化为电子讯号，且调校到特定范围以利侦测。

现有技术是将生物感测试片的相关数据/参数储存在密码卡(codecard)内，在检测样品中特定的标的物前，先将密码卡插入插槽，此时密码卡内生物感测试片的数据/参数将被读取。样品中特定的标的物的检测是依据测试前生物传感器读取密码卡内生物感测试片的数据/参数计算出结果。然而，居家型生物感测系统在检测样品中特定的标的物时，常会出现计算出来的结果不正确，其原因一部分是由于使用者在操作时用错密码卡：(1)用错批号的密码卡，会出现在使用单功能生物感测系统或多功能生物感测系统；(2)用错功能的密码卡，会出现在使用多功能生物感测系统。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的任务是提供一种改进的生物感测系统及其使用方法，特别是一种具有无线射频辨识系统的生物感测系统及其使用方法，它解决了现有的居家型生物感测系统在检测样品中特定的标的物时，因使用者操作时用错密码卡导致计算出来的结果不正确的问题。

本发明的技术解决方案如下：

一种生物感测系统，用以检测样品中特定的标的物的浓度，样品包括血液、体液、唾液、尿液或水溶液，标的物包括血糖、尿酸、胆固醇、三酸甘油酯、麸草酸转氨酶或麸胺基转氨酶，所述生物感测系统利用无线射频辨识系统整合而成，无线射频辨识系统包括读取电路以及电子卷标；

所述生物感测系统包括装有读取电路的生物传感器，以及用于该生物传感器的带有电子卷标的生物感测器件；

所述生物传感器包括微控器、无线射频辨识系统读取电路、温度感测电路、按键电路、液晶显示器、程序更新烧录电路、以及可编程序试纸感测电路；

所述无线射频辨识系统的操作流程系由生物传感器内的微控器下达控制命令给读取电路，读取电路发送无线电波到生物感测器件上的电子卷标，电子卷标收到无线电波后，电子卷标内储存的数据或参数以无线电波传送给读取电路，微控器再由读取电路将该数据或参数读入。

所述生物感测器件为生物感测试片结构，生物感测试片结构包括一片以上基板以及在该基板上设置的反应区、电极和电子卷标。

所述生物感测试片结构的基板结构足以形成一个三维空间的反应室。

所述生物感测试片结构的反应区为酵素反应区，在该酵素反应区平面上涂布有一层以上生物反应膜，该生物反应膜含有与样品中标的物产生生化或化学反应的物质，包括生物活性物质及非生物活性物质。

所述生物感测试片结构的电极包括一个工作电极和一个以上参考电极，电极一端延伸至反应区平面，电极另一端为与生物传感器相接触的连接端。

所述生物感测试片结构的电子卷标设置在基板上或与基板制成一体。

所述生物感测器件为生物感测试片瓶或罐。

所述生物感测试片瓶或罐上设有电子卷标。

一种生物感测系统的使用方法，对于生物感测试片结构中的电子卷标的操作流程为：

步骤一：将生物感测试片插入生物传感器，生物传感器自动读取生物感测试片内的数据或参数；

步骤二：液体被吸入生物感测试片，启动微控器进行检测，液体被吸入生物感测试片成功，则进入步骤三；液体被吸入生物感测试片若不成功，则重复步骤二；

步骤三：运算完成后，将正确的数值传送至液晶显示器显示，并将此数值及检测时间存放至内存内。

一种生物感测系统的使用方法，对于生物感测试片瓶或罐上的电子卷标的操作流程为：

步骤一：将生物感测试片插入生物传感器；

步骤二：将生物感测试片瓶或罐靠近生物传感器，生物传感器自动读取生物感测试片瓶或罐上的数据或参数；

步骤三：液体被吸入生物感测试片，启动微控器进行检测，液体被吸入生物感测试片成功，则进入步骤四；液体被吸入生物感测试片若不成功，则重复步骤三；

步骤四：运算完成后，将正确的数值传送至液晶显示器显示，并将此数值及检测时间存放至内存内。

本发明的生物感测系统是一种智能型生物感测系统，适用于单功能及多功能生物感测系统，藉由生物传感器的读取电路来读取生物感测试片结构或生物感测试片瓶(罐)上的电子卷标所储存的数据/参数。因此，使用者在操作使用本发明的生物感测系统时将不需密码卡，同时避免了因用错密码卡导致误判身体状况或病情的情况，另外减少了生物感测试片的浪费。

本发明的智能型无线辨识生物感测系统包括生物传感器(meter)以及用于该生物传感器的生物感测器件如生物感测试片(strip)和生物感测试片瓶或罐。生物传感器可用于多种便携式电子设备，例如手机、个人数字助理(Personal DigitalAssistant；PDA)、数字相机(Digitalcamera)、数字相框(digitalphotoframe)等。生物传感器需具备读取电路(RFID Reader)，用于该生物传感器的生物感测试片结构或生物感测试片瓶(罐)则需具有电子卷标(RFID Tag)。电子卷标储存有生物感测试片的数据/参数，这些数据/参数可被生物传感器读取。当生物感测试片被用于检测样品中特定的标的物时，生物传感器能依据测试前取得的数据/参数计算出结果。

附图说明

图1是本发明的一种生物感测系统的第一实施例示意图，显示出生物传感器与设有电子卷标的生物感测试片之间的操作过程。

图2是本发明的一种生物感测系统的第二实施例示意图，显示出生物传感器与设有电子卷标的生物感测试片瓶或罐之间的操作过程。

图3是本发明的一种生物感测系统中的生物传感器的工作流程方框图。

图4是图1生物感测系统第一实施例的操作流程图。

图5是图2生物感测系统第二实施例的操作流程图。

具体实施方式

参看图1和图2，本发明的一种生物感测系统，用以检测样品中特定的标的物的浓度，检测的样品包括血液、体液、唾液、尿液或水溶液，特定的标的物包括血糖、尿酸、胆固醇、三酸甘油酯、麸草酸转氨酶或麸胺基转氨酶。

本发明的生物感测系统利用智能型无线射频辨识系统整合而成。该无线射频辨识系统包括读取电路8以及电子卷标10(RFID Tag)。

生物感测系统包括装有读取电路8的生物传感器2，以及用于该生物传感器2的带有电子卷标10的生物感测器件。生物感测器件为生物感测试片结构4(如图1中所示)，或为生物感测试片瓶或罐12(如图2中所示)。生物感测试片结构4和生物感测试片瓶或罐12都设有电子卷标10。

参看图3，生物传感器2包括微控器(Micro-controller)6、无线射频辨识系统读取电路(RFID Reader)8、温度感测电路(temperature sensor)26、按键电路(switch circuit)24、液晶显示器(LCD)30、程序更新烧录电路(insystemprogramming circuit)28、以及可编程序试纸感测电路(programmable strip sensingcircuit)22。

微控器6是生物传感器的运算核心，依据测试前生物传感器读取密码卡内生物感测试片的数据/参数，计算出样品中特定的标的物的检测结果，例如浓度。读取电路8用于发送某一频率的无线电波。温度感测电路26可检测当时的温度，微控器6可根据检测到的温度及无线射频辨识系统提供的数据/参数计算出正确的数值。按键电路24用于微控器6，微控器6会由按键电路24读取使用者的按键操作，并执行相关动作。液晶显示器30负责显示所有相关的信息。程序更新烧录电路28亦用于微控器6，微控器6内程序的版本可藉由该程序更新烧录电路28将微控器程序加以更新。可编程序试纸感测电路可用于控制电流、电压，对于电流、电压放大倍率及参考电压大小的固定，或由微控器因试纸的感测电路的设计需求不同而进行控制。

无线射频辨识系统的操作流程是，当生物感测试片4启动生物传感器2后，置于生物传感器2内的微控器6即下达控制命令给读取电路8。读取电路8发送无线电波到生物感测试片4的电子卷标10或生物感测试片瓶(罐)12上的电子卷标10。电子卷标10收到此无线电波后，电子卷标10内有关生物感测试片4的数据/参数以另一频率的无线电波传送给读取电路8，微控器6再由读取电路8将生物感测试片4的数据/参数读入，并以读入的数据/参数为基础来计算出生物感测试片4上样品中特定的标的物，例如血糖、尿酸、胆固醇、三酸甘油酯、麸草酸转氨酶或麸胺基转氨酶的检测结果如浓度。

生物感测试片结构包括一片以上至数片基板以及在该基板上设置的反应区、电极和电子卷标。该基板是绝缘基板，该基板结构足以形成一个三维空间的反应室。生物感测试片结构的反应区为酵素反应区，在该酵素反应区平面上涂布有一层以上生物反应膜，该生物反应膜含有与样品中标的物产生生化或化学反应的物质，包括生物活性物质及非生物活性物质。在基板上设置的电极至少有三个电极，即一个工作电极和二个参考电极。电极一端延伸至反应区平面，电极另一端为与生物传感器相接触的连接端。电子卷标设置在基板上或与基板制成一体。在基板上还可设置垫高片和上盖片。

如图3中所示，本发明的智能型生物感测系统可适用于单功能及多功能生物感测系统，通过生物传感器2的读取电路8来读取生物感测试片4的电子卷标10或生物感测试片瓶(罐)12上的电子卷标10所储存的数据/参数；微控器6再由读取电路8将生物感测试片4的数据/参数读入，并下达控制命令给可编程序试纸感测电路22来控制电流、电压放大的倍率及参考电压的大小；同时微控器6读取温度感测电路26检测到当时的温度，微控器6可根据检测到的温度及无线射频辨识系统提供的数据/参数，计算出待测物的正确数值。按键电路24联结至按键，用于查询内存内的记录、调整时间及检测单位等。微控器6会由按键电路24读取使用者的按键操作，并执行相关动作。液晶显示器30负责所有相关信息的显示。微控器6内的程序版本可藉由程序更新烧录电路28将微控器程序加以更新。

另外，多种便携式电子设备可被设计开发成生物感测系统，便携式电子设备如手机、个人数字助理、数字相机、数字相框等。

参看图4，使用本发明的生物感测系统的方法，对于生物感测试片结构中的电子卷标的操作流程为：

步骤一32：将生物感测试片4插入生物传感器2，生物感测试片4的启动电极会以电子方式或机械方式启动生物传感器2，此时生物传感器2自动读取生物感测试片4内的数据/参数。

步骤二34：液体如血液被吸入生物感测试片，启动微控器进行检测，血液被吸入生物感测试片成功，则进入步骤三36；血液被吸入生物感测试片若不成功，则重复步骤二34。

步骤三36：运算完成后，将正确的数值传送至液晶显示器30显示，并将此数值及检测时间存放至内存内。

参看图5，使用本发明的生物感测系统的方法，对于生物感测试片瓶或罐上12的电子卷标的操作流程为：

步骤一42：将生物感测试片4插入生物传感器2，生物感测试片4的启动电极会以电子方式或机械方式启动生物传感器2。

步骤二44：将生物感测试片瓶或罐12靠近生物传感器2，此时生物传感器2自动读取生物感测试片瓶或罐12上的数据/参数。

步骤三46：液体如血液被吸入生物感测试片，启动微控器进行检测，血液被吸入生物感测试片成功，则进入步骤四48；血液被吸入生物感测试片若不成功，则重复步骤三46；

步骤四48：运算完成后，将正确的数值传送至液晶显示器30显示，并将此数值及检测时间存放至内存内。

当然，本技术领域内的一般技术人员应当认识到，上述实施例仅是用来说明本发明，而并非用作对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对上述实施例的变换、变型都将落在本发明权利要求的范围内。

Claims (10)

1.一种生物感测系统，用以检测样品中特定的标的物的浓度，样品包括血液、体液、唾液、尿液或水溶液，标的物包括血糖、尿酸、胆固醇、三酸甘油酯、麸草酸转氨酶或麸胺基转氨酶，其特征在于，所述生物感测系统利用无线射频辨识系统整合而成，无线射频辨识系统包括读取电路以及电子卷标；

所述生物感测系统包括装有读取电路的生物传感器，以及用于该生物传感器的带有电子卷标的生物感测器件；

所述生物传感器包括微控器、无线射频辨识系统读取电路、温度感测电路、按键电路、液晶显示器、程序更新烧录电路、以及可编程序试纸感测电路；

所述无线射频辨识系统的操作流程系由生物传感器内的微控器下达控制命令给读取电路，读取电路发送无线电波到生物感测器件上的电子卷标，电子卷标收到无线电波后，电子卷标内储存的数据或参数以无线电波传送给读取电路，微控器再由读取电路将该数据或参数读入。

2.根据权利要求1所述的生物感测系统，其特征在于，所述生物感测器件为生物感测试片结构，生物感测试片结构包括一片以上基板以及在该基板上设置的反应区、电极和电子卷标。

3.根据权利要求2所述的生物感测系统，其特征在于，所述生物感测试片结构的基板结构足以形成一个三维空间的反应室。

4.根据权利要求2所述的生物感测系统，其特征在于，所述生物感测试片结构的反应区为酵素反应区，在该酵素反应区平面上涂布有一层以上生物反应膜，该生物反应膜含有与样品中标的物产生生化或化学反应的物质，包括生物活性物质及非生物活性物质。

5.根据权利要求2所述的生物感测系统，其特征在于，所述生物感测试片结构的电极包括一个工作电极和一个以上参考电极，电极一端延伸至反应区平面，电极另一端为与生物传感器相接触的连接端。

6.根据权利要求2所述的生物感测系统，其特征在于，所述生物感测试片结构的电子卷标设置在基板上或与基板制成一体。

7.根据权利要求1所述的生物感测系统，其特征在于，所述生物感测器件为生物感测试片瓶或罐。

8.根据权利要求7所述的生物感测系统，其特征在于，所述生物感测试片瓶或罐上设有电子卷标。

9.一种使用权利要求2所述生物感测系统的方法，其特征在于，对于生物感测试片结构中的电子卷标的操作流程为：

步骤一：将生物感测试片插入生物传感器，生物传感器自动读取生物感测试片内的数据或参数；

步骤二：液体被吸入生物感测试片，启动微控器进行检测，液体被吸入生物感测试片成功，则进入步骤三；液体被吸入生物感测试片若不成功，则重复步骤二；

步骤三：运算完成后，将正确的数值传送至液晶显示器显示，并将此数值及检测时间存放至内存内。

10.一种使用权利要求7所述生物感测系统的方法，其特征在于，对于生物感测试片瓶或罐上的电子卷标的操作流程为：

步骤一：将生物感测试片插入生物传感器；

步骤二：将生物感测试片瓶或罐靠近生物传感器，生物传感器自动读取生物感测试片瓶或罐上的数据或参数；

步骤三：液体被吸入生物感测试片，启动微控器进行检测，液体被吸入生物感测试片成功，则进入步骤四；液体被吸入生物感测试片若不成功，则重复步骤三；

步骤四：运算完成后，将正确的数值传送至液晶显示器显示，并将此数值及检测时间存放至内存内。

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